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随着科学技术的发展,纳米技术逐渐应用到了各个科学领域,纳米技术的兴起为科学研究的发展开辟了新的方向,在生命科学研究中扮演着重要的角色。纳米技术和生物技术相结合诞生的纳米生物传感技术,为生命科学的研究注入了新的活力。纳米材料作为纳米技术最重要的一部分常被应用于生物分析、生物成像和生物医学等研究领域。纳米材料具有独特的光学、催化、电子等特性,在生物传感平台中发挥重要的作用。金属银纳米簇（silver nanoclusters,AgNCs）作为一种特殊的纳米材料,由于其具有良好的光学性质、良好的生物相容性和易表面修饰以及较低的毒性,在表面增强拉曼散射、催化、光学、医学、传感等领域具有重要的应用前景。AgNCs独特的光学性能使其常作为荧光探针,检测重金属离子、生物小分子和核酸以及用于生物成像。AgNCs在水中直接制备比较困难,因为AgNCs有较大的表面能,容易发生团聚,甚至生成没有荧光的纳米粒子。但是如果在合成的水溶液中加入模板控制AgNCs的生长,就能非常简便地制备性能优良的AgNCs。以超支化聚乙烯亚胺（hyperbranched polyethyleneimine,hPEI）为模板合成的荧光金属银纳米簇（hPEI-AgNCs）的合成方法简单、粒径均一、光学性能良好且hPEI的存在使AgNCs表面功能化,使hPEI-AgNCs带大量的正电荷,容易与带负电荷的分子结合。同时,又由于hPEI中含有大量的一级胺和亚胺,N原子的存在使得hPEI有较强的给电子能力,易与缺电子分子相结合。因此,可以利用hPEI-AgNCs的特殊性质实现透明质酸酶（hyaluronidase,HAase）和2,4,6-三硝基甲苯（2,4,6-trinitrotoluene,TNT）的定量检测。在第2章中,我们使用hPEI作为一步合成功能性hPEI-AgNCs的模板,合成的hPEI-AgNCs具有高荧光性且含大量正电荷,容易与含有负电荷的透明质酸（hyaluronic acid,HA）发生相互作用。基于正负电荷的静电作用使hPEI-AgNCs发生团聚,并通过聚集诱导荧光猝灭（aggregation-induced fluorescence quenching,AIQ）使hPEI-AgNCs的荧光猝灭。当HA加入足够多时,荧光几乎可以被完全猝灭。而当有HAase加入体系中时,由于HAase能将HA降解成细小的碎片,使得hPEI-AgNCs的聚集效果下降,荧光猝灭效率降低。因此,根据荧光猝灭程度可定量检测HAase的含量,该方法操作步骤简单,检测限（limit of detection,LOD）为0.4 mg mL-1,具有较强的选择性,在血清样品中也能实现HAase的定量检测。在第3章中,我们将hPEI-AgNCs和纸基微流控芯片（microfluidic paper-based analytical devices,μPADs）相结合首次实现了TNT的定量检测。在该方法中,hPEI可以通过供体-受体相互作用,特异性结合缺电子的TNT,形成迈森海默（Meisenheimer）络合物。迈森海默络合物的吸收光谱与hPEI-AgNCs的荧光发射峰有很大重叠,hPEI-AgNCs容易发生荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer,FRET）使荧光猝灭。而且,这种结合过程还可能引发hPEI-AgNCs的聚集,并通过AIQ效应使hPEI-AgNCs的荧光猝灭。hPEI-AgNCs在水溶液中可以实现10 nM TNT的灵敏检测。此外,hPEI-AgNCs结合μPADs可作为视觉TNT的即时监测（point-of-care testing,POCT）平台。在紫外照射下,TNT诱导hPEI-AgNCs的荧光变化可以很容易被肉眼观察到,或者可以被普通CCD相机记录下来。利用image J软件得到TNT在2500 ng范围内与荧光强度呈良好的线性关系,检测限可达2 ng。μPADs方便存储和运输,能作为一个良好的检测平台,实现高通量样品分析而且不会产生交叉污染,这种基于μPADs平台的加样和读取方式有望通过改变探针应用于其他目标分析物。