具有生物性功能的小分子或离子含量与人体的健康状况息息相关,因此发展快速、灵敏、有效的分析检测方法具有十分重要的意义。目前常用的检测方法主要包括色谱法、质谱法、电化学法、比色法、荧光法等。其中,荧光法具有灵敏度高、选择性好、实时监测、简便、无损等优势而成为最受欢迎和最具应用前景的分析策略之一。近年来,随着纳米技术的出现与发展,一系列具有特殊物理化学性能的纳米材料得到了开发与应用,为荧光探针的构建提供了新的契机。其中,二氧化锰纳米材料由于具有制备简单、成本低、生物相容性好、毒性低、荧光淬灭能力强和被还原性物质降解等优点,被广泛应用于小分子、离子检测和细胞成像等领域。本文以二氧化锰纳米片为荧光淬灭剂及识别单元,同时分别以联吡啶钌及碳量子点为荧光信号单元,构建基于二氧化锰纳米片荧光淬灭效应的纳米探针用于亚铁离子和谷胱甘肽检测。具体研究内容如下：一、基于二氧化锰纳米片淬灭的联吡啶钌用于亚铁离子检测研究本论文首次报道二氧化锰纳米材料可以与亚铁离子发生氧化还原反应而降解的特性,并利用该特性发展了二氧化锰纳米片淬灭的联吡啶钌荧光探针用于亚铁离子检测。选用对铁离子不敏感的联吡啶钌为荧光信号分子,二氧化锰纳米片为荧光淬灭剂及识别单元,通过静电吸附作用将联吡啶钌吸附到二氧化锰纳米片表面构建了纳米探针。无亚铁离子存在时,探针中联吡啶钌的荧光被淬灭,当引入亚铁离子时,亚铁离子与探针中的二氧化锰纳米片发生反应,释放探针中的联吡啶钌,使其荧光恢复,从而实现亚铁离子的荧光检测。该纳米探针在用于水溶液中的亚铁离子检测时,具有低背景荧光信号和高灵敏度。此外,本方法构建的联吡啶钌功能化的二氧化锰纳米片可以用于细胞内亚体离子的检测。因此,该探针在生化分析方面具有潜在的应用前景。二、基于二氧化锰纳米片淬灭的碳量子点用于谷胱甘肽检测研究近年来,碳量子点作为一种新型发光纳米材料,因其具有生物相容性好、化学稳定性好、量子产率高、成本低等优点,在生物传感、生物成像等领域得到广泛的研究和应用。本文以氮掺杂的正电荷碳量子点作为荧光信号单元,以带负电荷的二氧化锰纳米片为荧光淬灭剂及识别单元,通过静电作用将碳量子点吸附在二氧化锰纳米片表面构建检测谷胱甘肽的纳米探针。当没有谷胱甘肽存在时,探针中的碳量子点的荧光被二氧化锰纳米片淬灭；当谷胱甘肽存在时,二氧化锰纳米片被降解,探针中的碳量子点被释放出来,荧光恢复,从而实现谷胱甘肽检测。该纳米探针具有荧光背景低、灵敏度高、选择性好和响应速度快等优点,不仅可以用于水溶液中的谷胱甘肽检测,还可以用于细胞成像,区分正常细胞和癌细胞,监测癌细胞内谷胱甘肽含量的改变,在疾病诊断方面显现出广泛应用前景。