硅纳米粒子是一种新型的荧光半导体纳米粒子,具有特殊的光、电、化学性能。由于其无毒、生物相容性好、稳定性好、易于修饰等一系列显著的优点,已被广泛应用于电子、能源、生物传感、药物载送等众多领域。目前,已经报道了各种类型的硅纳米材料。其中,零维结构的硅纳米粒子得到了越来越多的关注,有望取代生物成像或生物医学研究领域中使用的传统有机染料以及半导体量子点。近年来,研究者在硅纳米粒子的合成方法、光学性质及潜在应用等方面取得了重大进展,但仍然还有许多问题需要继续深入研究,如合成过程繁琐、合成条件苛刻、需要进行表面功能化来增强水溶性等。基于此,本文通过简单的设备一步合成了功能化的荧光硅纳米粒子,并对硅纳米粒子在生物传感、细胞成像等方面的应用进行了研究,具体内容如下:（1）以N-（三甲氧基硅丙基）乙二胺三乙酸钠盐和抗坏血酸钠为原料,一步合成了水溶性好、羧基功能化的硅纳米粒子（C-Si NPs）。该合成过程操作简单、成本低、无需在强酸、强碱、高温等极端条件下进行,在无表面修饰的情况下,加入Hg2+即可增强C-Si NPs的荧光。因此,该C-Si NPs可作为一种信号增强型荧光纳米探针用于Hg2+的测定。Hg2+浓度在0.05～180μmol/L范围内与C-Si NPs的荧光强度呈现良好的线性关系,检测限为50nmol/L（S/N=3）,该荧光探针具有良好的选择性,常见金属离子不干扰Hg2+的测定,应用于环境水样中Hg2+的检测,取得了令人满意的结果。（2）以3-氨丙基三乙氧基硅烷为硅源,抗坏血酸为还原剂,在室温下一步合成了氨基功能化的硅纳米粒子（A-Si NPs）,利用HCl调节溶液p H值,可制备不同发射波长的A-Si NPs。选用最大发射波长为495 nm的A-Si NPs作为荧光探针,利用内滤效应,构建了一种无标记检测细胞色素C的新方法。细胞色素C的紫外可见吸收光谱（最大吸收波长为410 nm）与合成的A-Si NPs的荧光激发光谱（最大激发波长为410 nm）重叠,基于内滤效应,A-Si NPs的荧光能够有效地被淬灭。因此,A-Si NPs可作为一种新的荧光纳米探针用于细胞色素C的检测。细胞色素C浓度在1～25000 nmol/L范围内与A-Si NPs的荧光强度呈现良好的线性关系,检测限为0.53 nmol/L（S/N=3）。该荧光探针具有良好的选择性,生物样品中常见的金属离子、氨基酸均不干扰细胞色素C的检测。该探针已应用于Hep G2细胞中内源性细胞色素C的荧光成像。检测时,加入不同浓度的依托泊苷诱导细胞凋亡,细胞色素C从线粒体中释放,导致A-Si NPs的荧光强度减弱。该方法具有快速、灵敏、选择性好等优点,在临床诊断和生物医学研究中具有广阔的应用前景。（3）以3-氨丙基三乙氧基硅烷和抗坏血酸钠为原料,合成了氨基功能化的硅纳米粒子（AN-Si NPs）,并利用该荧光探针构建了一种基于内滤效应（Internal filter effect,IFE）简单灵敏检测碱性磷酸酶（ALP）的荧光分析方法。在该传感体系中,ALP催化对硝基苯酚磷酸盐（PNPP）水解生成对硝基苯酚（PNP）,PNP的紫外吸收的吸收光谱（最大吸收波长为400 nm）,与AN-Si NPs的激发光谱重叠。随ALP浓度的增大,AN-Si NPs的荧光强度逐渐降低,其浓度在0.05～10 U/L范围内,与AN-Si NPs的荧光强度呈现良好的线性关系,检测限为0.002 U/L（S/N=3）。该荧光探针具有良好的选择性,生物样品中常见的金属离子、氨基酸、蛋白质均不干扰ALP的检测,应用于人血清样品中ALP含量的检测,结果令人满意。