近年来,荧光探针因其具有灵敏度高、可原位、可实时以及对活细胞损伤小等优点,在疾病相关分子的检测和成像具有非常重要的研究意义。虽然以有机荧光团为代表的传统荧光探针已被广泛应用于生化分析领域。然而,其具有细胞毒性大、细胞摄入率低、自发荧光干扰大、选择性差以及组织穿透深度小等缺点,在很大程度上限制了荧光探针在细胞内的应用。发光纳米材料的出现为了解决上述问题提供了可能,基于发光纳米材料构建荧光探针用于疾病相关分子的分析检测成为了研究的热点。本论文为了实现疾病分子的高灵敏度检测,构建了下列2种荧光探针分别用于miRNAs和活性氧分子的检测,并成功用于成像分析。具体内容如下:（1）LRET多功能比率型纳米探针对细胞内miRNAs生物传感的应用合理的设计和构建生物纳米探针用于细胞内miRNAs生物传感对早期临床诊断和预后具有重要的意义。本章我们开发了一种基于LRET的Na YF₄:Yb,Er@Na YF₄@NH₂-m Si O₂/罗丹明B/C-DNA三明治结构的通用型比率型纳米探针,用于细胞内miRNAs灵敏检测。纳米探针包含有荧光增强的Na YF₄:Yb,Er@Na YF₄核壳结构上转换纳米颗粒（能量供体）、氨基功能化的介孔二氧化硅壳（NH₂-m Si O₂）,将能量受体罗丹明B负载在NH₂-m Si O₂的介孔中后,具有特异性识别作用的靶标miRNA的互补序列（表示为C-DNA）包覆在纳米复合材料表面,有助于将罗丹明B密封在NH₂-m Si O₂中。由于供体和受体之间的LRET行为,负载的罗丹明B可以完全淬灭Na YF₄:Yb,Er@Na YF₄在540 nm处的绿色上转换发射。而当目标miRNA存在时,罗丹明B可以从纳米复合材料中释放出来,进而阻断LRET过程,“开启”绿色上转换发光。在整个过程中,因为红色上转换发光（在660 nm处）不受影响,因此,其可以作为内部参照,对环境等外部影响的提供内置校正。故本实验中可采用540和660 nm的上转换发光的强度比值(I₅₄₀/I₆₆₀)作为输出信号来实现对miRNA的准确检测。同时,由于该纳米探针具有低细胞毒性、高的光稳定性和低的自荧光背景等优异性能,因此可以通过上转换荧光成像诊断MCF-7细胞中miRNA-21的过表达。我们预测,该LBRU纳米探针在癌症的临床诊断中具有巨大的潜在应用价值。（2）多重稳定性金纳米簇的合成及在活性氧分子检测中的应用活性氧分子在细胞各种生理活动和新陈代谢活动中起着关键的作用。例如,当H₂O₂浓度低于0.7μM时,可促进细胞增殖,浓度范围为1-3μM时,触发细胞凋亡,当浓度超过3μM时,则引起细胞坏死。金纳米簇具有生物相容性好、表面官能团丰富、合成简便等优点,被广泛应用于生物分子的检测。本设计以11-巯基十一烷酸（11-MUA）为模板,通过四（羟甲基）氯化磷（THPC）的还原作用,控制单一变量（反应时间）合成具有不同稳定性的金纳米簇。通过测量不同稳定性的发光金纳米簇的粒径、荧光波长及强度、表面电势、紫外吸收值等特征差异,对其结果进行分析,讨论探究合成的金纳米簇稳定性与合成条件如浓度、p H值、时间等因素的相关性,并通过具有不同氧化性的小分子（H₂O₂、·OH、HCl O）对所合成的金纳米簇的荧光强度的影响程度来表征其稳定性、灵敏度。该实验获得了不同稳定性的发光金纳米簇及其对不同氧化物质的响应活性,为发光纳米材料在生物传感及成像等领域提供了技术支持。