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人体血液中的生理活性物质是维持和调控人体生理活动的基础物质,其活性或含量的波动可指示人体健康状态的变化。因此,对人体血液中的各种生理活性物质进行快速、准确分析和实时、动态监测是现代生物分析及临床诊断领域的重点研究方向。荧光探针已被广泛应用于各种生物分析过程,其分析能力和实用性主要受荧光材料特性、对目标物的响应机理、光谱测量方式和仪器性能等影响。荧光硅纳米粒子（Silicon nanoparticles,SiNPs）是一类零维荧光纳米材料,具有优良的生物兼容性、无毒或低毒性、光稳定性、光谱可调性和生物降解性。荧光内滤效应（Inner filter effect,IFE）是指检测体系内的某类物质因其吸收光谱与体系内荧光指示物的激发或发射光谱重叠所导致的体系荧光发射强度变化的现象,基于该效应可实现对上述物质的检测。在本论文工作中,我们针对人血清中碱性磷酸酶（ALP）活性及葡萄糖和黄嘌呤含量的检测需求,制备了3种新型SiNPs,在对其光学性质进行充分研究的基础上,基于IFE设计并实现了相应的荧光强度、比色-荧光双模式和比率荧光方式检测方法,并利用其进行了实际样品检测和与商品化检测方案的对照评估。具体研究工作包括:1.以N-3-（三甲氧基硅基）丙基-乙二胺（DAMO）和儿茶酚（Catechol）为反应试剂,采用一步水热合成法制备了亲水性绿色荧光SiNPs。基于对硝基苯基磷酸二钠盐（PNPP）在ALP催化作用下的去磷酸化反应产物硝基苯酚（PNP）对SiNPs的IFE效应,建立了通过测量SiNPs荧光发射强度检测样品中ALP活性的方法,并采用荧光寿命、紫外-可见光谱、荧光光谱等手段证明了该方法的响应信号仅与ALP的活性相关。该方法对ALP活性的检出限（Limit of detection,LOD）为0.0027 U/L,线性响应范围为0.01–5.0 U/L。人血清中的无机离子、其它种类生物酶或生物分子对检测过程无影响,与商品化试剂盒检测结果对照实验所得线性相关系数（r）为0.97。该方法检测灵敏度高、特异性好,在临床诊断过程中的应用潜力较大,还可进一步扩展应用于对ALP抑制剂的筛查和抑制能力的评估。2.通过一步水热合成法,利用三甲氧基硅丙基二乙基三胺（AEEA）和孟加拉玫瑰红（RB）合成了具有超高荧光量子产率的绿色荧光SiNPs。利用葡萄糖氧化酶（GOx）催化样品中的葡萄糖氧化生成过氧化氢（H2O2）,然后利用辣根过氧化酶（HRP）的催化作用使检测体系中的底物对苯二胺（PPD）被H2O2氧化生成PPDox,最后基于PPDox在可见区的吸收光谱特性及其对SiNPs荧光发射的IFE实现了对样品中葡萄糖含量的比色和荧光双模式检测。该方法对葡萄糖的LOD和动态响应范围分别为:0.36μmol/L和0.5-500μmol/L（比色法）以及0.06μmol/L和0.1-200μmol/L（荧光法）。人血清样品中常见的共存物对检测过程基本无干扰。该方法对实际人血清样品的检测结果与基于商品化血糖仪所得测量结果间的符合程度良好。该方法所用的检测试剂及生物酶经济易得,所用绿色荧光SiNPs合成简便且无需进行杂原子掺杂或表面修饰,而且,其超高的荧光量子产率提升了本方法的检测灵敏度。本方法适用于临床血糖检测,并可扩展应用到与H2O2相关的各种检测过程。3.提出了一种通过N-[3-（三甲氧基硅基）丙基]-乙二胺（DAMO）和葡萄糖的一步水热合成反应制备蓝色荧光SiNPs的方法。基于该SiNPs和IFE建立了一种灵敏、简单的人血清中黄嘌呤含量检测方法:向样品中连续加入黄嘌呤氧化酶（XOD）、邻苯二胺（OPD）和辣根过氧化酶（HRP）,使黄嘌呤在XOD的催化作用下被氧化产生过氧化氢（H2O2）,然后OPD在HRP的催化作用下被H2O2氧化生成2,3-二氨基吩嗪（DAP）;测量DAP的自身荧光发射强度及其通过IFE对SiNPs荧光发射强度的影响,计算2种荧光强度的比值,将其用作指示信号对样品中黄嘌呤浓度进行定量检测。该方法对黄嘌呤的LOD为0.12μmol/L,远低于正常人体血浆和尿液中黄嘌呤的含量值。对实际和加标人血清样品的检测结果证明了本方法具备良好的分析性能和实用性。此外,所合成的SiNPs还对pH值为4.5-10.5之间的氢离子（H+）含量变化表现出了良好的响应能力,在pH检测方面具有一定的潜力。本方法也可用于检测与H2O2生成或消耗过程相关的生物体代谢产物。