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本论文以复达欣(CAZ)为模板分别合成金纳米簇(AuNCs@CAZ)、银纳米簇(AgNCs@CAZ)和铜纳米簇(CuNCs@CAZ)，运用CuNCs@CAZ与曙红Y(EY)构建了比率型荧光探针，以对乙酰氨基酚(APAP)为模板合成金纳米簇(AuNCs@APAP)和银纳米簇(AgNCs@APAP)。探究了储存时间、盐离子耐受强度、pH和曝光时间对荧光探针稳定性的影响，又通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、傅立叶中远红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、稳态/瞬态荧光光谱仪(FLS980)和ZetasizerNano粒度电位仪等仪器对荧光探针进行表征，揭示荧光探针合成机理及其存在的表面状态。本文制备的荧光传感器具有良好的光学稳定性、低毒性、良好的生物相容性、水溶性、合成条件温和等优点，成功用于环境水样中汞、2,4-二硝基酚(2,4-DNP)、4-硝基酚(4-NP)和氯代十六烷基吡啶(CPC)的检测。具体研究内容如下：
以CAZ为模板，通过一步合成法分别合成了水溶性AuNCs@CAZ、AgNCs@CAZ和CuNCs@CAZ。借助UV-vis、PL、HRTEM、FTIR、XRD和XPS等仪器系统地表征了三者的光学性质及形貌特征。依据CuNCs@CAZ更好的荧光性能及其经济性，又基于CuNCs@CAZ与2,4-DNP之间的内滤效应(IFE)导致其荧光猝灭，从而建立了一种测定2,4-DNP的方法。相对荧光强度F0/F与2,4-DNP浓度在0.5～20μg/mL之间呈现良好的线性关系(R2=0.9931)，2,4-DNP的最低检出限(LOD)为93.1ng/mL。AuNCs@CAZ和AgNCs@CAZ也能实现2,4-DNP的灵敏检测，线性范围分别为0.05～15μg/mL(R2=0.9982)和0.6～15μg/mL(R2=0.9979)，LOD分别为50.0ng/mL、39.8ng/mL。该方法已成功用于实际水样中2,4-DNP的检测。
CuNCs@CAZ与EY基于荧光共振能量转移(FRET)机理构建了比率型荧光探针EY-CuNCs@CAZ。通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化EY中的羧基，再通过羧基与CuNCs@CAZ表面的氨基发生酰胺偶联反应，制备比率型荧光探针EY-CuNCs@CAZ，量子产率(QY)由3.15%(CuNCs@CAZ)增加至4.40%。CPC可以与EY形成离子缔合物，使EY-CuNCs@CAZ中的EY发射峰强度降低，构建了比率荧光灵敏检测水样中的CPC，其线性范围较宽(0.05～1.75×10-5mol/L)，LOD为0.37μM。该方法已用于环境水样中CPC的检测，回收率为101.52-107.74%。
以APAP为模板合成水溶性、黄色发光的AuNCs@APAP。AuNCs@APAP加入咪唑类物质如咪唑(Im)、1-甲基咪唑(1-MIm)、2-甲基咪唑(2-MIm)、4-甲基咪唑(4-MIm)、1,2-二甲基咪唑(1,2-MIm)、1-乙烯基咪唑(1-VIm)可以使其荧光强度实现不同程度增强，增强效果如下：1,2-MIm＞2-MIm＞4-MIm＞1-MIm＞Im＞1-VIm，AuNCs@APAP荧光增强机理主要归因于纳米簇的pH依赖和溶剂依赖效应。基于2,4-DNP和4-硝基酚(4-NP)导致AuNCs@APAP荧光猝灭，分别建立了测定2,4-DNP和4-NP的方法，并通过仪器表征探究其猝灭机理。2,4-DNP和4-NP的线性范围分别为0.375～12.5μg/mL和0.375～25μg/mL，对应的LOD分别为0.301μg/mL和0.246μg/mL，在实际水体中测定2,4-DNP和4-NP具有实用性。
以APAP为保护剂和还原剂在55℃避光条件下制备了银纳米簇(AgNCs@APAP)。三聚硫氰酸(TTA)表面的巯基在碱性条件下去质子化，与AgNCs@APAP发生强烈的络合作用，促使其荧光猝灭。基于Hg2+与TTA的络合反应，加入Hg2+使AgNCs@APAP-TTA的荧光强度得到恢复，从而建立测定Hg2+的方法。在0.1～100μM范围内，荧光恢复程度F/F0与Hg2+浓度之间呈现良好的线性关系，回归方程为：F/F0=0.0276CHg2++0.9696(R2=0.9982)，Hg2+的LOD为28nM，对加入100μM的Hg2+平行测定12次，相对标准偏差(RSD)为4.12%。该方法相对于其他金属离子对Hg2+具有较好的选择性，可用于检测饮用水中的Hg2+。
以CAZ为模板，通过一步合成法分别合成了水溶性AuNCs@CAZ、AgNCs@CAZ和CuNCs@CAZ。借助UV-vis、PL、HRTEM、FTIR、XRD和XPS等仪器系统地表征了三者的光学性质及形貌特征。依据CuNCs@CAZ更好的荧光性能及其经济性，又基于CuNCs@CAZ与2,4-DNP之间的内滤效应(IFE)导致其荧光猝灭，从而建立了一种测定2,4-DNP的方法。相对荧光强度F0/F与2,4-DNP浓度在0.5～20μg/mL之间呈现良好的线性关系(R2=0.9931)，2,4-DNP的最低检出限(LOD)为93.1ng/mL。AuNCs@CAZ和AgNCs@CAZ也能实现2,4-DNP的灵敏检测，线性范围分别为0.05～15μg/mL(R2=0.9982)和0.6～15μg/mL(R2=0.9979)，LOD分别为50.0ng/mL、39.8ng/mL。该方法已成功用于实际水样中2,4-DNP的检测。
CuNCs@CAZ与EY基于荧光共振能量转移(FRET)机理构建了比率型荧光探针EY-CuNCs@CAZ。通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化EY中的羧基，再通过羧基与CuNCs@CAZ表面的氨基发生酰胺偶联反应，制备比率型荧光探针EY-CuNCs@CAZ，量子产率(QY)由3.15%(CuNCs@CAZ)增加至4.40%。CPC可以与EY形成离子缔合物，使EY-CuNCs@CAZ中的EY发射峰强度降低，构建了比率荧光灵敏检测水样中的CPC，其线性范围较宽(0.05～1.75×10-5mol/L)，LOD为0.37μM。该方法已用于环境水样中CPC的检测，回收率为101.52-107.74%。
以APAP为模板合成水溶性、黄色发光的AuNCs@APAP。AuNCs@APAP加入咪唑类物质如咪唑(Im)、1-甲基咪唑(1-MIm)、2-甲基咪唑(2-MIm)、4-甲基咪唑(4-MIm)、1,2-二甲基咪唑(1,2-MIm)、1-乙烯基咪唑(1-VIm)可以使其荧光强度实现不同程度增强，增强效果如下：1,2-MIm＞2-MIm＞4-MIm＞1-MIm＞Im＞1-VIm，AuNCs@APAP荧光增强机理主要归因于纳米簇的pH依赖和溶剂依赖效应。基于2,4-DNP和4-硝基酚(4-NP)导致AuNCs@APAP荧光猝灭，分别建立了测定2,4-DNP和4-NP的方法，并通过仪器表征探究其猝灭机理。2,4-DNP和4-NP的线性范围分别为0.375～12.5μg/mL和0.375～25μg/mL，对应的LOD分别为0.301μg/mL和0.246μg/mL，在实际水体中测定2,4-DNP和4-NP具有实用性。
以APAP为保护剂和还原剂在55℃避光条件下制备了银纳米簇(AgNCs@APAP)。三聚硫氰酸(TTA)表面的巯基在碱性条件下去质子化，与AgNCs@APAP发生强烈的络合作用，促使其荧光猝灭。基于Hg2+与TTA的络合反应，加入Hg2+使AgNCs@APAP-TTA的荧光强度得到恢复，从而建立测定Hg2+的方法。在0.1～100μM范围内，荧光恢复程度F/F0与Hg2+浓度之间呈现良好的线性关系，回归方程为：F/F0=0.0276CHg2++0.9696(R2=0.9982)，Hg2+的LOD为28nM，对加入100μM的Hg2+平行测定12次，相对标准偏差(RSD)为4.12%。该方法相对于其他金属离子对Hg2+具有较好的选择性，可用于检测饮用水中的Hg2+。