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荧光纳米点(如硅点和碳点)已经在生物医学研究领域取得了重要应用。然而很多荧光纳米点的荧光发射依赖于激发波长、荧光激发和发射波长短和荧光量子产率低,这些都限制了这些材料的生物医学应用。本论文从硅点及碳点的合成原料、原料比例和合成条件等角度对荧光纳米点的光学性质进行了优化,制备出了不受激发波长依赖、具有较长荧光激发和发射波长以及较高荧光量子产率的纳米点材料,并探讨了这些材料在生物检测和细胞识别方面的应用。具体来说,本文主要进行了以下三个工作:1.硫掺杂的荧光有机硅点的制备及其在金属离子和谷胱甘肽检测中的应用。我们首先用柠檬酸、尿素和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物在N,N-二甲基甲酰胺中通过溶剂热合成了一种硫掺杂的有机硅点,并采用该有机硅点实现了对多种不同金属离子(包括Fe3+、Cu2+、[Pd Cl4]2–、Ag+、Hg2+和Bi3+)的检测,并完成了细胞中金属离子成像。此外,该有机硅点与金属离子(如Cu2+、Ag+、Hg2+和Bi3+)混合后可以制得更大的纳米颗粒,这些纳米颗粒具有对谷胱甘肽的选择性响应,并进而可以利用癌细胞中过度表达的谷胱甘肽实现对癌细胞与正常细胞的区分。2.硫掺杂的荧光有机硅点在动物细胞、细菌和真菌死活染色中的应用。利用上述制备的有机硅点完成了不同动物细胞、细菌和真菌的死活染色,且对其最短染色时间和最低染色浓度做了探究。通过与商品化的细胞死活染色试剂Red dots的对比,我们发现该有机硅点具有更好的染色性能,有望成为新型细胞死活染色试剂。3.超亮绿色荧光碳点的制备及其在细胞死活染色中的应用。我们将常见的单糖(葡萄糖、半乳糖和果糖)和二糖(蔗糖、乳糖和麦芽糖)与孟加拉玫瑰红分别混合,通过水热反应制备了荧光发射不依赖于激发波长且具有超高荧光量子产率(相对量子产率接近100%)的绿色荧光碳点。研究发现该碳点不被活的动物细胞、细菌和真菌内吞,但可以很好地实现死的动物细胞、细菌和真菌的染色,因此可以很好地区分细胞的死活状态。