通过合成特定纳米结构以获得特定性质和用途的新材料,已成为化学和材料科学研究的热点之一。通过化学修饰使具有优异光电性能的纳米结构材料具有良好的水溶性和生物相容性,研究结构和性能的关系、及其与生物大分子的相互作用规律,为开发具有重要意义的生物探针和细胞成像材料积累基础。本文旨在利用和合成具有良好水溶性和生物相容性的多肽,以修饰无机纳米材料,并研究它们的光学性质及其对生物分子及金属阳离子的荧光响应及选择性,以期建立测定生物分子的新方法。1. 尝试用光催化固相反应合成了具有很强的亲水性的纳米聚合多肽——聚胱氨酸,该方法快速、简便、处理简单。所得到的聚胱氨酸在水溶液中自组装成均匀的微米棒,在乙醇中则形成针状纳米线,在少量水和大量丙酮的混合液中逐渐形成厘米级的针状固体。2. 尝试用光催化固相反应合成了具有良好水溶性的聚胱氨酸修饰的多壁碳纳米管, 并经红外光谱、紫外可见吸收光谱、X 射线粉末衍射和透射电子显微镜表征和分析,而且通过荧光分光光度计研究了聚胱氨酸和聚胱氨酸修饰多壁碳管的光学性质。聚胱氨酸修饰的多壁碳纳米管在没有超声辅助下在水中的溶解度达到7 mg/ml,且溶液放置一个月没有出现任何沉淀。该水溶性聚胱氨酸修饰多壁碳管的成功合成为通过氢键提高多壁碳管和聚合物的相互作用、多壁碳管在复合材料中的分散性及与生物分子的相容性提供了可能。3. 通过改变谷胱甘肽、氯化镉和硒粉之间的量利用水溶液还原法合成了不同颜色的谷胱甘肽修饰的硒化镉纳米颗粒,该方法简单、快捷。谷胱甘肽修饰的硒化镉纳米颗粒经红外光谱、紫外可见光谱、X-射线粉末衍射、透射电子显微镜和高分辨电子显微镜表征,并通过荧光分光光度计研究了其荧光性质。合成的硒化镉纳米颗粒有150 nm 宽的激发波长范围,荧光峰窄且具有良好对称性。谷胱甘肽修饰的硒化镉纳米颗粒拥有良好的生物相容性,与小牛胸腺DNA 作用,不但硒化镉荧光发生增强,而且发生60 nm 的显著蓝移;而与鲱鱼精DNA 作用时出现了荧光猝灭,和胃蛋白酶相互作用仅使荧光发生明显增强,进一步的研究将有望用于生物分子定量定性分析的荧光探针,而且可以和其他无机纳米荧光材料或有机荧光材料同时使用,利用单一的波长激发不同的荧光材料,作为多靶荧光探针使用。