相比传统的有机荧光染料,胶体半导体纳米晶,通常称为量子点,具有许多独特的性质,如荧光质量高,激发光谱宽,发射光谱尺寸可调,量子产率高,光化学稳定等,这些优越的性质,使其在化学、医学、材料学、细胞生物学、分子生物学等领域展现出巨大的应用前景。近年来,基于量子点的荧光传感器引起了人们广泛的研究兴趣,因为它可以产生出截然不同的靶向信号,用于各种物质的定性和定量分析。本论文瞄准这一前沿研究方向,在对量子点的发展历程进行简要综述的基础上,拟定了一条基本的研究思路,即从量子点的合成出发,研究其特殊的光学行为、设计基于量子点的高质量荧光传感器用于化学分析中,主要从以下几方面展开工作：一、“关-开”型量子点荧光传感器的合成及其在Cd2=测定中的应用。以巯基丙酸为包覆剂,在水溶液中合成出近红外荧光发射CdTe/CdS核／壳量子点(QDs),并进行系统表征。采用吡咯烷二硫代甲酸铵盐对QDs进行修饰,引起荧光淬灭现象。Cd2+加入后,荧光又逐渐增强,并且荧光强度与Cd2=浓度呈现出线性关系。因此,可发展为一种基于荧光‘关-开’模型的QDs传感器。实验结果表明,相比于其它金属离子,此类传感器具有较高的灵敏性和选择性,在真实样品探测中表现出优越的分析能力。在0-2pM的浓度内,可替代ICP-AES技术用于Cd2=的高效测定。与传统的荧光淬灭型传感器相比,此类“关-开”型QDs传感器的可信度更高,且具有更低的检测限(6nm)。二、量子点-罗丹明(R6G)复合物传感器的合成及其用于谷胱甘肽的探测。水相合成巯基丙酸包覆的CdTe QDs,通过静电吸附形成R6G-QDs复合物,并对其进行系统表征。加入谷胱甘肽(GSH,0～80μM),引起此复合物荧光光谱发生改变,其中的R6G与QDs荧光强度比率(FR6C/FQDs)与GSH浓度几乎呈线性关系,进而获得了一种基于R6G-QDs的比率荧光GSH传感器。其它干扰因素如硫醇、氨基酸的共存及pH的改变,均不会对FR6G/FQDs造成明显干扰,表现出良好的敏感性和选择性。相比单荧光强度传感器和传统仪器分析技术,本方法具有更简易、快捷和廉价的优点,检测限可低至15nM。本方法有望发展成为其它分子或离子的比率荧光传感器,有助于在生物样品和生物医学体系中对GSH水平进行深入研究。三、多功能量子点比率传感器的合成及其应用于pH和Cd2=的分析。在水溶液中,通过氢键作用将巯基乙酸包覆的CdTe QDs与有机染料(异硫氰酸荧光素,FITC)结合,形成FITC-QDs复合物。随溶液pH的升高,复合物中F1TC(520nm)和QDs(595nm)的荧光光谱均呈现有规律的增强,荧光强度比率(I520/I595)与pH(5.3-8.7)呈线性关系,进而可发展为一种比率荧光pH传感器。向复合物中加入S2-可引起QDs的荧光淬灭,继续加入Cd2=,使S2-修饰QDs的荧光增强。因此,可建立了一种基于“关-开”模型的比率荧光Cd2=传感器。实验结果证实,I520/I595与Cd2=浓度(0.1-15μM)呈比例关系,且S2-与Cd2=的加入均未明显影响FITC的荧光。此传感器可对复杂和真实样品进行探测,具有较高的灵敏性和选择性,在同等条件下可取代ICP-AES技术的应用。本方法可用于发展其它类型的QDs离子或分子探针,有助于对复杂体系进行分析。四、量子点-凝胶复合物的合成、荧光性质及应用。选择巯基丙酸包覆的CdTe QDs为荧光剂,聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸)为凝胶,通过静电吸附将QDs包埋入凝胶中形成了复合凝胶,并对其形貌、荧光性质及应用进行了研究。结果表明,此复合凝胶的荧光在25-45℃之间具有热敏性和可逆性,荧光强度随温度升高而减弱,随温度降低而增强。在共聚焦显微镜下,呈现出明亮的荧光成像。此外,还考察Cu2+(0～2μM)对复合物的荧光淬灭现象,实验数据证实：该荧光反应对Cu2=是高选择性的,荧光强度与Cu2=浓度具有线性关系,可发展成一种基于复合凝胶的荧光传感器,用于Cu2=的定性和定量探测。