酞菁化合物大多性质稳定、易于合成、结构可修饰性强，可引入各类活性基团从而获得具有各种功能的衍生物。尤为难得的是，中心配位原子为反磁性的金属酞菁化合物大多具有荧光量子产率高、荧光发射在红色区域且可进行长波激发（因而可有效避开背景荧光和散射光的干扰）等优良荧光特性。本学位论文围绕金属酞菁作为光学分子探针在分析科学的应用而展开，共六章。　　第一章首先对酞菁的结构、基本性质与应用作了简要介绍。重点阐述酞菁在分析科学领域的应用，包括酞菁在催化动力学分析中的应用、酞菁作为光学探针的应用以及酞菁作为光学成像探针的应用等。　　第二章建立了铋离子的高特异性、高灵敏的定量分析新方法，并对反应机理进行了探讨。在酸性介质中，低浓度的多聚-L-赖氨酸(Poly-L-lysine，PLL)对四磺基铝酞菁具有高效荧光猝灭作用，形成几乎无荧光的离子对缔合物(AlS4Pc-PLL)。在Bi3+存在下，AlS4Pc-PLL的荧光显著恢复。进一步的金属离子筛选实验表明，只有Bi3+能够使AlS4Pc-PLL体系的荧光恢复，而其他金属离子的存在并不导致荧光恢复现象的发生，显示Bi3+对AlS4Pc-PLL的响应具有高度的特异性。据此，以AlS4Pc-PLL构成离子对红色荧光探针，建立了Bi3+的高特异性、高灵敏的定量分析新方法。方法用于实际样品的测定，获得了满意的结果。我们认为其反应机理类似于EDTA对铋离子的滴定反应。在较强酸性介质中，Bi3+与EDTA的螯合常数远大于其他金属离子，因而可在酸性介质中进行滴定（绝大多数其他金属离子不能在此介质中滴定）。PLL链上富含氮、氧配体，且是长链大分子，因而可以和Bi3+特异性结合成稳定的螯合物。　　第三章建立了氟离子含量的高灵敏高特异性快速测定新方法，并通过轴向配体的置换研究了磺基铝酞菁和氟离子之间的反应机理。在溶液中氟离子和磺基铝酞菁的轴向配体氯竞争性结合磺基铝酞菁的中心配位金属原子铝，从而使Cl-被替代生成了磺基氟铝酞菁。溶液由蓝绿色变为蓝色并且吸收光谱在640 nm处出现一个新吸收峰。进一步的研究表明磺基铝酞菁对氟离子具有高选择性线性响应与裸眼识别功能。　　第四章建立了可测定纳克级RNA的高灵敏定量分析新方法。弱碱性条件，带有强阴离子基团的RNA可与荷正电的四取代三甲基碘化铵铝酞菁(Tetra(trimethylammionio) aluminum phthalocyanine，TTMAAlPc)发生静电作用使TTMAAlPc沿RNA骨架发生聚集，从而使TTMAAlPc的荧光显著猝灭，且猝灭程度与RNA含量呈线性正相关，因此可以用于RNA的检测。本法灵敏度高、线性范围宽、对RNA测定常见干扰物质包括阴、阳离子、表面活性剂和维生素等的抗干扰能力强，且操作简便。实验中还以参比法首次测定了不同pH下TTMAAlPc的荧光量子产率，结果显示TTMAAlPc具有较高的荧光量子产率，且对大范围的酸度稳定，表明TTMAAlPc是极具应用潜力的新型红色荧光探针，值得深入研究，开拓其应用。　　第五章观察到TTMAAlPc的荧光行为受到DNA的显著影响，显示其与DNA存在相互作用。采用吸收光谱、荧光光谱、荧光各向异性、电泳分析、无机离子竞争实验以及结合比、结合常数的计算，首次对阳离子铝酞菁TTMAAlPc与DNA相互作用的模式进行了较为系统的研究，结果表明，TTMAAlPc与DNA的相互作用模式是一种较强的静电结合模式。计算结果显示TTMAAlPc与DNA的结合比为nTTMAAlPc∶nDNA=1.2∶1，结合常数为1.95×104L·mol-1。研究结果为进一步探索阳离子酞菁类化合物与DNA的作用提供了理论参考，对该化合物在光化学诊治技术和荧光探针技术领域的应用具有积极意义。　　第六章提出一种新的计算小分子-大分子相互作用结合常数的方法。通过研究小分子荧光化合物与蛋白质、多糖、核酸结合常数的测定，提出了“荧光过猝灭”这一概念。讨论了这种现象发生的机制并提出作图法快速校正荧光猝灭滴定曲线。应用作图法对荧光滴定曲线进行校正，扣除“过猝灭”部分，再通过Stern-Volmer方程计算结合常数。将此方法应用到小分子与蛋白质、多糖、核酸结合常数测定中，以计算四磺基铝酞菁(Tetrasulfonated AluminumPhthalocyanine，AlS4Pc)和人血清白蛋白(Human Serum Albumin，HSA)体系、吖啶橙(Acridine Orange，AO)和肝素钠(Heparin Sodium，Hep)体系、耐尔蓝A(Nile blue，NB)和小牛胸腺DNA(Calf Thymus DNA，ct DNA)体系等三个体系的结合常数为例，证实了该方法的可靠性与准确性。