量子点作为一种新颖的纳米荧光材料,日益成为生物分析领域的一种重要的工具,在生物成像、生物标记、生物传感、免疫分析等方面,都取得了许多重要成果,显示了巨大的应用价值和开发潜力。功能化的量子点表面可以二次连接配体和受体单元,形成量子点和配体的结合物,作为光学传感器去识别目标分子,而且能够进入细胞环境的生物材料和量子点的纳米复合材料,可以把生物分子的靶向性功能和量子点超级光学特性有机结合起来,有望用于探测和控制细胞内的各种生理过程。本论文基于电子转移及共振能量转移原理,设计组装了量子点复合体系的纳米荧光探针应用于生物活性物质的分析监测。本论文共分三部分:第一章对量子点在生命科学方面的研究进展进行了综述。分别对量子点在生物化学中的荧光分析检测离子,酶,糖等生物活性物质的应用,以及量子点在活细胞标记及成像、免疫分析等方面的应用,进行了简单介绍和综述。第二章基于电子转移原理,建立了一种4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(AT)猝灭谷胱甘肽(GSH)修饰的CdTe量子点的新型纳米荧光探针实现非蛋白硫醇定量检测的新方法。量子点(QDs)具有良好的光学性质及高的量子产率,可以作为理想的电子供体;同时,由于4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基具有单电子,可以作为良好的电子受体猝灭量子点的荧光。GSH修饰的CdTe量子点与AT通过偶联试剂EDC和NHS共价结合组装成了一种高效率的纳米荧光探针。当非蛋白硫醇存在时,AT与非蛋白硫醇的巯基反应,由顺磁性电子转换成抗磁性电子,抑制了电子转移,从而使得QDs的荧光恢复。而对蛋白硫醇来说,由于蛋白硫醇分子比较大,聚集在量子点表面的硫醇分子很少;纳米探针比较大又很难进入蛋白硫醇内部,而蛋白硫醇的巯基大多处于蛋白内部的活性位点,因此,AT很难与其巯基反应,QDs的荧光不能恢复。在优化的试验测定条件下,荧光光谱分析表明荧光强度随GSH浓度的逐步增大而成线性增强,线性范围为0.50μM ~ 10μM。同时,该探针具有高的灵敏度和选择性,检测限为71 nM,细胞内中存在的其它物质不会对它的测定产生影响;该探针可用于检测肝细胞和肝癌细胞提取液中非蛋白硫醇浓度的不同。第三章核酸适配体和配体之间可以通过互补碱基间的配对,静电作用,氢键作用和形状匹配等发生适应性折叠形成稳定的空间结构如发卡、假结、凸环、G-四分体等,三维空间结构具有高亲合力,强特异性。核酸适配体的研究越来越受到广泛的重视。本体系充分利用寡核苷酸适配体(Aptamer)的强特异性,以其作为识别部分,以量子点和染料作为荧光团,基于荧光共振能量转移原理,组装了量子点纳米荧光探针QDs-DNA-Dye/Aptamer,以期望实现钾离子的检测。在QDs-DNA-Dye/Aptamer复合体系中,Aptamer与DNA互补结合,量子点(QDs)与染料(Dye)距离较远,不能发生荧光共振能量转移。而当钾离子存在时,钾离子与Aptamer特异性结合,使Aptamer与DNA分离,DNA自身形成分子灯标,QDs与Dye靠近,荧光共振能量转移现象发生,从而可以实现钾离子的检测。