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石墨烯量子点和稀土上转换纳米粒子是两种极具特色的发光材料。石墨烯量子点是横向尺寸为1-10 nm的小片石墨烯,具有优异的生物相容性、低细胞毒性和稳定的光学性质,目前已被广泛应用于光学传感、生物成像等领域。然而,石墨烯量子点功能性单一的缺陷使其在生物分析方面的应用受到了限制。不同于石墨烯量子点,稀土上转换纳米粒子在低能量的近红外光激发下能够产生高能量的紫外、可见及近红外光,具有背景荧光小、穿透能力强、生物组织损伤小等特点。但是,稀土上转换纳米粒子荧光量子产率低、水分散性差的缺陷给它在生物医学方面的应用带来了不便。因此,将石墨烯量子点与稀土上转换纳米粒子复合,实现两者性能的优势互补是极其必要的。针对石墨烯量子点功能性单一的问题,设计合成了组氨酸-D-青霉胺双功能化石墨烯量子点。组氨酸的引入不仅使石墨烯量子点具有改善过氧化物酶催化活性的能力,还为之后与稀土材料的复合奠定了基础。D-青霉胺的存在则提高了石墨烯量子点的荧光发射能力。所合成的石墨烯量子点平均尺寸约为3.6 nm,由1-2层石墨烯纳米片组成。将石墨烯量子点作为光学探针,构建了用于啶虫脒含量测定的荧光传感平台。首先,富含G的DNA探针2（Probe 2,P2）与适配体DNA探针1（Probe 1,P1）杂化,形成三螺旋DNA结构。利用啶虫脒与三螺旋DNA结构中适配体片段之间的特异性结合,释放出游离的探针P2。K+存在下,游离的P2通过自组装作用形成具有G-四链体的茎-环结构。然后,G-四链体与氯化血红素（hemin）结合形成G-四链体/hemin DNA酶（G-quadruplex/hemin DNAzyme,G4/hemin DNAzyme）,以加快H2O2对邻苯二胺的氧化进程,从而生成大量的黄色氧化产物。该荧光氧化产物的最大激发/发射波长位于420/560nm。随着氧化产物荧光的增强,石墨烯量子点的荧光逐渐减弱。根据两者荧光信号的变化,实现啶虫脒含量的测定。同时,石墨烯量子点的存在不仅提高了分析方法的信噪比,还改善了G4/hemin DNAzyme的催化活性,增强了传感体系对啶虫脒的荧光响应。该方法的线性范围为1.0×10-15-1.0×10-9 mol·L-1,相应的线性回归方程为ΔF420+560=145.27×LOG[Cacetamiprid,mol·L-1]+2183,相关系数0.992。检出限为3.8×10-16 mol·L-1（S/N=3）,已成功用于茶叶样品中啶虫脒的检测。为了便于生物分子的连接,在石墨烯量子点片层边缘引入氨基基团丰富的五乙烯六胺分子,制备出组氨酸-五乙烯六胺双功能化石墨烯量子点。该量子点的荧光量子产率为90.2%。五乙烯六胺的存在既增加了石墨烯量子点的荧光发射强度,又为生物分子的连接提供了大量位点。组氨酸则显著增强了G4/hemin DNAzyme对H2O2的催化活性。所制备的石墨烯量子点是由平均尺寸为2.7 nm的1-3层石墨烯纳米片组成。同时,将其作为生物传感体系的信号探针用于miRNA的定量测定。通过目标mi RNA与分子信标（Molecular Beacon,MB）的特异性结合触发靶-分子信标的循环扩增过程,使石墨烯量子点表面进行有效的DNA纳米组装,产生大量的G-四链体结构。G-四链体与hemin结合形成的G4/hemin DNAzyme原位催化H2O2分解,产生电子受体O2。利用石墨烯量子点和电子受体hemin、O2之间的光诱导电子转移作用,实现了石墨烯量子点荧光的双重猝灭。因此,所提出的荧光传感体系对miRNA表现出超灵敏的荧光响应。在1.0×10-18-1.0×10-12 mol·L-1的浓度范围内,荧光信号随着miRNA浓度对数的增大而线性降低,相关线性方程为Fp=-25217×LOG[CmiRNA-141,mol·L-1]+145686,相关系数为0.9998,检测限为4.3×10-19 mol·L-1（S/N=3）。该分析方法已成功用于人血清样品中miRNA的检测。针对生物组织干扰石墨烯量子点荧光信号以及稀土上转换纳米粒子发光效率低和表面缺乏功能基团的问题,设计合成了石墨烯量子点/NaYF4:Yb,Er纳米复合物。石墨烯量子点作为稳定剂,既为复合物表面提供了丰富的功能基团,又显著增强了稀土材料的上转换荧光。该复合物的平均粒径约为13.2 nm,具有良好的水分散性。将其作为传感体系的信号探针用于肿瘤标志物miRNA的定量测定。首先,通过目标mi RNA诱导的催化发夹组装过程形成Mg2+依赖性DNA酶。其次,利用Mg2+依赖性DNA酶将金纳米粒子（Gold Nanoparticles,AuNPs）表面的发夹H3切割成DNA片段S1。然后,复合物表面的DNA探针与S1结合,使AuNPs靠近复合物表面,导致复合物与AuNPs之间能量共振转移作用的发生,有效抑制了复合物的上转换荧光。同时,目标诱导的循环扩增策略使miRNA被循环使用,从而产生大量的S1-AuNP,实现荧光响应信号的显著放大。所构建体系的线性范围为2.5×10-15-5.0×10-9 mol·L-1,相关线性方程为F=-1078.6×LOG[CmiRNA-200b,mol·L-1]-5631.5,R2=0.995,检测限为6.9×10-16 mol·L-1（S/N=3）,具有良好的选择性。本文以设计合成不同功能化石墨烯量子点为基础,制备石墨烯量子点-稀土上转换复合材料为目标,并以所制备纳米材料为光学探针开展相应的生物检测方面的研究工作,为生物标记、疾病的早期诊断提供了新的研究方向。