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金纳米团簇是一类重要的荧光纳米材料，具有突出的光致化学发光、电学、磁学、催化等性能，在生物成像、生物活性小分子检测、纳米生物传感器等领域有着广泛的应用。金纳米团簇一般仅由几个到几百个金原子组成，直径通常小于2nm。近年来，对金纳米团簇的荧光性质已经有了诸多的研究报道，并且对它的制备方法也已取得了一定的进展，但是关于高水溶性高荧光量子产率的金纳米团簇的制备仍然是一个难题。此外，人们对金纳米团簇合成机理、精确原子个数解析、生物安全性方面的探讨也不甚清晰。因此，探索制备具有高荧光量子产率金纳米团簇并且将其巧妙安全地应用到生物系统中具有非常重要的意义。本研究以6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶作为还原剂和保护剂，液相中一步还原氯金酸制备出具有绿色荧光的水溶性金簇。并且通过添加“钢化剂”精氨酸制备出了具有65%荧光量子产率的金纳米团簇。论文中考察了该材料基本的光学性质，并且深入研究了其在细胞成像、精氨酸酶检测、蛋白质检测等医学领域的应用。
论文共分为三章：
第一章6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的制备及其性质研究
本章以6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶作为还原剂和保护剂，水相中一步合成具有绿色荧光的水溶性6-氮杂-2硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇(ATT-AuNCs)。通过添加钢化剂“精氨酸”(L-Arg)制备出了具有65%荧光量子产率的金纳米团簇——精氨酸/6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇(Arg/ATT-AuNCs )。对ATT-AuNCs和Arg/ATT-AuNCs同时进行了各项基本性质研究。结果显示：向ATT-AuNCs溶液中添加少量精氨酸并不会显著改变金纳米团簇的粒径大小及分散性，也不影响金的价态组成。但是由于精氨酸的加入使得6-氮杂-2硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的紫外吸收光谱、荧光激发光谱、荧光发射光谱、荧光量子产率、荧光寿命、zeta电势都产生了显著的变化，说明精氨酸与金簇表面配体之间发生了化学作用。纯化后的金纳米团簇具有较好的时间稳定性、温度稳定性、光稳定性等，显示其具有巨大的分析检测应用潜力。此外，我们在细胞层面对其生物安全性进行了探讨，并成功地将其运用于活细胞荧光成像。
第二章精氨酸/6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇用于精氨酸酶的检测
精氨酸能够显著增强ATT-AuNCs的荧光强度，而精氨酸酶能特异性水解精氨酸，从而减弱由精氨酸引起的荧光增强现象。利用这一原理，设计了一种高灵敏度、高特异性、绿色简便的检测精氨酸酶的新型荧光探针。实验结果表明：在甘氨酸-氢氧化钠缓冲液中，pH9.8、37℃条件下酶的活性最佳。此方法对精氨酸酶的检测线性范围为0.056~1.15U/mL，检测限低至0.0177U/mL(信噪比=3)。已成功应用于实验室清洁级SD大鼠肝脏样品中精氨酸酶的检测，具有巨大的临床应用前景。另外，实验证明此方法可以进一步用于精氨酸酶抑制剂的筛选。
第三章6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇用于总蛋白的检测
本章利用酸性条件下牛血清白蛋白(BSA)能够诱导6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的荧光增强的特性，设计了一种检测生物样品总蛋白的方法，并对BSA与ATT-AuNCs相互作用的机理进行了深入探讨。该探针对BSA的检测线性范围为10~400μg/ml，检测限低至0.880μg/ml(信噪比=3)。已成功应用于人血清、血浆样品，牛奶样品、细胞蛋白提取样品中总蛋白的检测，此方法与商品化试剂盒(BCA)的检测结果做对比，无显著性差异。
论文共分为三章：
第一章6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的制备及其性质研究
本章以6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶作为还原剂和保护剂，水相中一步合成具有绿色荧光的水溶性6-氮杂-2硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇(ATT-AuNCs)。通过添加钢化剂“精氨酸”(L-Arg)制备出了具有65%荧光量子产率的金纳米团簇——精氨酸/6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇(Arg/ATT-AuNCs )。对ATT-AuNCs和Arg/ATT-AuNCs同时进行了各项基本性质研究。结果显示：向ATT-AuNCs溶液中添加少量精氨酸并不会显著改变金纳米团簇的粒径大小及分散性，也不影响金的价态组成。但是由于精氨酸的加入使得6-氮杂-2硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的紫外吸收光谱、荧光激发光谱、荧光发射光谱、荧光量子产率、荧光寿命、zeta电势都产生了显著的变化，说明精氨酸与金簇表面配体之间发生了化学作用。纯化后的金纳米团簇具有较好的时间稳定性、温度稳定性、光稳定性等，显示其具有巨大的分析检测应用潜力。此外，我们在细胞层面对其生物安全性进行了探讨，并成功地将其运用于活细胞荧光成像。
第二章精氨酸/6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇用于精氨酸酶的检测
精氨酸能够显著增强ATT-AuNCs的荧光强度，而精氨酸酶能特异性水解精氨酸，从而减弱由精氨酸引起的荧光增强现象。利用这一原理，设计了一种高灵敏度、高特异性、绿色简便的检测精氨酸酶的新型荧光探针。实验结果表明：在甘氨酸-氢氧化钠缓冲液中，pH9.8、37℃条件下酶的活性最佳。此方法对精氨酸酶的检测线性范围为0.056~1.15U/mL，检测限低至0.0177U/mL(信噪比=3)。已成功应用于实验室清洁级SD大鼠肝脏样品中精氨酸酶的检测，具有巨大的临床应用前景。另外，实验证明此方法可以进一步用于精氨酸酶抑制剂的筛选。
第三章6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇用于总蛋白的检测
本章利用酸性条件下牛血清白蛋白(BSA)能够诱导6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶-金纳米团簇的荧光增强的特性，设计了一种检测生物样品总蛋白的方法，并对BSA与ATT-AuNCs相互作用的机理进行了深入探讨。该探针对BSA的检测线性范围为10~400μg/ml，检测限低至0.880μg/ml(信噪比=3)。已成功应用于人血清、血浆样品，牛奶样品、细胞蛋白提取样品中总蛋白的检测，此方法与商品化试剂盒(BCA)的检测结果做对比，无显著性差异。