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纳米材料由于其独特的光学、电学以及结构性质而得到了广泛的应用。构建简单的纳米光学传感体系，实现小分子、核酸、酶等分析对象的快速、灵敏检测，无论对环境污染的治理还是对疾病的早期诊断均具有重要的意义。近年来，金纳米颗粒和氧化石墨烯由于制备简便、光电性能独特、特别是对有机荧光染料具有良好的淬灭性能，使得它们在新型纳米光学传感体系的构建方面引起了人们的广泛关注。结合本实验室的研究方向，本论文设计构建了几种纳米光学传感体系，并开展了它们在环境和生物检测中的分析应用研究。主要工作包括以下三个方面:
1.基于金纳米颗粒聚集状态不同能导致颜色变化的性质，设计合成了半胱氨酸修饰的金纳米颗粒，并据此发展了一种简单、灵敏的光气可视化检测方法。该方法既可用于光气的现场定性检测，也可用于灵敏的定量测定。
2.基于氧化石墨烯对荧光的淬灭能力以及酶与底物的特异性识别切割作用，设计了一种氧化石墨烯-肽复合物荧光纳米传感体系，并据此发展了一种实时、灵敏的基质金属蛋白酶2(MMP2)检测方法，检测限低至50 pM。该方法已成功用于Hela细胞分泌产生的MMP2的实时检测。
3.借助氧化石墨烯对荧光染料的淬灭性质以及叶酸与叶酸受体的特异性识别作用，设计了一种细胞靶向的打开型纳米荧光探针。该探针不仅可以区别叶酸受体表达量不同的细胞，还能区别形态结构相似的叶酸受体高表达和低表达的细胞。