随着生物技术和医学的发展,荧光标记技术被广泛的应用到疾病的诊断、生物大分子的检测和药代动力学的研究中。众多的荧光团被用来设计成为荧光标记染料探针,在生物分析中发挥着重要的作用,且很多染料已经被商业化。但是传统的有机染料存在着一些缺点和不足,如摩尔消光系数小、光稳定性差,最致命的缺点是容易受溶剂和生物大分子的影响。将有机染料与无机纳米材料结合,成为解决这些缺点的有效途径。荧光二氧化硅纳米颗粒由于其制备简单、生物相容性较好、表面改性容易且可以在一个纳米颗粒内部包裹多个荧光染料,因此近年来受到广泛的关注。设计合成了一例具有大斯托克斯位移的Cy3菁染料,通过Stober方法将其包裹在二氧化硅纳米颗粒内部,通过优化单个纳米颗粒内部染料分子的数目,实现了纳米颗粒荧光信号的增强。所制备的荧光纳米颗粒,其荧光量子产率较单分子染料有近10倍的增强,有效的解决了纳米颗粒内部由于分子间能量传递而产生的荧光淬灭问题。同时制备了一例具有小斯托克斯位移的荧光Cy3纳米颗粒,其荧光信号被淬灭,进一步的证明了增大染料的斯托克斯位移是解决纳米内染料荧光淬灭问题的有效途径。基于FRET机理设计合成了一例比率型次氯酸根荧光探针,在纳米颗粒的内部包裹罗丹明染料作为能量供体,大斯托克斯位移的Cy7菁染料作为能量受体和检测基团。该纳米探针对次氯酸根具有非常好的选择性,在加入次氯酸根前,用550nm激发,收集到750nm (Cy7染料)的荧光信号,随着次氯酸根的加入,750nm处的荧光减弱,而罗丹明的荧光信号(575nm)逐渐增强。两个发射峰的位移超过170nm,第一次实现了在比率型荧光探针中对发射双峰的有效区分,并且实现了在体外和细胞内对内源性次氯酸根的检测。设计合成了一例信号增强型的双光子纳米荧光颗粒,并且在其表面共价链接一个粘度荧光探针,同样基于FRET机理,制备了一个有效的纳米粘度探针。将一个常用的双光子母体通过共价的方式连接到二氧化硅纳米内部,在单位体积内其双光子染料的浓度增加,吸收光子的能力提高,双光子的荧光信号得以增加。在活体斑马鱼的荧光染色中,与单分子双光子染料相比,检测到的荧光信号更强。同时将粘度探针修饰在纳米表面,在实现对粘度定量有效检测的同时,克服了蛋白质等生物大分子对其信号的干扰。