近几年,一种很有前景的发光材料金属纳米簇（MNCs）,因有低毒性、生物相容性及高发光率等特性,已被作为新型纳米传感器应用在离子、小分子和生物大分子检测,荧光成像和癌症诊断与治疗等领域。本文采用三种不同的小分子作为配体,制备不同性能的铜纳米簇,并通过荧光、红外、紫外、TEM及XPS等手段对其性能进行表征。基于猝灭机理,构建对小分子物质、金属离子传感体系,并将其应用于细胞成像。第一章:阐述了近几年铜纳米簇在国内外的合成手段、特性及应用的研究现状,在相关文献的基础上,设计了本论文的研究思路。第二章:以硫醇小分子卡托普利（Capt）为原材料,利用“一锅煮”合成了水溶性的铜纳米簇（Capt@CuNCs）。研究发现:氯化血红素（hemin）加入可猝灭CuNCs的荧光,在0.05⁴2.0μmol/L浓度范围内,二者有好的线性关系。基于静电相互作用诱导的猝灭机理构建了一种简单、可靠检测氯化血红素的荧光手段,并用于实际血样中检测。第三章:在碱性环境下,用含硫的小分子化合物青霉素钾（PGP）为保护剂和还原剂一步合成发青色光的PGP@CuNCs。此外,发现该CuNCs可作为检测阿霉素（Doxorubicin）的一种荧光探针。当阿霉素的浓度从0增加到105μmol/L后,发射峰位置蓝移,在474 nm处的荧光峰消失,而在601 nm处出现等发射点,在650nm处出现弱的荧光峰,推测可能是有新物质生成。在浓度1.0-35.0μmol/L与45.0-100.0μmol/L范围内,阿霉素浓度与NCs相对荧光强度F₀/F分别呈线性,从而构建了基于CuNCs荧光猝灭选择性检测阿霉素的传感体系。最后,因合成的CuNCs毒性低、生物相容性好,故获取了PGP@CuNCs在肝癌SMMC7721细胞内的荧光成像。第四章:以盐酸硫胺（VB₁）为保护剂和还原剂一步合成了低毒性、高荧光强度的VB₁@CuNCs,其量子产率（QY）高达20.12%。其中,盐酸硫胺（VB₁）是一个含硫小分子,且为B族维生素,具有很好的还原能力,噻唑环中的硫原子容易与金属铜离子进行键合,其次盐酸硫胺结构中的嘧啶环N原子是质子化的,也能与金属离子形成Cu-N配位键,故可合成超稳定的VB₁@CuNCs。实验发现:Au³⁺能够有效地猝灭VB₁@CuNCs的荧光,在1.0⁵0.0μmol/L范围内二者呈线性关系,且TEM说明加入Au³⁺使得纳米簇的聚集,粒径变大,这可能是由于Au³⁺与CuNCs发生相互作用。并用于实际水样中Au³⁺检测以及荧光成像。第五章:对本文中制备的不同功能的铜纳米簇作为荧光探针在检测应用方面做出总结,并对后续研究进行了展望。