贵金属纳米团簇由于其特殊的尺寸使其具备了与其它较大尺寸的纳米颗粒不同的物理和化学性能。例如特殊的光学性能及类酶催化活性,同时以生物分子模板制备的贵金属纳米团簇由于其表面具有丰富的官能团,使得制备的贵金属纳米团簇材料具有易于修饰的特点。从尺寸上来说,贵金属纳米团簇材料的尺寸通常不超过2 nm,分子数目是由几十个到上百个数量不等的贵金属原子按照一定规律聚集而成。制备方法主要聚焦于物理合成方法和化学合成方法。而在化学合成法中以生物分子模板制备的贵金属纳米团簇材料具有操作简便﹑水溶性好﹑重现性高等优点。除此之外,贵金属纳米团簇材料的生物相容性好﹑毒性低﹑具备可调控的荧光性能等多类优点使其被广泛使用于医学成像探针﹑肿瘤细胞成像、抗菌﹑抗病毒等基础生物医学和分析领域。另外基于其优良的光学性能,贵金属纳米团簇也可以应用于离子检测。前期我们实验室的研究发现贵金属纳米团簇具有良好的类酶催化活性,可实现肿瘤细胞的催化显色成像。因此本课题结合前期实验室实验结果以及相关报道的传统四氧化三铁的类酶催化活性,我们在本文中报道了以牛血清白蛋白（BSA）为模板通过生物矿化法合成了一种金和铁双元素整合生物纳米探针（BSA-Au-Fe NCs）,并对其类酶催化活性以及肿瘤细胞成像应用进行了探究。除此之外,我们在本课题中还报道了利用谷胱甘肽（GSH）为模板合成了具有荧光性能的金纳米团簇探针（GSH-Au NCs）,并利用金纳米团簇的荧光淬灭实现了对两种稀土离子的检测并对荧光淬灭机理进行了探究。具体研究内容如下:1.基于牛血清白蛋白（BSA）为模板通过生物矿化法制备整合纳米探针（BSA-Au-Fe NCs）及其对肿瘤细胞多模式成像的应用。以牛血清白蛋白（BSA）为模板,合成了具有荧光信号及类酶催化活性的金铁双元素整合纳米探针（BSA-Au-Fe NCs）,并对其光学性能及类酶催化活性进行了表征。表征的结果发现制备的BSA-Au-Fe NCs具有良好的荧光特性,其最佳激发峰为λex=536 nm,最佳发射峰为λem=673 nm。通过高分辨透射电镜（HRTEM）得到的数据我们发现制备的整合纳米探针具有很好的分散性及较小的尺寸。粒径统计结果显示整合探针的尺寸为3.85±0.17 nm,同时动态光散射结果显示制备的整合纳米探针粒径在4.2 nm左右。同时实验通过体外TMB催化实验探究了材料的体外催化活性并优化了催化的实验条件。结果显示制备的整合纳米探针具备优良的体外类酶催化活性。为了进一步探究整合纳米探针的细胞成像潜力,实验对整合纳米探针的生物安全性进行了初步评价。我们通过CCK-8体外细胞毒性实验﹑溶血实验以及死/活细胞染色等实验对合成的整合纳米探针的生物安性进行了评价。结果显示即使整合纳米探针中的金的浓度达到200μM时,对三种实验细胞系也没有产生明显的细胞毒性。实验选取A549肿瘤细胞来研究整合纳米探针的多模式成像能力,实验分别设置荧光成像实验﹑普鲁士蓝实验组及催化显色成像实验组。结果显示制备的整纳米合探针具有良好的细胞荧光成像能力。同时通过普鲁士蓝染色实验及DAB催化显色实验进一步验证了对细胞的标记成像能力。为了验证制备的整合纳米探针在实际中的是否可以通过受体诱导效应提升实验细胞对整合纳米探针的摄取量以提高其细胞成像效果。实验设置LHRH多肽偶联整合纳米探针组,并对标记细胞实现光学成像﹑普鲁士蓝染色及催化显色。结果显示LHRH多肽偶联整合纳米探针实验组能明显提高实验细胞对整合纳米探针的摄取率,进而更有效地实现对实验细胞的多模式成像。综述以上实验结果,我们初步确认制备的整合纳米探针具有良好的多模式成像能力及生物安全性,可以作为一种肿瘤细胞成像的辅助载体,同时也是一类可以应用于生物纳米医学的新型纳米材料。2.金纳米团簇（GSH-Au NCs）荧光淬灭实现对镧、铕离子的检测及相关淬灭机理的探究。以谷胱甘肽（GSH）为模板制备了具有橙红色荧光发射(λex=420 nm,λem=600 nm)的金纳米团簇（GSH-Au NCs）。实验通过高分辨透射电镜（HRTEM）﹑动态光散射（DLS）等表征手段对金纳米团簇的形貌及尺寸进行了表征。通过荧光光谱及紫外吸收光谱对金纳米团簇的光学性能进行表征。高分辨透射电镜（HRTEM）数据显示制备的金纳米团簇在溶液中具有很好的分散性且大小均一。粒径数据统计的结果显示金纳米团簇的尺寸为1.95±0.19 nm,同时动态光散射的数据显示金纳米团簇（GSH-Au NCs）的粒径在2.1 nm左右。我们通过对制备材料不同时间点的紫外吸收光谱和荧光光谱进行追踪。结果显示我们制备的金纳米团簇具有很好的稳定性。TMB体外催化显色实验的结果显示我们制备的金纳米团簇的自身具备很好的类酶催化活性。不同离子荧光淬灭的实验结果显示镧离子(La3+)、铕离子(Eu3+)对金纳米团簇的荧光存在明显的淬灭效果。于是我们利用制备的金纳米团簇作为检测探针应用于这两种稀土离子的检测。根据Stern-Volmer淬灭方程得到了不同温度下两种稀土离子的淬灭常数。实验结果显示镧离子(La3+)、铕离子(Eu3+)和金纳米团簇（GSH-Au NCs）之间分别为动态淬灭和静态淬灭。且在一定浓度范围内两种稀土离子浓度对金纳米团簇探针的荧光淬灭程度具有良好的线性关系。本课题中利用金纳米团簇（GSH-Au NCs）的荧光淬灭作为检测探针来检测两种稀土离子的方法具备成本低,灵敏度高而且操作简单等优点。该方法同时也提供了一种很好的简易且灵敏检测稀土离子(La3+、Eu3+)的新方法。