1.2 聚集诱导发光机理

与普通荧光分子不同的是，普通的荧光分子在溶液状态显荧光，但是当荧光分子发生聚集，即分子处于聚集态时不显荧光，发生荧光猝灭现象[1]。而具有聚集诱导发光效应（Aggregation-induced emission,AIE）的化合物却相反，它们在溶液状态荧光很弱或不显荧光，但是在聚集态时反而有很强的荧光强度。

对于聚集诱导发光效应现象的解释，科学家们提出了很多假设，包括：分子的内旋转受限；光化学或光物理进行过程中受到阻碍；分子结构非密排堆积；形成J-聚集体；形成特殊激基缔合物等[7][8]。通过对TPE分子进行适当的改性，将其他的基团接枝到苯环基团上，与被检测物发生静电吸引，疏水作用，共价作用，能够发生聚集诱导发光现象。虽然AIE荧光探针的表面也属于Turn-on-type荧光探针，荧光从无到有，但是两个变化的性质是不一样的。前者是荧光分子结构发生变化导致荧光发生变化，后者是分子内旋转受阻导致荧光的变化。这两者之间有本质的区别。其中由唐本忠教授提出的理论：分子内旋转受阻，激发态能量以辐射的形式向外释放机理得到学术界普遍认可。溶液状态下的分子内旋转很容易，分子的内旋转造成激发态能量主要以非辐射形式释放为主，只有少部分能量以辐射的形式损耗，所以荧光强度较低；而当荧光分子聚集态后，分子的内旋转受到阻碍，激发态能量主要以对外辐射的形式损耗，宏观表现为发射出较强的荧光[4][5]。

1.3 荧光分子-TPE

TPE，即1,1,2,2-四苯乙烯，TPE(Tetraphenylene) ，是一种经典的具有AIE（Aggregation Induced Emission 聚集诱导发光）效应的荧光分子，就是由于这种荧光分子的存在，高聚物才能发生聚集诱导现象，即在溶液中没有荧光，但是在固态却能发射较强的荧光。这与传统荧光分子刚好相反，能够解决传统荧光分子由于自身缺陷所不能解决的难题，因此在有机光电材料、生物化学传感器、化学检测等领域具有重要的应用，也引起人们越来越多的关注。TPE是整个体系的发光物质，只有将TPE在体系中固定住限制住其的内旋转，合成的乳液才会显出较强的荧光。

1.4 荧光强度测试的原理

某些物质能够吸收与其特征频率相同的光，这就是我们所说的荧光。最低的振动能量在基态下降到不同的水平，同时，它辐射出去的光频率不高，波长较长。一些物质被光激发后对外辐射的光比激发光的波长更长。这种材料可以吸收光、化学能等来自外界的能量，并储存下来，进入激发态。当它从激发态返回基态时，多余的能量就会辐射，以电磁辐射的形式对外辐射。荧光的产生必须有两种条件：吸收相同能量的分子与其特征频率相同；必须具有高荧光效率。

由轻型氙弧灯发出的光，经过光切割器过滤变成不连续的光，这就是激发光。荧光材料经过单色仪照射，变成单色荧光，照射在待测样品用的光电倍增管上。产生的光电流被放大器放大，并计入记录器。对样品溶液进行定量分析时，光单色仪将被固定在所选择的激发光波长处，荧光单色仪将被调到所选择的荧光波长处，记录仪会产生检测信号，这就是样品溶液的荧光强度[3]。

1.5 聚集诱导发光机理的应用

聚集诱导发光机理应用广阔，如用以检测金属离子、有机小分子、爆炸物、挥发性有机化合物（VOC）、蛋白、酶等化学/生物传感器；向传统的荧光分子化合物引入AIE单元合成具有AIE效应的衍生物，合成开发固态高效发光器件及生物传感器；合成开发荧光硅纳米颗粒、聚合物胶束等纳米颗粒，其最大的优点是与生物体的兼容效果相当好，排异现象很弱，在生物体内成像、结构解析及检测领域应用广泛[15]。