随着国家经济快速发展,社会对能源的需求越来越多,而我国主要的能源是石油,因此,导致石油需求量也逐年增加。石油主要通过管道运输,而运输管道在复杂的环境中易发生腐蚀,腐蚀产物不仅会影响石油的质量,甚至带来生产安全的隐患。微生物腐蚀是石油运输管道及其重要计量仪器、阀门等关键设备损坏的主要因素之一,而硫酸盐还原菌（SRB）、铁细菌是常见的管道腐蚀细菌。我们针对这两种细菌会产生大量的特定离子的特征,通过研究开发特异性检测探针快速、高效地检测这些特定离子,如硫酸盐还原菌周围会产生硫离子,铁细菌腐蚀产生大量铁离子,来实现对微生物腐蚀管道的间接检测和对微生物腐蚀的监控,保障石油管道及其相关仪器等的安全生产运行。本课题研究对石油管道的生产安全有重要的研究意义。金属纳米簇（MNC）通常由几个到几百个原子组成,具有与分子类似的理化性质,例如生物相容性,良好的光稳定性,离散能量水平等,通常用来做纳米荧光探针,在细胞成像、环境检测、催化、生物传感等领域展现了广泛的应用前景。本论文选用铜纳米簇（Cu NCs）和金纳米簇（Au NCs）,以及合成金铜纳米簇（Au Cu NCs）,研究开发不同的检测探针,并应用于石油废水中的金属离子的检测。首先,研究采用牛血清白蛋白（BSA）为配体,通过水热方法制备出具有绿色荧光的BSA-Cu NCs探针,并对其荧光光谱特性、荧光寿命、量子产率等进行表征。结果表明BSA-Cu NCs的最佳激发波长位于397 nm,最佳发射峰位于493 nm,荧光寿命为3.6113ns,量子产率为0.58%。重要的是铜纳米簇荧光能够被铁离子猝灭,基于此,将其作为荧光探针应用于铁离子检测。结果表明BSA-Cu NCs对Fe3+的检测范围为0.002 m M～0.5m M,其最低检测限为2μM,选择性良好。此外,通过加标回收方法实现了对石油废水中Fe3+的检测,为石油管道铁细菌腐蚀管道的检测提供的潜在可能性。其次,研究采用半胱氨酸（Cys）作为配体,通过同样的方法备出具有绿色荧光的Cys-Cu NCs探针,实现了对SRB的代谢产物S2-快速检测,以此来间接检测SRB。结果表明:Cys-Cu NCs的最佳激发波长位于395 nm,最佳发射峰位于492 nm,荧光寿命为3.8181 ns,量子产率为1.9%。通过表征得到Cys-Cu NCs的分散性极好,其颗粒大小约为3.26 nm;重要的是铜纳米簇荧光能够被硫离子猝灭,基于此,将其作为荧光探针应用于硫离子检测。结果表明Cys-Cu NCs对S2-的检测范围为0.002 m M～0.8m M,其最低检测限为2μM,选择性良好。此外,通过加标回收方法实现了对石油废水中S2-的检测,为石油管道硫酸盐还原菌腐蚀管道的监控检测提供的潜在可能性。最后,在上述单色荧光探针工作的基础上,进一步开发基于Cu NCs的比率荧光探针,以半胱氨酸（Cys）作为配体,N、N-二甲基甲酰胺（DMF）作为溶剂,在常温下快速合成了具有橘红荧光的金铜复合纳米簇（Cys-Au Cu NCs）探针。荧光光谱结果表明:Cys-Au Cu NCs的最佳激发波长位于348 nm,具有两个发射峰,分别位于427 nm和612nm。实验表明铅离子可以使得612 nm处的荧光猝灭,而427 nm的荧光基本不变,因此,Cys-Au Cu NCs可应用于水中铅离子的检测。通过选择性实验,结果表明合成的Cys-Au Cu NCs探针对Pb2+有很好的选择性,在水中不受浓度为4 m M的Na+、Mg2+、K+、Ca2+、、Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Fe2+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Al3+等其它14种金属离子干扰。Cys-Au Cu NCs探针对Pb2+的检测范围为0.01 m M～0.085 m M,其最低检测限为10μM。通过加标回收方法可以实现对石油废水中Pb2+的检测。