第Ⅳ主族纳米材料由于其独特的物理和化学性质,在生化分析和生物成像领域具有广阔的应用前景。在过去的十几年里,对碳点、硅纳米粒子的制备和性能都有较深入的探索,并将其应用到许多领域。而锗纳米粒子（Ge NPs）,作为第Ⅳ主族半导体纳米材料的一员,同样具有生物相容性好、相对毒性低、化学性质稳定和尺寸依赖的荧光性质等优点。近年来,已经引起了越来越多研究者们的关注。但是,目前制备Ge NPs的方法存在着步骤繁琐、条件苛刻和耗时较长等缺点;而在应用方面,主要侧重于锂离子电池和光电设备领域,其荧光性质的应用研究较少,且其发光机理的研究仍不够深入和全面。因此,发展新的制备方法和探索Ge NPs的新性质有利于进一步扩展其应用领域。本文在简要归纳Ge NPs的合成、性质和应用的基础上,采用一锅法合成荧光Ge NPs,开发其新性能并对其荧光发光机理有较深入的探索,主要研究内容如下:（1）发展了一种简便的一锅法制备水分散的荧光Ge NPs。分别以几种有机锗烷作为前驱体,在温和的反应条件下制备得到粒径为2.6±0.5 nm且具有强烈蓝绿色荧光的Ge NPs。采用一系列表征手段对所制备的Ge NPs的形貌和结构进行了表征,并对合成机理进行了深入的讨论。此外,所制备的Ge NPs具有较好的水分散性、生物相容性、光稳定性和较低的细胞毒性等优异性能,并成功用于HeLa细胞的体外成像。本合成方法与传统的方法相比,具有实验操作简单、条件温和、无需进一步的表面修饰过程等优点。（2）发现以四正丁氧基锗烷为前驱体,通过一锅法制备的Ge NPs具有固有的类过氧化物酶催化活性,能够催化H₂O₂氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）。与天然辣根过氧化物酶（HRP）相比,Ge NPs在不同的pH、温度和离子强度处理后仍保持较高的催化稳定性。此外,基于其优良的类酶性质构建了比色传感平台,并成功应用于检测尿酸、葡萄糖和胆碱等生物分子,显示出良好的灵敏度和选择性。这项工作发现了Ge NPs的新特性,并扩展了其在生物传感中的应用。（3）采用化学还原法合成了一系列以不同配体封端的均一尺寸的Ge NPs。荧光光谱显示,通过改变配体,可以实现Ge NPs的发射从蓝色到黄绿色的调控。理论和实验研究表明,配体的共轭程度对Ge NPs的荧光有重要影响,并对其荧光调控规律进行了深入的探讨。本章研究为调节Ge NPs的荧光特性提供了一种简单可行的策略。