氧化锌量子点是一种新型的荧光纳米传感器,其颗粒粒径小、发光强度高、光稳定性好、生物毒性低,制备简便及生产成本低等优异特性,同时具有水溶性在生物荧光成像,生物荧光探针及载药等许多领域具有广阔的应用前景。炭疽芽孢杆菌作为潜在的生化武器严重威胁人类的生命健康,目前探测其存在的方法多种多样,而镧基荧光光谱法被广泛推广,该方法基于芽孢杆菌的生物标志物Ca DPA可有效敏化稀土离子的荧光发射,同时稀土离子具有窄的发射谱、发光寿命长的原理。铕(Eu)和铽(Tb)是荧光传感器中常用的镧系元素离子,它们具有强的荧光,长的荧光寿命及尖锐的线状发射带。Eu3+的最强发射位于616 nm,该本征发射将不会受到530 nm处的Zn O QDs荧光发射的干扰,而544 nm处的Tb3+的本征发射峰与Zn O QDs的发射带有重叠,同时Eu3+的红色荧光也易于肉眼观察。再次铕基荧光传感器可有效降低芳香族化合物与Tb3+的结合而造成的假阳性结果。迄今为止,以氧化锌量子点作为内在参比荧光检测炭疽芽孢杆菌研究尚未报道。综上我们将选用铕离子与氧化锌量子点结合,铕离子作为传感单元,氧化锌量子点作为参比单元,以制备性能优异的双比色荧光传感器,实现对炭疽芽孢杆菌的快速,灵敏高选择性的检测。本文所取得的研究成果如下:1)成功制备了六方纤锌矿结构的氧化锌量子点,其平均颗粒粒径~5 nm,具有良好的水溶性,强的黄光发射,高量子产率(31.98%)及良好的发光稳定性。同时氧化锌量子点本身具有较低的生物毒性,制备简便,生产成本低等优质的特性。该氧化锌量子点表面带有-NH2基团易于表面改性以设计开发性能优异的纳米荧光探针,在生物医学成像、疾病诊断和治疗等方面起着至关重要的作用。2)成功制备一种铕修饰的氧化锌量子点纳米结构(Zn O/Eu),用于快速、灵敏的双比色检测炭疽芽孢杆菌的存在。具有高强黄色荧光发射的氧化锌量子点作为一种内在参比,铕离子(Eu3+)螯合在氧化锌量子点的表面作为信号报告单元。当铕离子与芽孢杆菌的生物标志物Ca DPA配位后其红色荧光强度将显著增强,而氧化锌量子点的黄色荧光却保持不变,因此增加的Ca DPA浓度可以导致Zn O/Eu杂化纳米结构的两种荧光强度比的变化。同时由于制备的氧化锌量子点的吸收带延伸到深紫外区,覆盖DPA在280 nm处的吸收峰,可实现氧化锌量子点与DPA在同一激发波长(280 nm)下的共同激发,所以该ZnO/Eu纳米结构有望实现对CaDPA的双比色荧光检测。3)该传感器时间响应曲线展示传感反应可在~8 s内完成,从而能够快速检测炭疽芽孢杆菌孢子的存在。在同一激发波长下,该传感器中氧化锌量子点和Eu3+的发光强度比值(I616/I530)与Ca DPA在0~4μM浓度范围内呈良好的线性关系,使其能实现对微量浓度的Ca DPA进行定量测定,同时通过IUPAC方法计算Zn O/Eu纳米结构对Ca DPA的检测极限为3 n M,此检测极限远低于人体对炭疽芽孢杆菌感染剂量(60μM)。比率荧光测试也有效降低外界环境的干扰,以提升检测结果的准确性。增大Ca DPA的浓度该传感器在紫外灯照射下溶液颜色由黄色过渡到红色,因人眼对颜色变化敏感,该传感器也利于裸眼检测Ca DPA的浓度。最后该比率荧光传感器对Ca DPA显示出比其它芳族配体,氨基酸和常见细胞离子具有显着的选择性。因此快速地响应、良好的灵敏度及选择性使得Zn O/Eu纳米结构在检测炭疽细菌中提供了有效便捷的方式,在临床分析中具有巨大的应用潜力。