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本发明提供一种比率型氧传感探针及其制备方法和应用,所述比率型氧传感探针包括连接有氧敏感基团的两亲性接枝聚合物和参比探针成分,所述参比探针成分包括参比探针材料分子和/或连接在所述两亲性接枝聚合物上的参比探针基团。本发明的比率型氧传感探针具有良好氧气敏感特性,具有高的荧光效率,结构稳定。能在水溶液中进行氧传感并在水溶液中保证较高的荧光强度,提高氧传感器荧光量子效率、检测水溶液中氧含量的准确性和稳定性,可以测量大肠杆菌和海拉细胞以及成骨细胞等在增殖过程中的氧气消耗情况,不同细胞浓度下的氧消耗情况能很好地观察出来,在测试过程中并没有表现出细胞毒性,探针材料合成简单可控,具有广泛的应用前景。