荧光传感器具有简单易行、选择性好、灵敏度高、成本低等优势,被广泛地应用于生物医学领域的研究。量子点（QDs）作为一种新型的纳米荧光材料,具有许多独特的光物理特性,如窄谱带发射、宽谱带吸收、发光色连续可调以及抗光漂白性等,量子点荧光传感器技术逐渐成为了分析领域的重要工具,传感器的设计及其在生物医学领域中的应用成为近年来研究的热点。利用二氧化硅包覆技术,可以提升量子点荧光传感器的抗环境干扰能力和荧光稳定性,此外,硅球表面易于进行表面修饰和组装,有利于拓展量子点荧光传感器的应用。铁和锌是人体内最丰富的过渡金属元素,参与多种生理活动,与人体健康密切相关。本论文以量子点@二氧化硅纳米材料为基础,通过静电组装方式设计了单色量子点荧光传感器和比率荧光传感器,利用能量转移原理,实现了对Fe（Ⅲ）和Zn（Ⅱ）的灵敏检测。论文的主要研究内容如下：1.利用反相微乳液法制备了蓝色量子点@二氧化硅（bQDs@SiO₂）纳米荧光材料,二氧化硅壳层约为5 nm,并通过硅烷偶联剂在二氧化硅表面成功进行了表面改性,修饰上氨基官能团。利用Stober法制备了绿色量子点@二氧化硅（gQDs@SiO₂）纳米材料,尺寸约为200 nm。量子点经过二氧化硅的包覆之后,保持了优良的光学性能,提高了抗环境干扰能力,为下一步荧光传感器的构建奠定了良好的基础。2.选择bQDs@SiO₂作为荧光团和能量给体,TSPP作为识别分子和能量受体,构建了一种新型的bQDs@SiO₂/TSPP纳米荧光传感器,基于荧光共振能量转移机制,实现了对Fe（Ⅲ）和Zn（Ⅱ）的荧光检测。带有负电荷的TSPI静电组装在氨基修饰的bQDs@SiO₂表面,并通过FRET过程,猝灭量子点的荧光。由于量子点包覆的二氧化硅壳层较薄,可以用于调控TSPP与量子点之间的距离和能量转移过程,抑制量子点与TSPP之间的光致空穴转移过程。TSPP络合Fe（Ⅲ）或Zn（Ⅱ）之后,其吸收光谱发生特异性改变,导致量子点与TSPP之间的能量转移效率降低或增加,表现为量子点荧光的恢复或进一步猝灭。以量子点的荧光作为检测信号,以荧光“开”或“关“的方式实现了Fe（Ⅲ）和Zn（II）的定量检测。Fe（Ⅲ）的检测限达到80 nM, Zn（II）的检测限达到15 nM。3.以单色的量子点荧光传感器为基础,利用所制备的不同发光色的QDs@SiO₂纳米材料构建了一种新型的双发射的比率荧光传感器,实现了血清样品中Fe（Ⅲ）和Zn（Ⅱ）的可视化检测。氨基修饰的的bQDs@SiO₂静电吸附在带有负电荷的gQDs@SiO₂表面,组装为双发射的量子点纳米复合物[gQDs@SiO₂/bQDs@SiO₂),带有负电荷的TSPP静电组装在bQDs@SiO₂表面,构建成gQDs@SiO₂/bQDA@SiO/TSPP比率荧光传感器。TSPP通过能量转移过程猝灭bQDs@SiO₂荧光。两种发光色的量子点包覆了不同厚度的二氧化硅层,有利于调控量子点与TSPP之间的相互作用。gQDs@SiO₂的硅层较厚,阻断了gQDs与bQDs之间的能量转移过程,提升了gQDs的荧光稳定性,保证了gQDs的荧光在检测过程中作为背景色保持稳定。在Fe（Ⅲ）、Fe（Ⅱ）;和Zn(Ⅱ共同存在的血清样品中,加入掩蔽剂TPEN或氧化剂H202之后,TSPP会选择性地络合Fe（Ⅲ）或Zn（Ⅱ）,引起TSPP吸收光谱的特异性改变,从而调控TSPP与bQDs@SiO₂之间的能量转移,表现为bQDs@SiO₂荧光增强或减弱,而检测过程中gQDs@SiO₂荧光基本保持不变。以两种发射峰荧光强度的比值作为检测信号,实现了对Fe（Ⅲ）和Zn（Ⅱ）的比率检测。得益于比率检测的方法,Fe（Ⅲ）和Zn（Ⅱ）的检测限降低为40 nM和6 nM,同时,检测的选择性和可视化效果得到了很大的提升。