人体内pH的变化以及环境中汞含量的高低都对人体的生命健康有着非常重要的影响,因此如果能够及时地检测这些离子有着非常重要的现实意义。在检测细胞内pH的众多方法中,由于荧光法具有高灵敏度、高时空分辨率,操作简单等优点,成为检测完整细胞和亚细胞内pH的有力工具。而在荧光法中选择合适的载体至关重要。对于常见的重金属污染物汞而言,传统的分析检测方法都存在着样品预处理复杂、仪器昂贵、分析周期长等问题。纳米金银材料由于独特的表面等离子体共振效应成为近年来的新宠,但也存在着检测后不能及时分离回收等问题。Janus粒子能够将不同性质的材料结合到一起的特性能够解决上述存在的一些问题。Janus粒子是由两个具有不同物理或化学性质的表面（或内部材料）组成的功能化粒子,如果可以制备出多种化学组成和功能分区的粒子,就可以大大扩大其灵活性和化学价值。因此本论文通过表面改性以及微流控技术的技术手段制备了不同功能性质的Janus粒子,并开发其在光学传感领域的应用。具体研究内容如下:第一章:对Janus粒子发展、制备及应用进行了综述,首先简单概述了Janus粒子的发展历史,其次较为详尽地总结了Janus粒子的制备方法及每种制备方法的适用条件、优缺点;最后重点概括了其在光学传感、环境监测等领域的应用。第二章:基于表面改性的原理,通过Pickering乳液法制备了Janus胶体粒子。以二氧化硅为原料,在表面进行氨基化处理,再以Pickering乳液法对氨基化二氧化硅粒子进行不对称修饰,裸露在表面的氨基分别于异硫氰荧光素的异硫氰酸根、罗丹明探针的羧基进行脱水缩合,最终合成了Janus复合纳米探针。该Janus复合纳米探针可以在酸碱度不同的环境中实现对细胞内pH的比率检测,表现出良好的生物相容性和细胞膜渗透性。本工作设计合成的新型Janus复合纳米探针,有望为Janus粒子在细胞内pH值的检测提供新的方法。第三章:根据微流控的原理,制备简易的装置。将制备好的银纳米粒子以及Fe₃O₄磁性纳米颗粒分散在海藻酸钠溶液中,然后在CaCl₂溶液中固化从而形成Janus粒子。通过调节不同的海藻酸钠与银纳米粒子、磁性颗粒以及CaCl₂溶液的比例来制备两相不互溶、稳定的Janus粒子。用紫外可见吸收光谱进行不同浓度Hg²⁺检测。通过实际水样以及回收率的检测,传感器可以直接用于汞离子的检测。本工作设计的基于微流控原理的Janus粒子检测范围宽、检测限低,有望为构建检测Hg²⁺的传感器提供新的思路。第四章:牛血清白蛋白（BSA）原料易得。而荧光金纳米簇具有良好的光学稳定性、大的斯托克位移,常被用于金属离子的检测。所以以牛血清白蛋白（BSA）作为保护剂和还原剂,制备了水溶性的牛蛋白-金纳米簇。基于BSA-Au纳米簇对汞离子的响应,从而建立了一种快速检测汞离子的方法。当Hg²⁺浓度为0-80μg时,传感器的荧光强度对Hg²⁺具有良好的线性关系及快速响应能力,并且有良好的光稳定性、可逆性。该传感器可以直接用于实际水样的检测,并且能够快速有效分离。