目前各种疾病的发病率和死亡率逐年升高,尤其是癌症,已经对大家的身体健康产生了巨大威胁。如二氢烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）和谷胱甘肽（GSH）是多种疾病的标志物。因此,实现对各种疾病的早期临床诊断和治疗显得尤其重要。但是传统的方法和一般的装置很难对标志物进行早期的准确检测。荧光和光电化学的生物传感手段可以对生物物质进行快速准确的检测,具有灵敏度高、设备简单易于操作、材料容易制备、噪声低等优点。针对高性能的荧光或光电化学传感器的开发,主要涉及到高效发光纳米材料的制备以及电极材料的选择。基于此开展了如下的研究:1.钙钛矿量子点（PQD）具有优异的光学性能,尤其是以CsPbBr₃为代表的钙钛矿量子点,其具有高的稳定性和光致发光效率。但是,目前为止基于PQD生物传感器的研究仍然非常有限。本文探索了CsPbBr₃ QDs的可见光激发的光电化学（PEC）传感器。将三维ZnO反蛋白石光子晶体与CsPbBr₃ QD的复合结构应用于二氢烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）的高灵敏度传感。CsPbBr₃ QDs作为PEC传感器中的光敏材料,可以有效地扩展PEC传感器在可见区域的光电流响应,并提高其电导率;实现了磷酸盐缓冲盐溶液和血清中的NADH的高灵敏检测,线性检测范围从0.1μM到250μM,检测限为0.010μM。2.相比于钙钛矿量子点材料,稀土掺杂上转换纳米晶（UCNCs）具有更好稳定性,且具有采用低能量的近红外波长激发和超大的反斯托克斯发射,在生物传感器中可以有效地提高信噪比,是生物应用中一类重要的光学材料。但是稀土掺杂上转换纳米晶的低发光强度/效率严重限制了其在生物检测等方面的实际应用。基于金属纳米结构的表面等离激元的光场调制是大幅度提高UCNCs发光强度/效率的有效方式。本文通过简单的旋涂方法制备了银纳米线/NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺UCNCs复合薄膜结构。在980 nm激发下实现了上转换可见光发射的增强,达到28倍,同时下转换近红外发射增强了5倍。系统的实验研究表明,上转换发光增强是由于激发场增强而不是珀塞尔效应引起的。在此基础上,初步探索了近红外激发的谷胱甘肽（GSH）的光学传感器。3.细胞内谷胱甘肽（GSH）的传感对于监测许多疾病和细胞健康非常重要。Ti₃C₂量子点具有高度的稳定性和生物亲和性,易于表面功能化,有利于进一步提高谷胱甘肽传感器的灵敏度和实现细胞内谷胱甘肽（GSH）的传感。通过超声切割和水热法制备了表面官能化的10 nmTi₃C₂量子点。在Ti₃C₂量子点中观察到了激发波长依赖的蓝色发射,这归因于表面缺陷和量子限域效应的影响。在此基础上开发了一种基于Ti₃C₂量子点的新型荧光传感器,其原理是由于从Ti₃C₂量子点到GSH的荧光共振能量转移过程,实现了高灵敏度的GSH检测,线性检测范围为1μM至100μM,检测限约为0.02μM。并进一步开展了细胞内GSH的实时检测。