基于生物大分子与纳米材料相互作用构建纳米组装基元，利用生物分子或环境因子逻辑调控纳米组装基元的组装与解组装，基于聚集组装与调控过程中的能量传递（表面等离子共振耦合及荧光猝灭等）、物质传输（分子识别与传感）等重要物理化学特性，建立理论模型，构建高效灵敏的分子识别及传感平台，在此基础上进一步将纳米材料应用于细胞成像领域。围绕以上内容，本项目主要开展了以下方面的研究工作：（1）制备了具有优异光电性质的贵金属纳米材料，研究生物大分子与贵金属纳米材料相互作用机制，基于生物分子之间或生物分子与环境因子（如pH、金属离子种类、酶等）之间相互作用，实现纳米材料的组装调控及传感平台的构建并进一步应用于细胞成像中；（2）制备了具有优异荧光特性的石墨烯量子点、硼掺杂石墨烯量子点及氮掺杂石墨烯量子点，探究其表面特性，研究其与阳离子及有机小分子相互作用，进一步研究石墨烯量子点与生物大分子之间相互作用，基于石墨烯量子点组装聚集导致的荧光变化构建生物传感平台；（3）研究了半导体量子点与生物分子之间共价耦合作用，基于量子点自身组装聚集导致的荧光猝灭构建生物分子传感平台；以生物大分子为模板合成贵金属纳米簇，将纳米簇通过共价耦合组装至核壳型半导体量子点表面，以此组装体为比率荧光探针实现目标分子可视化分析；（4）构建了一系列以金属离子或DNA为输入信号，DNA构象变化导致的光电信号为输出的DNA逻辑门，在此基础上实现DNA构象的逻辑调控，实现金属离子或DNA的逻辑检测。项目已按计划完成，在本项目的资助下，在Chem. Eur. J., Chem. Commun., Langmuir, Anal. Chem., Biosens. Bioelectron., J. Phys. Chem. C等国际期刊上发表SCI论文30余篇，获授权发明专利4项，申请发明专利6项。