随着人类社会活动的发展，环境污染问题也日趋严重，其中重金属污染由来已久，是环境污染问题所必须面对的最重要方面之一。目前，用于水环境中常见重金属污染物检测的方法有等离子发射光谱法、络合滴定法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电化学分析方法以及基于荧光检测仪器建立的一系列其他方法。其中荧光分析法由于其具有灵敏度高、选择性较好等优点受到了国内外研究者的关注。本论文结合金纳米颗粒和半导体长寿命量子点的发光性能优势，将荧光分析方法中的时间分辨荧光法运用到重金属离子的检测中。该方法具有操作简单、背景值低、选择性好、灵敏度高等优点。主要完成的内容如下：（1）设计了一个检测水中银离子（Ag⁺）含量的传感器。该传感体系包括了量子点（QDs）、金纳米颗粒（Au NPs）和两条DNA链。其中，量子点是掺杂Mn的CdS/ZnS核壳型量子点，它是一种长寿命量子点，可采用时间分辨荧光法进行检测；两条DNA是设计有5个C-C错配的互补双链。检测过程中，首先将两条DNA分别标记到QDs和Au NPs上，同时利用Ag⁺可以和C-C发生错配，形成稳定复合物这一特点，在Ag⁺存在的条件下，两条DNA链相互杂交，拉近了QDs和Au NPs的距离，使其发生荧光能量共振转移，使量子点的荧光随着Ag⁺浓度的不同而发生变化，由此达到检测Ag⁺浓度的目的。这种方法具有选择性好、杂交稳定、灵敏度高和杂交时间短等优点（第2章）。（2）利用电子转移猝灭原理，建立了一种快速检测水中汞离子(Hg²⁺)含量的方法。该方法除涉及到上述的长寿命量子点外，还专门设计了两条富含T碱基的DNA链,其中一条链标记在量子点上，另一条游离在溶液中；在Hg²⁺存在时，T-T碱基与Hg²⁺形成T-Hg²⁺-T复合物，此时，量子点与汞之间发生电子转移，量子点的荧光被猝灭。这种检测方法操作简便，并且具有杂交时间短，稳定性令人满意，选择性好等优点（第3章）。（3）将长寿命量子点Mn:CdS/ZnS运用于环境样品中铜离子(Cu²⁺)的检测。通过研究不同金属离子，Ag⁺、Cd²⁺、Co²⁺、Cr³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Hg²⁺及Cu²⁺对量子点荧光强度的影响，发现只有Cu²⁺对量子点的荧光有强烈的猝灭作用。在检测体系中，荧光强度随着Cu²⁺浓度的增加而降低，量子点荧光强度和Cu²⁺的浓度在一定范围内呈良好的线性关系，对反应条件进行优化后，该体系表现出了令人满意的灵敏度。该方法操作方便简单，可用于实际样品的测定（第4章）。