具有超小尺寸的金纳米团簇（AuNCs）由几个至几百个金原子构成,由于具有长的荧光寿命和大的Stokes位移,低毒性和易于化学改性等优点,使其在环境污染物和生物样品检测、细胞成像和生物医学治疗等方面有着潜在的应用。本论文主要合成两种红色荧光金纳米团簇,一种以生物相容性好的转铁蛋白（Tf）为模板合成的金纳米团簇（AuNCs@Tf）;另一种以鸡蛋清蛋白保护的金纳米团簇（AuNCs@EW）为基础,制备了H⁺改性了的金纳米团簇（AuNCs@EW/H⁺）。分别用于离子检测,细胞成像,肿瘤细胞识别和信息加密/解密等应用。主要工作分为四个部分:1.在pH 12条件下,使用Tf作为还原剂和稳定剂,通过在微波反应器中反应1h合成了具有强烈红色荧光的AuNCs@Tf(λ_ex=410 nm,λ_em=640 nm)。通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）,X射线光电子能谱仪（XPS）、马尔文粒度仪（DLS）、X-射线衍射仪（XRD）以及激光共聚焦显微镜（LSCM）等手段对AuNCs@Tf进行了相关的表征。表征结果显示AuNCs@Tf呈球形,平均尺寸分布在4-7 nm之间,具有面心立方结构（fcc）,在细胞内能与溶酶体共定位。2.鉴于AuNCs@Tf具有红色荧光,开发了一种Cu²⁺介导的ON-OFF-ON AuNCs@Tf开关。在Cu²⁺存在下,由于AuNCs@Tf-Cu²⁺复合物的形成,AuNCs@Tf的荧光被淬灭。而加入谷胱甘肽（GSH）可以恢复AuNCs@Tf-Cu²⁺复合物的荧光,这是由于GSH和Cu²⁺之间的强结合能力。基于这种机制,可以实现GSH的定量评估。更重要的是,由于肿瘤细胞相对于正常细胞的溶酶体环境中含有更丰富的内源性GSH,且AuNCs@Tf-Cu²⁺体系主要位于细胞内溶酶体环境,导致AuNCs@Tf-Cu²⁺体系可以点亮肿瘤细胞而不是正常细胞,从而成功应用于癌细胞识别,这意味着其在癌症诊断中具有潜在应用。此外,AuNCs@Tf也可以应用于Cu²⁺试纸和指纹等信息的加密/解密。3.通过微波辅助方法,在AuNCs@EW的基础上加入H⁺合成了具有强烈红色荧光的H⁺改性的金纳米团簇（AuNCs@EW/H⁺）。通过紫外光谱仪、荧光光谱仪、FTIR、TEM、DLS以及XRD等手段对AuNCs@EW/H⁺进行了表征。表征结果显示AuNCs@EW/H⁺在280 nm处有强烈的吸收,在固定激发波长380 nm时,最大荧光发射峰在640 nm,形状近似球形,有团聚现象,粒径大小在170-330 nm之间,Zeta电位约为20 mV,在宽的pH范围内具有很好的光稳定性。4.开发了AuNCs@EW/H⁺特异性识别阳离子Fe³⁺以及阴离子NO₂^-方面的应用,计算出Fe³⁺和NO₂^-的检测限分别为1.4 nM和2.83 nM。并将其应用于实际,检测了多种市场上销售的肉制品中NO₂^-的含量,为亚硝酸盐的检测提供了新方法。此外,AuNCs@EW/H⁺还可应用于细胞成像。