聚集诱导发光材料克服了传统的发光材料因聚集而产生的猝灭效应,在生化分析、生物传感、生物成像领域具有广阔的应用前景。荧光金属纳米团簇不仅能够有效地克服传统有机染料标记物的稳定性差、半导体量子点潜在毒性等缺点,同时还具有良好的发光性能,可调的发射波长,较大的斯托克斯位移,良好的生物相容性和光学稳定性。与金纳米簇和银纳米簇相比,用于合成铜纳米簇的原料相对便宜,储量丰富,易于获得。结合聚集诱导发光的优异发光特性,本文采用苯硫酚类化合物作为保护配体制备了自组装荧光铜纳米簇,并利用自组装荧光铜纳米簇作为荧光信号探针,构建了一系列灵敏度高、操作简单的化学生物传感新方法,用于金属离子(如汞离子)及生物分子(如谷胱甘肽、四环素)的灵敏检测。主要创新点及研究内容如下:(1)利用自组装荧光铜纳米簇优异的发光性能,提出了一种新颖的荧光分析方法和试纸条检测法用于Hg(Ⅱ)的高选择性检测。该方法以4-氯苯硫酚作为保护配体,合成了高稳定性的自组装铜纳米簇。该铜纳米簇的荧光信号可以被Hg(Ⅱ)猝灭。猝灭现象主要归因于Hg(Ⅱ)与保护配体之间通过Hg-S键形成稳定的复合物,破坏了自组装铜纳米簇的有序结构。该方法实现了对Hg(Ⅱ)的灵敏检测,线性检测范围为1～500 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。此外,该荧光铜纳米簇可用于制备荧光试纸条,实现复杂环境水样中Hg(Ⅱ)的可视化测定(试纸的颜色从红色变为蓝色)。(2)基于自组装荧光铜纳米簇聚集诱导发光增强的特性,建立了一种信号增强型的荧光生物传感新方法用于细胞内谷胱甘肽的灵敏检测。该方法以4-甲基苯硫酚作为保护配体,水合肼为还原剂,合成了自组装铜纳米簇。当传感体系中存在谷胱甘肽时,荧光信号显著增强。这是由于谷胱甘肽调控了自组装铜纳米簇发生聚集,形成了聚集诱导发光增强现象。该方法实现了对谷胱甘肽的灵敏检测,线性检测范围为1～100μmol/L,检出限为300 nmol/L。此外,该方法可应用于细胞内谷胱甘肽水平的测定,三次平行测定相对标准偏差不超过5%。(3)利用自组装荧光铜纳米簇特殊的空间结构,开发了一种新型的非标记型荧光生物传感新方法用于四环素的高灵敏检测。当传感体系中存在自组装荧光铜纳米簇时,四环素的荧光信号显著增强。荧光增强现象主要归因于四环素可以扩散进入到自组装荧光铜纳米簇的空隙空间中,四环素分子的运动受到限制,降低了非辐射跃迁,从而导致四环素的荧光发射增强。该方法实现了对四环素的高灵敏检测,线性检测范围为0.2～50μmol/L,检出限为40 nmol/L。此外,该方法可应用于尿液样品中四环素类抗生素含量的测定,其加标回收率为97.4%～105.0%。