因此，亟需开发一种光学性能优异且生物相容性良好的新型荧光纳米材料。荧光纳米材料被广泛应用于生物传感、生物成像以及疾病的诊断与治疗等多个生物医学领域。与传统的有机荧光小分子相比，荧光纳米材料具有较好的光稳定性和可调的激发发射波长等优点，因此在近年来受到了广泛关注。目前已有的荧光纳米材料种类很多，包括传统的半导体量子点、金属纳米簇、上转换纳米颗粒、石墨烯量子点和碳点等。然而，这些纳米材料存在一些缺点，如荧光量子产率低，荧光发射峰宽，合成过程复杂，细胞毒性大，水溶性差，修饰困难以及成本高昂等，这限制了其在生物医学领域的应用。
　　作为一种典型的零维硅基纳米材料，荧光硅基纳米点具有极佳的光学性能、表面可接枝性和良好的生物相容性，因此在生物医学领域展现出极大的应用潜力。然而，采用简单的方法制备出荧光亮度可媲美Ⅱ?Ⅵ族半导体量子点的水溶性硅基纳米点仍是一个艰巨的任务。
　　本文以一步水热法合成了一种表面带氨基的超亮硅基纳米点。该纳米点发纯正的绿色荧光，其荧光量子产率高达100%，发荧光发射峰很窄（半峰宽仅30nm），且生物安全性良好。该硅基纳米点能实现对哺乳动物细胞溶酶体的长时间特异成像，其溶酶体成像效果不受细胞清洗、固定和透化等操作的影响。此外，该硅基纳米点对溶酶体成像的长时间靶向性和光稳定性均明显优于目前已有的商品化试剂（LysoTracker Green和LysoTracker Red），有望成为新型的溶酶体荧光探针。另一方面，该硅基纳米点还可以作为一种普适性荧光探针用于细菌/真菌/哺乳动物细胞的死活鉴定。结合其优异的光稳定性和低细胞毒性，该硅基纳米点弥补了现有的商品化试剂（SYTO X和碘化丙啶）的缺点，满足了对发绿色荧光的死细胞成像试剂的需求。同时，通过将该硅基纳米点与商品化试剂SYTO60联用，我们发展了一种快速、精准的死活细胞定量方法。此外，我们以抗癌药物阿霉素为模型药物，利用硅基纳米点的绿色荧光及其对细胞活力的敏感性，实现了对药物毒性/药效的实时、原位活体评价。
　　另外，本文还合成了一类新型的表面带环氧基的硅基纳米点，并将该硅基纳米点作为一个多功能的纳米平台实现了对耐药细菌/耐药细菌生物膜的成像与杀灭。利用环氧基硅烷GPTMS与孟加拉玫瑰红RB的一步水热法可制备出发绿色荧光的硅基纳米点，该纳米点具备如下特性：荧光量子产率高达31%，可用于荧光成像；超小的纳米尺寸，使该纳米点可进入细菌；适合的表面化学性质（表面带环氧基），可提高该纳米点对细菌的亲和力；带负电的表面，使该纳米点免于被耐药细菌的外排蛋白和捕获蛋白识别，增加了耐药细菌对该纳米点的摄取，同时避免了该纳米点被生物膜的胞外聚合物滞留，提高了纳米点对生物膜的渗透。基于以上性质，该硅基纳米点实现了多种细菌（包括革兰氏阴性菌、普通的革兰氏阳性菌以及多药耐药革兰氏阳性菌）和对应细菌生物膜的成像，因此可为细菌感染性疾病的治疗提供细菌密度、细菌分布和生物膜厚度等信息。另一方面，利用万古霉素的氨基与硅基纳米点的环氧基之间的高效反应，我们成功制备了接枝万古霉素的硅基纳米点（OSiNDs-Van）。该OSiNDs-Van能有效抑制耐药细菌的生长，甚至能明显地破坏耐药细菌生物膜。这种利用硅基纳米点构建多功能纳米平台以实现对耐药细菌和耐药细菌生物膜成像及清除的策略将为克服细菌耐药性提供新思路。
　　总之，本论文改善了硅基纳米点的荧光和表面化学性质，拓宽了其在生物医学领域的应用范围，为发展新的硅基荧光探针和药物载体提供了新思路。