近年来,二维纳米材料由于其独特的物理和化学性质,引起了研究人员的广泛关注。其中,新型二维纳米材料过渡金属碳/氮化物（MXenes）具有良好的导电性(2400 S cm^-1)、高比表面积(98 m² g^-1)和高效的光热转换效率（近100%）等优点,已广泛用于能源存储和生物医学工程等领域。作为首个被发现的MXenes材料,Ti₃C₂ MXenes对300⁹00 nm波长范围光有着强烈的吸收,能够通过荧光共振能量转移（FRET）猝灭荧光基团的荧光,可作为高效广谱的荧光猝灭剂。当Ti₃C₂ MXenes横向尺寸减小至数个纳米时,转变为具有光致发光特性的Ti₃C₂量子点（Ti₃C₂ QDs）。Ti₃C₂ QDs具有良好的分散性、生物相容性和光稳定性,且发射波长可调谐、量子产率较高。本文基于Ti₃C₂ MXenes和Ti₃C₂ QDs的优异的光化学性质构建荧光纳米探针,开展在生物传感领域的应用研究,具体研究工作如下:1.基于Ti₃C₂ MXenes和氮掺杂碳点（N-CDs）构建荧光纳米探针用于检测葡萄糖。当聚丙烯酸修饰的Ti₃C₂ MXenes（PAA-Ti₃C₂）与氮掺杂碳点（N-CDs）混合时,PAA-Ti₃C₂能够通过FRET猝灭N-CDs的荧光。葡萄糖氧化酶（GOx）催化葡萄糖产生的H₂O₂可与PAA-Ti₃C₂发生氧化还原反应,引起PAA-Ti₃C₂片层降解,使N-CDs的荧光得以恢复,从而实现“turn-on”模式检测葡萄糖。该探针对葡萄糖的线性响应范围为0.5 mM至10 mM,检测限低至0.2 mM。此外,该探针还被进一步用于实际血液中葡萄糖的分析,回收率在98.6%至104.8%,标准偏差在1.9%至3.1%,具有良好的准确度和稳定性。2.基于Ti₃C₂ QDs构建选择性检测对硝基苯酚（p-NP）的荧光探针。p-NP吸收光谱与Ti₃C₂ QDs的激发和发射光谱存在大范围重叠,可通过内滤效应（IFE）高效猝灭Ti₃C₂ QDs的荧光。实验结果表明在0.1μM至200μM浓度范围内,p-NP对Ti₃C₂ QDs的荧光猝灭率与p-NP的浓度线性相关。该探针对p-NP的检测限为0.1μM,远低于美国环境保护局规定的饮用水中p-NP的标准。3.将Ti₃C₂ QDs引入碱性磷酸酶（ALP）比色检测体系构建高灵敏度的ALP荧光检测方法。传统的ALP比色检测法中,ALP催化磷酸对硝基苯酚（p-NPP）去磷酸化生成具有颜色的p-NP,进而通过体系的吸光度变化反映ALP的活性。引入Ti₃C₂ QDs可将p-NP的颜色信号转化为更灵敏的Ti₃C₂ QDs的荧光信号,使得检测限降低一个数量级,低至0.02 U L^-1。此外,基于不同细胞中ALP活性的差异,该方法还进一步应用于胚胎干细胞（ESCs）的鉴别。