金纳米团簇(AuNCs)作为新型的荧光纳米材料由于其超小的尺寸、优异的光学性质和良好的生物相容性,在生物传感、生物成像和疾病诊断等生物医学方面取得了巨大的优势。然而AuNCs的合成存在费时问题,合成的AuNCs荧光性能不佳,应用于生物传感时检测过程繁琐,检测模式单一;构建的功能化AuNCs应用于生物成像时,成像功能较为局限,多为细胞成像,靶向成像研究中功能化修饰较为复杂,这些缺点限制了AuNCs的广泛应用,因此使用简便、高效的一步法制备强荧光的功能化AuNCs将应用于生物传感和生物成像具有重要意义。基于以上研究背景,本论文主要进行了以下三部分的研究。1.通过简单、经济的一步微波法制备了溶菌酶包被的荧光AuNCs(AuNCs@Lzm,AuL)。所制得的AuL表现出低毒性、优异的稳定性和强红色荧光,可以进入细胞并主要位于溶酶体。基于静态猝灭和内滤效应的结合,AuL实现了对叶酸(FA)的选择性和敏感性检测,检测限低至0.19 n M。有趣的是,研究结果发现,被斑马鱼摄取的AuL从肠道移动到肝脏,并且基本在6天内从体内完全清除,没有明显的生物积累,证明AuL具有可忽略的体内毒性。此外,透明质酸(HA)包被的AuL(AuLH)对肿瘤细胞表现出明显的靶向性,且靶向次序为MCF-7>He La>Hep G2>>NIH/3T3≈DC,这归因于细胞所表达的受体数量差异。这些优点突出表明AuL是一个多功能的纳米平台,可用于传感、体内荧光成像和肿瘤靶向成像。2.用鸡蛋清和溶菌酶作为双蛋白配体,制备了具有明亮红色荧光的AuNCs(AuNCs@EW@Lzm,AuEL),它表现出良好的荧光稳定性和高生物相容性。基于Cu~(2+)介导的AuEL荧光猝灭,该探针显示出高选择性地检测焦磷酸盐(PPi)。具体来说,当在AuEL中加入Cu~(2+)/Fe~(3+)/Hg~(2+),它们分别会与AuEL表面的氨基酸螯合,从而猝灭AuEL荧光。有趣的是,猝灭的AuEL-Cu~(2+)荧光可被PPi明显恢复,而其他两种(AuEL-Fe~(3+),AuEL-Hg~(2+))则不能,这是由于PPi和Cu~(2+)之间的结合比Cu~(2+)与AuEL的结合更强。进一步的研究结果表明,PPi浓度与AuEL-Cu~(2+)的相对荧光强度在131.00–6Th2 immune response85.40μM范围内有良好的线性关系,检测限为2.56μM。此外,猝灭的AuEL-Cu~(2+)体系还可以在酸性环境(p H≤5)中发生荧光恢复。并且,合成的AuEL显示出良好的细胞成像和靶向细胞核能力。因此,AuEL的制备为高效的PPi检测提供了一个简便的策略,并为药物/基因输送到细胞核提供了可能性。3.以聚乙烯亚胺(PEI)为稳定剂,通过一锅法获得了蓝光发射的金银纳米团簇(Au Ag NCs@PEI,AuAgP)。该AuAgP表现出良好的水溶性、优异的荧光稳定性和细胞成像能力。研究结果发现Fe~(3+)通过与AuAgP表面的氨基作用明显猝灭AuAgP的荧光。令人兴奋的是,基于Fe~(3+)与RSL3小鼠谷胱甘肽(GSHselleck)之间的氧化还原反应,被Fe~(3+)猝灭的AuAgP荧光可以在加入GSH后发生恢复,从而构建基于AuAgP-Fe~(3+)的“off-on”荧光探针用于检测GSH。更重要地是,利用癌细胞和正常细胞内GSH含量差异,实现了AuAgP-Fe~(3+)对癌细胞的靶向识别。此外,为了进一步对具有CD44受体高表达的细胞进行靶向成像,合成了HA功能化的AuAgP(AuAgPH),表现出对目标细胞的靶向成像能力。本研究为构建新的金属纳米团簇探针应用于癌症诊断与治疗提供了一定的借鉴。