纳米材料从出现至今,因为其所具备的独特而优异的各种量子效应、尺寸效应和表面效应等,在许多领域都展现出了广阔的应用前景,持续吸引着着研究者们的目光。近几十年来,许多经典的物理与化学的纳米材料合成方法被相继开发,并运用到不同组成、结构与功能的纳米材料的制备中,取得了丰硕的成果。然而随着社会的发展,以及绿色化学概念的提出,传统合成法在效率、环境、安全和经济性等方面所面临的问题日趋尖锐,并逐渐影响到了纳米技术的进一步发展和应用。这促使着化学家和材料学家转而去寻求更加绿色与高效的新合成策略。自然界中实际上存在着丰富的天然纳米材料与纳米结构,它们承载着多种生命形式不同的生理功能。创造并拥有这些纳米材料的生物体可以被视为一个高效且绿色的纳米工厂,它们通过摄取和识别环境中自然存在的化合物或天然元素,并在自身的活性物质的参与下,实现晶体的成核与生长,最终构筑成为目标纳米材料。生物体自发合成纳米材料,相比较于人工合成,具备我们目前难以企及的高度的选择性、转化率和精确的控制过程。并且,生物合成过程温和、稳定、环境友好,所制备的材料常常具备优良的强度、稳定性和生物兼容性。这启发并鼓舞了研究者们,通过对这些独特的生命过程的不同层次和需求上的模拟,开发绿色、高效的仿生合成体系。然而由于生物体的多样性与复杂性,这项工作充满了挑战。酵母菌,因为其易于培养、结构简单、耐受性好,被视为实现可控生物合成的理想体系模型。本论文基于酵母细胞仿生合成纳米材料的研究进展,从生物体系对于特定尺寸、形貌及组成的纳米材料的高效、绿色可控合成着手,利用更接近于生命体的酵母细胞分泌液作为调控基质,可控地合成了在生物成像、光电催化等方面具有应用前景的纳米材料(单质硅纳米颗粒和多孔的金纳米组装球),改变了这些纳米材料在温和条件下难以合成的研究现状,成功地实现了生物基质对单质硅纳米颗粒和具有立体结构的金纳米材料的绿色可控合成。本论文主要开展了以下几项工作:(1)以酵母细胞分泌液为调控基质,与作为硅源的氟硅酸钾作用,一步反应得到单分散的荧光单质硅纳米颗粒。利用XRD、XPS、Raman、TEM和FT-IR等表征方法,证实了我们通过这种新颖的合成路线,得到了单质硅纳米颗粒;并通过SDS-PAGE与MALDI-TOF-MS的方法,初步分析了基质中的反应活性成分。此外,还研究了单质硅纳米颗粒的荧光性质和细胞毒性,结果表明其具有良好的荧光稳定性和生物兼容性,在作为生物探针用于长时间细胞成像时,表现出了优于传统商业染料FITC的稳定性。(2)以酵母细胞分泌液为调控基质,与氯金酸作用得到多孔的金纳米球。利用XRD、XPS、FESEM、EDS、TGA和FT-IR等测试手段,对所制备的多孔金纳米球的组成和形貌进行了表征。然后利用TEM监测不同反应时间内,多孔金纳米球的生长情况,结果表明了其是由在分泌液中被还原得到的10 nm左右的AuNPs进一步组装而成。并且以亚甲基蓝为有机污染物模型,测试了多孔金纳米球的光催化反应活性,结果表明,所制备的多孔金纳米球具备一定的催化潜力。