纳米技术是纳米科学领域中迅速发展且分支最广的一项科学技术。近年来纳米技术和光电技术的蓬勃发展,使利用不同纳米材料构建的纳米传感器的开发进入了新的阶段。其中,半导体量子点（QDs）自从出现起就广受关注。他们荧光强度强,量子产率高,具有尺寸依赖的可调谐发射波长,而且发射峰窄而对称,这些优良的性质使他们成为研究生命科学的重要工具。而作为新一类荧光碳基材料的石墨烯量子点（GQDs）也在近几年来取得广泛关注。GQDs这种新兴的荧光纳米材料具有出色的生物相容性,独特的光学性质以及容易被修饰的材料表面和边缘。作为生物传感器中最具代表性的两种荧光纳米材料,他们已经被用于多种领域,如水质监测,体液检测,临床诊断,药物传输,基因诊断,生物成像等。另外,通过对他们进行表面功能化,在其表面连接各种各样的修饰物,就可以利用修饰物与目标分子的亲和作用实现特异性检测。对QDs或GQDs功能化能够丰富纳米材料在生物传感器中的应用,以此达到检测尽可能多的分析物的目的。本论文分别以功能化的CdTeQDs和GQDs为荧光纳米探针,构建了一系列荧光纳米生物传感器,并分别研究了其在生命小分子,酶活性等生物医学分析领域的应用,具体内容如下:第一部分,我们简要介绍了当前荧光纳米生物传感器中所使用的最具有代表性的两种荧光纳米材料——半导体量子点和石墨烯量子点进行简要介绍,主要包括它们的基本特性、制备方法,发光机理,表面功能化及其在生物医学分析领域中构建荧光纳米生物传感器的应用。第二部分,我们基于L-半胱氨酸包覆的CdTeQDs构建了一个简单灵敏的荧光探针用于在人类体液中检测腺苷5’-三磷酸（ATP）。首先我们在水相中合成了一系列具有不同尺寸的L-半胱氨酸包覆的CdTeQDs（L-cys-CdTeQDs）。通过研究Zn²⁺对不同尺寸的L-cys-CdTeQDs的荧光调制作用,我们发现Zn²⁺可以与QDs表面的L-半胱氨酸有效配位,猝灭比表面积更大的小尺寸的L-cys-CdTeQDs的荧光;另一方面,在ATP存在的情况下,ATP的磷酸基团通过Zn-O-P键对Zn²⁺具有很高的亲和作用,Zn²⁺通过金属-配体配位作用优先与ATP结合,导致Zn²⁺对L-cys-CdTeQDs的调制作用被抑制,由此恢复L-cys-CdTeQDs的荧光。QDs的荧光强度与ATP浓度在5-50μmol L^-1范围内成正比,ATP的检测限为2.07μmol L^-1。相比于其它生物体内重要的磷酸盐,该传感体系显示对ATP良好的选择性,并成功应用于人血清样品中ATP的测定。第三部分,我们设计了一种简单、方便、高敏感性的荧光“off-on”体系,利用N-乙酰基半胱氨酸包覆的CdTeQDs（NAC-CdTeQDs）对胰蛋白酶进行检测。我们通过回流加热法在水溶液中合成了不同尺寸的NAC-CdTeQDs,通过引入牛血红蛋白（Hb）形成QDs/Hb复合体系。Hb通过静电吸引和表面配位的协同作用附着在QDs表面,拉近了两者之间的距离,使电子从NAC-CdTeQDs向Hb转移,从而导致Hb对QDs的荧光猝灭作用。Hb在胰蛋白酶的作用下会水解成小的多肽类,并且释放出不活跃的血红素分子,从而减弱了Hb对QDs荧光强度的影响,QDs的荧光恢复。我们利用Hb和血红素分子对QDs荧光的影响不同来检测胰蛋白酶的活性。QDs荧光强度的恢复与胰蛋白酶浓度的对数成比例,线性范围是0.2⁴0 ng m L^-1,检出限是0.144 ng m L^-1。我们利用胰蛋白酶的抑制剂模型来证实该系统的可行性。大豆胰蛋白酶抑制剂的IC50值是3.06μg m L^-1。我们建立了一种荧光实时检测胰蛋白酶及其抑制剂的方法,相比其他的生物酶检测体系,该方法表现出高选择性和灵敏性,用于人体尿液样本中的胰蛋白酶检测时取得满意的结果。第四部分,我们利用多巴胺功能化的CdTeQDs（QDs-DA）作为荧光探针,用于在生物体液中检测L-组氨酸。首先,CdTe与多巴胺共价连接形成一种表面具有邻苯二酚结构的荧光传感器。由于Ni²⁺和QDs-DA的邻苯二酚结构之间的强配位相互作用,QDs-DA的荧光强度可以被Ni²⁺猝灭。因为Ni²⁺与L-组氨酸的高亲和力,在L-组氨酸存在下,Ni²⁺优选与L-组氨酸结合,使QDs-DA的荧光强度恢复。恢复的QDs-DA的荧光强度与L-组氨酸的浓度在1.0×10-6¹.0×10-4 mol L^-1范围内成比例,检测限为5.0×10-7 mol L^-1。所建立的方法在其他常见氨基酸存在的情况下对L-组氨酸的选择性良好,用于人血清样品中L-组氨酸的测定,结果令人满意。第五部分,我们通过简单的自上而下水热法制备出了具有黄绿色荧光的GQDs,并通过Cr（VI）和抗坏血酸的氧化还原反应调制GQDs的荧光强度,连续检测了抗坏血酸（AA）和酸性磷酸酶（ACP）。AA与Cr2O72-可以发生氧化还原反应生成Cr3+,基于Cr3+在GQDs上的静电吸附以及Cr3+与GQDs表面上的-COOH和-OH基团之间的强螯合作用,GQDs可以与Cr3+之间发生电子转移作用导致荧光信号猝灭,猝灭程度与AA的浓度成比例。这一体系进一步用于酸性磷酸酶（ACP）的选择性检测。磷酸酶底物抗坏血酸磷酸酯钠（AAP）可以通过ACP水解得到AA。然后,AA通过与Cr2O72-氧化还原反应得到Cr3+,导致GQDs的荧光猝灭,通过体系荧光信号的变化间接检测ACP的浓度。由此我们构建了基于Cr（VI）的氧化还原调制的GQDs荧光纳米传感器,用于顺序检测AA和ACP。该方法显示出对AA和ACP的高度选择性和抗干扰能力,并在实际样品测定中获得了令人满意的结果。第六部分,我们利用rGQDs和生物聚合物之间的自组装和解组装作用构建了一种无标记的碱性磷酸酶（ALP）生物传感器。我们先用Na BH4化学还原了发黄绿色荧光的GQDs,得到了发蓝光的还原型石墨烯量子点（rGQDs）,且荧光强度得到明显提高。接着,利用壳聚糖（CS）与rGQDs静电作用形成复合体系,通过结构变化改变rGQDs的荧光强度。当将ALP的酶解底物（NaPO₃）₆引入到自组装复合体系时,因为其更强的电负性,可以作为rGQDs/CS复合体系的解组装试剂将rGQDs从复合体系中竞争下来,“turn-on”体系荧光;最后将ALP引入到解组装体系中,ALP可以水解（NaPO₃）₆,使CS重新与rGQDs组合在一起,恢复自组装体系并“turn-off”复合体系的荧光。猝灭的荧光强度与ALP的活性存在一定的比例关系,因此我们可以构建一个由（NaPO₃）₆调制的,基于rGQDs/CS复合体系的“turn-on-off”ALP荧光生物传感器。该传感器检测范围宽,对ALP有高选择性,且在实际样品的检测中也得到了良好的应用。上述的几种荧光传感器的构建对于推进生化分析和医学诊断研究,以及进一步探索基于量子点的纳米材料生物传感应用具有重要意义。