荧光探针因其高的灵敏度和选择性,以及低成本、检测可视化等优势,被广泛用于生物医学研究中。量子点(QDs)凭借其众多独特的光物理特性,如宽谱带吸收、窄谱带发射、发射峰连续可调以及优秀的抗光漂白性等,作为一种新型荧光探针材料成为了近年来生物医学领域中研究的热点。通过对量子点进行二氧化硅包覆,量子点荧光探针的稳定性和生物相容性得到了提升,并且易于进行更复杂的表面组装和修饰,进一步扩展了量子点荧光探针在生物分析领域中的应用。本论文研究了两种双色量子点@二氧化硅荧光探针的设计及制备方法,并基于不同的检测机制,实现了对锌离子的比率荧光检测以及对锌、镉离子的同时检测。论文的主要研究内容如下：1.基于反向微乳液法制备了不同发光色的量子点@二氧化硅纳米荧光材料,实现了对二氧化硅壳层厚度的控制,并通过表面改性在二氧化硅表面修饰上多种基团。利用了多种组装方式,构建了不同结构的复合量子点@二氧化硅纳米材料用于设计多功能的量子点荧光探针。2.利用两种不同发光色的量子点与4,4’,4”,4”’-(卟吩-5,10,15,20-四基)四(苯磺酸)(TSPP)间的两个不同的荧光共振能量转移(FRET)过程建立了一种新颖的混合型比率荧光检测方法,实现了对锌离子的高选择性检测。带负电荷的TSPP作为锌离子的识别分子和FRET受体,通过静电作用吸附在带正电的氨基化的量子点@二氧化硅纳米颗粒表面。二氧化硅壳层用于调控TSPP与量子点间的距离,并抑制量子点与TSPP间的光致空穴转移(PHT)过程以及不同量子点间的FRET过程。TSPP络合锌离子后的吸收光谱发生特异性改变,导致量子点与TSPP的FRET效率降低/增加,以致量子点的荧光恢复/猝灭。利用探针中绿色量子点与黄色量子点的荧光的比率变化实现了锌离子的定量检测。得益于比率荧光检测的方式,检测限被大幅降低至50 nM,并且检测的可视化效果和选择性得到了极大的提高。3.设计了一种双色量子点纳米结构,并基于该结构利用两种不同发光色量子点与TSPP及菲啰啉(Phen)分子建立了一个双色复合型纳米探针,分别基于FRET机制和PHT机制实现了对锌离子和镉离子的同时检测。带负电的TSPP作为锌离子的识别分子和FRET受体与红色量子点通过静电作用吸附在包覆有二氧化硅的绿色量子点表面,Phen作为镉离子的识别分子和PHT受体通过金属亲和力作用吸附在红色量子点表面。锌离子存在时,绿色量子点与TSPP间的FRET效率降低,镉离子存在时,Phen脱附红色量子点表面问打断PHT过程,可分别通过绿色荧光信号和红色荧光信号增强的方式实现对锌离子和镉离子的同时检测。该体系中,锌离子和镉离子的检测信号互不干扰,检测限分别为0.3和0.5 gM并拥有较好的可视化检测效果。