硅纳米颗粒（Si NPs）是一种新型的荧光纳米材料,具有优异的光学性能、电学性能、无毒害、良好的生物相容性、表面易化学修饰等优点,吸引了各个领域的关注。本论文采用叶酸、尿酸、番红花红T作为还原剂,以3-氨丙基三甲氧基硅烷为硅源,利用液相还原法制备Si NPs。获得的硅纳米颗粒作为探针开展了检测重金属离子,及潜指纹可视化的应用研究,具体的研究内容如下:以叶酸为还原剂制备的Si NPs具有蓝色的荧光,其最大的激发和发射波长分别在370 nm和450 nm处。Hg²⁺和Ag⁺可选择性地、高效地淬灭Si NPs的荧光,以此建立了以Si NPs为荧光探针检测Hg²⁺和Ag⁺的检测体系。Si NPs的荧光淬灭程度与Hg²⁺和Ag⁺浓度呈现出良好的线性关系,检测限分别为2.676μM和0.457μM,应用于检测实际水样中Hg²⁺和Ag⁺时,表现出良好的检测效果。由于Si NPs良好的光学性质,其溶液和粉末均成功地应用于潜指纹的可视化。细胞毒性和细胞成像实验表明了Si NPs对细胞的活性影响较小,具有较好的细胞通透性,因此在具有良好的应用前景。以尿酸为还原剂制备的硅纳米颗粒有良好的稳定性,呈现蓝色荧光,在345 nm的激发条件下,发射峰在425 nm处。重金属Cu²⁺和Mn²⁺能与Si NPs发生相互作用导致荧光强度的显著增强,同时Si NPs溶液的黄色加深,因此可分别用荧光光谱法和紫外可见光光谱法检测重金属,检出限分别为0.562μM(Cu²⁺),1.02μM(Mn²⁺)和0.64μM(Cu²⁺),0.532μM(Mn²⁺)。实际水样中的检测同样具备良好效果。Si NPs滴在基片上形成凝胶薄膜后,同样具备蓝色荧光发射,并可用于检测Cu²⁺和Mn²⁺,并具有良好的选择性和灵敏度。Si NPs粉末可同样实现对潜指纹可视化显现。细胞毒性和细胞成像实验表明了Si NPs对细胞的活性影响较小,具有较好的细胞渗透性,因此在具有良好的应用前景。以番红花红T为还原剂制备的Si NPs呈现红色荧光发射,在不同溶剂水、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮中分别呈现不同颜色的荧光发射,表现出一定的溶剂化显色效应。将Si NPs分别溶于以上溶剂得到具有不同颜色荧光的Si NPs-A、Si NPs-B、Si NPs-C、Si NPs-D。其中溶于水得到的Si NPs-A具有绿色荧光,在Cu²⁺的存在情况下由绿色荧光转变为蓝色荧光,在290 nm的激发条件下激发,346 nm和500 nm处的发射峰均发生变化。基于Si NPs-A的荧光转换现象,将Si NPs-A作为探针用于Cu²⁺的检测,表现出良好的分析传感响应。荧光强度与Cu²⁺的浓度呈现出良好的线性关系,检测限为0.913μM,并可应用于实际水样的检测。由于Si NPs-A双发射特性,可作为潜指纹成像中不同条件下激发的双荧光可视化材料。