相比于可见光量子点（QDs）,近红外（NIR）QDs能避免可见光QDs较弱穿透力和生物体自发荧光的影响,因此在生物成像及疾病诊断学等方面引起了广泛关注。新型Ag₂S QDs以其优异的NIR荧光性质和生物相容性引起了人们极大的研究兴趣。目前Ag₂S QDs的研究大多聚焦在制备方法以及光电探测器、太阳能电池、催化等领域;同时,Ag₂S QDs在活体成像、光热治疗、肿瘤靶向等领域也具有潜在的应用。在Ag₂S QDs的合成及功能化方面,进一步发展优越的合成及功能化方法以提高其荧光量子产率和增强荧光稳定性还存在一定的挑战;在Ag₂S QDs的分析应用方面,利用其优越的NIR荧光性质开展生物体内小分子物质或者癌症标记物的成像分析及检测具有广阔空间。因此,对NIR Ag₂S QDs合成和功能化的策略及生物分析应用进行深入系统研究,具有非常重要的意义。本论文主要聚焦于NIR Ag₂S QDs的制备、功能化以及构建相应荧光分析体系用于生物成像及癌症标记物检测。主要内容如下:第一章绪论本章主要介绍了NIR QDs的性质、种类和优势。重点对Ag₂S QDs的性质、制备方法以及其应用进行了系统总结与阐释。同时,简单介绍了本论文的工作内容及意义。第二章一步法合成巯基丙酸功能化的亲水性近红外Ag₂S QDsNIR QDs在生物体系应用中,因具有良好穿透深度和较弱生物体自发荧光等独特光学性质,引起了研究人员的高度关注。但由于大多数NIR QDs存在本身原料及有机相合成等带来的毒性问题。因此,本章主要探索简单、环保的方法来制备毒性低、高稳定性的NIR Ag₂S QDs。我们发现采用3-巯基丙酸（3MPA）作为稳定剂,可在水相中合成性能良好的NIR荧光Ag₂S QDs,该方法具有简便、环境友好等特点。实验中,通过简单调节原料的组成比例、反应体系的温度和时间、反应体系pH值,得到了分散性良好且粒径均一（2.49±0.64 nm）的MPA-Ag₂S QDs,并在第一近红外（NIR-I）区域显示可调光致发光（732-801 nm）性质。实验结果表明Ag₂S QDs量子效率高达14%（参比于ICG=13%,DMSO）、具有良好的光/胶体稳定性和超低细胞毒性。这些特性表明巯基丙酸功能化的亲水性Ag₂S QDs有望作为NIR生物窗口成像的纳米探针。第三章基于稀土离子调控的Ag₂S QDs荧光增强及其应用于氟离子的检测和细胞成像本章基于所合成的Ag₂S QDs,发现其表面-COOH与稀土离子之间的络合作用可导致QDs的聚集而引起荧光增强,并基于氟离子（F^-）与稀土离子之间强软硬酸碱结合能力,构建了“turn-off”的F^-荧光纳米探针。实验发现稀土离子都可引起QDs荧光不同程度的增强,且加入Gd³⁺荧光强度明显增强。并通过TEM、Zeta电位和DLS等数据证明了稀土离子对QDs的聚集诱导荧光增强机制。基于稀土离子与F^-之间的强配位作用破坏Ag₂S QDs的聚集而导致荧光淬灭,发展了高灵敏度、高选择性检测F^-的新方法,其线性范围为5-260μM,检测限为1.5μM。细胞毒性实验表明Gd³⁺-Ag₂S QDs的复合物具有良好的生物相容性。结合Ag₂S QDs在NIR区的独特优势,该方法成功应用于细胞内F^-的荧光成像。第四章稀土上转换纳米材料-Ag₂S QDs能量转移体系的构建及其应用于细胞内pH的比率检测研究本章中,基于配体交换作用,通过小分子GSH对MPA-Ag₂S QDs进一步修饰,得到了具有优异pH响应性能的GSH和MPA共同修饰的Ag₂S QDs（GM-Ag₂S QDs）探针。通过偶联反应实现了二氧化硅包裹的上转换纳米材料（UCNPs）与Ag₂S QDs的组装,并通过调控纳米二氧化硅层厚度,成功构建了以NIR GM-Ag₂S QDs作为能量受体、UCNPs作为能量供体的具有NIR激发-NIR发射光学特性的发光共振能量转移（LRET）体系。同时,基于GM-Ag₂S QDs的pH响应性能以及UCNPs的光学特性,构建了比率型pH荧光探针并成功地应用于细胞内pH的传感,其响应范围为5.0至9.0。并基于NIR外激发-NIR发射以及比率发光纳米探针在生物成像中的高分辨优势,我们将该纳米探针成功应用于斑马鱼模型中肿瘤和正常组织的区分。第五章适配体功能化Ag₂S QDs和磁纳米颗粒的组装及其应用于CTCs的特异性识别和高灵敏检测研究本章中,我们利用核酸适配体对NIR Ag₂S QDs进行功能化修饰并用于循环肿瘤细胞（CTCs）的超灵敏荧光标记。实验中,利用硫代磷酸化DNA序列,通过一步法合成了DNA1功能化的Ag₂S QDs（DNA1-Ag₂S）。并将发夹结构H1和H2分别与DNA1-Ag₂S、适配体（与MCF-7细胞表面过表达的MUC1特异性结合）进行组装。然后,在诱发链的作用下发生杂交链式循环放大反应,获得含有多个Ag₂S QDs和适配体的纳米组装体。由于该组装体含有多个Ag₂S QDs以及NIR特征和多支结构,一方面能提高细胞成像的灵敏度,另一方面与具有单个适配体的探针相比,多适配体结构对CTCs的结合能力更强。此外,由于抗体EpCAM能与MCF-7细胞表面蛋白MUC1特异性结合,即可使用EpCAM抗体修饰的磁性纳米粒子（Anti-EpCAM-MNs）用来高效分离CTCs。因此结合Ag₂S纳米组装体的高灵敏度与Anti-EpCAM-MNs的高效分离,实现了CTCs的高选择性捕获与分析检测。在本实验中,该方法在实际样品中最低能检测到6个CTCs。第六章复合细胞膜封装磁珠与多适配体功能化Ag₂S QDs的组装及其应用于特异性识别和超灵敏检测CTCs的研究由于CTCs在外周血中的浓度极低且易受白细胞的干扰,因此高效捕获和检测CTCs具有很大的挑战性。本章中,我们进一步设计四叉结构DNA适配体修饰的NIR Ag₂S QDs（Tetra-DNA-Ag₂S QDs）,并用白细胞膜和肿瘤细胞膜对磁性纳米颗粒Fe₃O₄@SiO₂进行复合封装。然后基于生物素-亲和素特异性作用,将NIR Tetra-DNA-Ag₂S QDs与细胞膜复合的Fe₃O₄@SiO₂进行组装,构建兼具磁分离富集和荧光标记CTCs的一体化探针。该探针具有的优势为:（1）Tetra-DNA-Ag₂S QDs能有效提高对CTCs的靶向识别效率;（2）通过白细胞膜的复合能有效避免样品中白细胞的同源干扰;（3）肿瘤细胞膜的复合能增加对CTCs的靶向作用。基于上述特点,该一体化探针可有效提高对CTCs的捕获效率及分析灵敏度。实验结果表明:与单适配体修饰相比,Tetra-DNA-Ag₂S QDs对CTCs的捕获效率可从62.26%提高到97.20%。相对于无细胞膜的探针,复合细胞膜包裹的探针对CTCs的捕获效率可从73.02%提高到97.63%。