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无机纳米材料,尤其是金纳米材料,由于具有独特的表面等离子体效应、光电性质以及生物相容性等优势,在生物传感器、靶向给药、生物组织和细胞成像及动力学治疗等领域有着极其广阔的应用前景。金纳米材料通过表面工程化修饰可有效改善其发光性能,并赋予其表面拉曼增强成像以及载药、治疗等功能,实现生物纳米探针诊疗一体化,从而引起了科研人员广泛而深入的关注。在本论文中,我们利用不同氨基酸修饰金纳米簇,再与其他有机功能分子通过化学键作用复合与组装,实现了有机无机复合型多功能生物纳米探针的制备,并成功应用于生物成像中。在第二章中,我们利用谷胱甘肽(GSH)还原高氯金酸合成金纳米簇,接着与β-环糊精(β-CD)通过酯化反应得到化学键合的Au-GS@β-CD复合纳米粒子。经实验测试表明,Au-GS@β-CD纳米粒子(NPs)实现了红光发射,且随着浓度的增加,发射强度逐渐增强。细胞毒性实验表明,Au-GS@β-CD NPs毒性低,生物相容性好。激光扫描共聚焦显微镜成像结果表明,Au-GS@β-CD NPs对胃癌细胞(MGC-803)具有选择透过性,可进行特异性荧光标记。温度响应实验结果表明,随着温度的升高,Au-GS和Au-GS@β-CD NPs荧光强度逐渐变弱。金属离子检测结果表明,Au-GS和Au-GS@β-CD NPs都对Pb2+、Al3+、Cu2+、Ag+和Fe3+作出了响应。在第三章中,我们设计并合成了一系列磁性荧光纳米粒子Fe3O4@Au,Fe3O4@Au@SiO2,Fe3O4@Au@β-CD;对其结构和性能进行了详细表征,这三种材料都实现了磁共振成像和荧光成像能力的结合,其中Fe3O4@Au@β-CD NPs呈现明显的核壳结构,且水溶性要明显优于Fe3O4@Au和Fe3O4@Au@SiO2 NPs,同时最大荧光发射峰红移,实现红色荧光发射。随着浓度的增加,三种磁性纳米材料荧光发射强度均明显增强。细胞毒性实验表明,Fe3O4@Au,Fe3O4@Au@SiO2和Fe3O4@Au@β-CD NPs均具有较低的生物毒性,而Fe3O4@Au@β-CD NPs由于其高水溶性表现出良好的生物相容性。激光扫描共聚焦显微镜成像结果表明Fe3O4@Au@β-CD NPs对胃癌细胞(MGC-803)具有良好的选择透过性,因此可以进行特异性标记。在第四章中,我们将铂卟啉(Pt-TCPP)与金纳米簇(Au-L-cys)通过酯化反应进行化学键合生成Au-L-cys@Pt-TCPP有机无机复合纳米粒子,该纳米粒子兼具金属卟啉和金纳米簇的性能,其最大发射峰到达红光区域。细胞毒性实验表明,Au-L-cys@Pt-TCPP NPs具有较低的生物毒性和良好的生物相容性。此外,激光扫描共聚焦显微镜成像结果表明Au-L-cys@Pt-TCPP NPs对胃癌细胞(MGC-803)有较好的选择透过性,可实现特异性红光成像标记。同时对HeLa细胞实现了双波段检测功能:蓝光波段(420-480 nm)和红光波段(620-680 nm)。综上所述,本论文基于对金纳米簇和磁性荧光纳米粒子的表面工程化修饰,实现了多功能高水溶性生物纳米探针的合成,为癌细胞诊疗一体化试剂的研发提供了极具应用前景的候选材料。