生物分子直接或者间接地对生物体产生着影响,所以对它们的定量检测在病症的临床诊疗中有着举足轻重的作用。随着科技的日新月异,研究者们发现了荧光传感的分析方法,这种方法由于快速、高效、灵敏和简便的优势而受到越来越多的关注与应用。二氧化锰二维纳米片在紫外-可见光区具有宽而强的吸收带,在荧光传感器中可作为一种有效的猝灭剂。半导体纳米晶体量子点(QDs)作为一种新型的荧光纳米材料,具有独特而优越的光学性能,如量子产率高,一元激发多元发射,耐光漂等性质。近年来应用荧光量子点构建的荧光传感器对生物分子的分析检测也带动了医学和生物相关领域的发展。为此,本文制备了性能良好的MnO2纳米片和环境友好的Cu-In-S/ZnS核壳型量子点等材料,将这些材料应用于构建高效快速灵敏的荧光传感器并对生物大分子DNA和生物小分子抗坏血酸(Ascorbic acid,AA)、多巴胺(Dopamine,DA)进行检测分析。该工作在医学和食品安全等领域有着潜在的应用价值。本篇论文的主要内容构思如下:1.利用成功合成的MnO2纳米片设计了一种关于MnO2纳米片和DNA(MnO2 nanosheets-DNA)探针的荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)传感方案,用于对目标DNA(T-DNA)的高选择性和灵敏性检测。由于MnO2纳米片的吸收峰与5-羧基荧光素(FAM)标记的DNA探针(P-DNA)发射峰有部分重叠,因此MnO2纳米片具有较高的荧光猝灭能力。在作为荧光受体的MnO2纳米片和作为荧光供体的P-DNA之间可以发生FRET,从而导致P-DNA的荧光猝灭。当向反应体系中加入T-DNA后,致使P-DNA从MnO2纳米片表面脱离,从而诱导P-DNA的荧光恢复。我们所构建的FRET生物传感器不仅用于目标DNA检测具有较高的分析性能,比如较宽的线性范围(3.90-155 nM),较低的检出限(1.56 nM),而且还有着优良的特异性和良好的重现性。此外,我们还利用所构建的FRET生物传感器对人血清样品中的T-DNA进行高选择性和灵敏性检测,由此表明该生物传感器在实际生物分析中具有广泛应用的可能性。2.构建了基于Cu-In-S/ZnS核壳型QDs-MnO2纳米片探针的抗坏血酸荧光开-关生物传感器。首先采用水热法制备了低毒的三元型Cu-In-S QDs,在此QDs的基础上进行ZnS的包壳,从而制备了高荧光性能的Cu-In-S/ZnS核/壳型QDs。在所报道方法的启发下建立了一种新型的Cu-In-S/ZnS QDs-MnO2荧光探针,用于简便、快速、低成本的检测抗坏血酸。该方法的检测原理:向一定浓度的Cu-In-S/ZnS QDs中加入MnO2纳米片形成Cu-In-S/ZnS QDs-MnO2探针后,Cu-In-S/ZnS QDs的荧光被大大猝灭。当我们向Cu-In-S/ZnS QDs-MnO2探针加入还原剂AA后,由于MnO2纳米片和AA发生了氧化还原反应,致使Cu-In-S/ZnS QDs-MnO2探针被破坏,随着AA浓度的增加,Cu-In-S/ZnS QDs的荧光显著恢复。该荧光传感器在0.012-2.4 mM的浓度范围内具有较好的线性关系,具备低至2.49 μM的检出限。值得注意的是,该荧光传感器成功应用于人体血清中AA的分析测定。3.用聚集诱导的金纳米粒子(AuNPs)对Cu-In-S/ZnSQDs荧光的内滤效应来检测多巴胺。AuNPs可以通过内滤效应(Inner filter effect,IFE)猝灭Cu-In-S/ZnS QDs的荧光,由于DA的氨基基团容易导致DA吸附在AuNPs表面,因此AuNPs在DA存在下会发生聚集,然后相邻DA分子之间通过羟基(-OH)的氢键相互作用导致AuNPs的交联聚集,从而有效的促进Cu-In-S/ZnS QDs的荧光恢复。AuNPs与Cu-In-S/ZnS QDs之间发生的IFE过程会受到DA的影响,因为DA通过聚集AuNPs调节IFE过程,由此建立了 Cu-In-S/ZnS QDs荧光响应与DA浓度之间的关系。该传感器具备良好的分析性能,如较宽的线性范围(15.8-367 nM)和较低的检出限(5.1 nM)。此外,该荧光传感器成功用于实际样品人血清中DA的分析检测。