金属(如金、银、铜)纳米簇由于其显著的不同于块状金属和金属纳米颗粒的光学和电子特性,它的合成和应用已引起了广泛的理论和实验研究。金属纳米簇具有一系列独特的性质,像尺寸极小、光稳定性、生物相容性、水溶性、荧光量子产率高、斯托克斯位移大等。这些独特的优点让金属纳米簇在生物传感器、纳电子学、新型催化剂等方面有着广泛的应用前景。本文建立了基于聚乙烯亚胺包裹的银纳米簇检测生物巯基化合物和重金属铜离子的光学传感器,提出了聚乙烯亚胺为模板合成铜纳米簇的新方法。主要研究内容如下：1.基于目标诱导的聚乙烯亚胺包裹的银纳米簇聚集实现对生物巯基化合物高灵敏、高选择性的检测。银纳米簇作为荧光探针选择性地与含巯基官能团的生物巯基化合物(半胱氨酸、高半胱氨酸、谷胱甘肽)结合,导致银纳米簇的聚集进而形成没有荧光的银纳米颗粒。银纳米簇的荧光强度随着加入生物巯基化合物的量增大而降低,其他的氨基酸由于不含能与银纳米簇作用的巯基官能团,并不能猝灭银纳米簇的荧光。据此,建立了免标记、简单、快速的测定生物巯基化合物的方法。2.基于聚乙烯亚胺包裹的银纳米簇-半胱氨酸体系构建荧光识别铜离子的新方法。半胱氨酸通过诱导银纳米簇聚集形成没有荧光的纳米颗粒而使银纳米簇的荧光猝灭。铜离子能催化氧化半胱氨酸形成二硫化合物,使半胱氨酸不能猝灭银纳米簇的荧光,从而使银纳米簇的荧光得到“恢复”。银纳米簇-半胱氨酸体系对铜离子检测的线性范围为10-200nM,检出限为2.3nM。据此,建立了简单、灵敏、低成本检测铜离子的荧光恢复传感器。3.基于聚乙烯亚胺为模板的铜纳米簇合成的研究。建立了一锅法合成聚乙烯亚胺为模板的水溶性铜纳米簇的新方法。考察了模板聚乙烯亚胺的用量、还原剂水合肼的用量、反应温度、反应时间对铜纳米簇合成的影响。合成过程中不需要惰性气体保护,制得的铜纳米簇在常温下至少稳定一个月不聚集。聚乙烯亚胺包裹的水溶性铜纳米簇具有荧光特性,其最佳激发和发射分别在355和480nm,荧光量子产率为1.05%,颗粒大小约为2nm。