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为选择性识别某些特定物种而设计的化学传感器已成为超分子科学研究的重要方向之一。本论文设计合成了一系列有机功能小分子，结合电化学信号、紫外光谱和荧光光谱等检测手段，探索了它们在化学传感器方面的应用，主要研究成果如下：
1.利用四硫富瓦烯(TTF)作为电子给体单元，丙二腈作为电子受体单元合成一类新型的D-n-A分子。实验表明它们可以选择性的检测铜离子，是一类很好的电化学及颜色传感器。
2.应用金属诱导电荷转移机制设计合成了两个结构简单的富电子化合物，发展成一类汞离子颜色传感器。研究了它们与汞离子作用时的光谱改变、颜色变化的规律和作用机制，并制备了基于其中一个分子类似pH试纸的检测试纸。
3.设计合成了一个杂环荧光分子，将其发展为高灵敏、高选择性的荧光和紫外双识别的氟离子传感器。它的识别机制是：氟离子的加入破坏了分子原有的分子内氢键，形成了氟与氢的分子间氢键，改变了分子的电子云分布，从而改变了化合物的光谱性质。
4.设计合成了几个简单含蒽结构单元的荧光分子，以“软硬酸碱理论”为指导，并根据检测对象的不同使其与不同金属离子组成“自组装荧光探针体系”，成功地实现了对含巯基氨基酸、组氨酸和氟离子等生物物种在水相中的选择性检测。
5.利用光诱导电子转移机制(PET)，设计合成了含有胺甲基吡啶的荧光化合物。化合物与锌离子作用，表现出很强的荧光信号增强现象，是一个灵敏、高选择性的锌离子荧光传感器。