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碳量子点（Carbon Quantum Dots,简称CQDs）是一种新型的碳纳米功能材料,它不仅具有光学性质稳定和易于实现表面功能化等优势,还具有生物相容性好和细胞毒性低等特性。目前,CQDs的合成主要采用人工合成的含碳化合物为原料,制备过程比较复杂,反应条件较为严苛。随着绿色生活、绿色化学等概念的提出,人们开始寻找更加经济、绿色和环保的原料来合成CQDs。天然生物质具有成本低、易获得和无污染等特点,且该类物质含有较多碳水化合物和蛋白质,可作为良好的前驱体来制备CQDs,由此以天然生物质为原料合成CQDs的报道相继出现。瓜子、油桃、红枣等天然生物质有机碳源相继被用来制备荧光性能优良的CQDs。由于原料绿色无毒,合成的CQDs无原料毒性残留,因此,在生物成像、生物标记、环境检测、光电催化以及药物检测分析等领域已经得到了广泛的应用。目前,基于CQDs的荧光分析法已有报道,但其大部分都是基于单波长荧光强度信号检测。由于荧光强度易受光源强度波动,外部环境如温度、湿度等影响,对实验结果的准确性产生了很大的干扰。比率型荧光探针通常会收集两个或两个以上特征发射波长的信号,根据两个发射峰比值的变化,进行目标分析物的测定。相比于单一波长下测得的荧光信号值,比率型荧光探针提高了检测的准确性,而且具有更强的抗干扰能力。目前,基于CQDs比率型荧光探针的研究已成为热点。本论文对生物质CQDs的制备及以生物质CQDs分别作为响应信号或参比信号的比率型荧光探针构建进行了研究,该研究不仅为目标分析物的荧光检测提供了新方法,同时也拓宽了CQDs在分析检测中的应用范围。本文主要工作如下:1选用天然生物质去皮的蓖麻为碳源,一步水热法合成了荧光性能优良的绿色荧光蓖麻碳量子点（CO-CQDs）,对其形貌和发光性能进行了表征。通过将该CO-CQDs与荧光极强的卤代荧光素染料曙红Y（EY）复合,二者可形成荧光发射峰相距较远的新型CO-CQDs/EY复合物。在pH=4.00的Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液中,在320 nm的激发波长下,CO-CQDs/EY复合物于405 nm和540 nm处显示出两个独立的荧光发射峰。在该体系中加入Cr（VI）,405 nm和540 nm两处的荧光信号均显著猝灭,L-抗坏血酸（L-ascorbic acid,AA）的加入可使复合物于540 nm的荧光信号恢复,而405 nm处的荧光强度基本不变。据此建立了一种以CO-CQDs/EY复合物为荧光探针,基于其荧光信号恢复的比率型荧光探针测定AA的新方法。实验测定了荧光信号恢复的最佳条件和影响荧光恢复的因素,初步探讨了反应机理。在优化的实验条件下,该探针于540 nm/405 nm两处的荧光强度恢复比值与AA的浓度在0.054.0μM范围内呈良好线性关系,检出限为0.037μM。该探针用于检测药物、水果和蔬菜中AA的含量,结果满意。2选用天然生物质“扁豆”为碳前驱体,只加入水无其他试剂,通过一步水热法合成荧光性能优良、水溶性好、绿色无毒的扁豆CQDs（HB-CQDs）,与荧光极强的异硫氰酸荧光素（FITC）混合,二者形成了荧光发射峰易分辨的新型HB-CQDs/FITC复合物。实验发现,MnO4-可通过辐射能量转移有效猝灭HB-CQDs/FITC复合物于400 nm/510 nm处双发射峰的荧光强度,HB-CQDs/FITC复合物的荧光强度降低,荧光信号“关闭”;当向体系中加入氯诺昔康（LNXC）后,由于LNXC与MnO4-的结合使得辐射能量转移过程受阻,复合物于510 nm处荧光信号恢复,荧光信号重新“打开”,而400 nm处基本不变。实验测定了荧光信号恢复的最佳条件和影响荧光恢复的因素,探讨了MnO4-和HB-CQDs/FITC相互作用的机理以及荧光猝灭的类型,通过荧光寿命的测定和紫外-可见吸收光谱的变化,表明其荧光猝灭类型为动态猝灭。在优化的实验条件下,根据复合物于510 nm和400 nm两处的荧光强度比值(I510I400)与LNXC的浓度在0.1010μM范围内呈良好线性关系的特性可实现对LNXC的测定。3选用蒲公英和乙二胺分别为碳源和氮源,合成了掺氮蒲公英碳量子点（DE-CQDs）,并通过在DE-CQDs表面吸附罗丹明6G（Rh6G）,设计了一种基于生物质CQDs测定Hg2+和L-苯丙氨酸（L-Phe）的比率型荧光探针。在pH=4.00的BR缓冲溶液中,λex=343 nm的单一激发波长下,该探针于λem=425 nm和λem=550 nm处呈现荧光双发射峰。实验中加入Hg2+,会使得425 nm处的荧光信号猝灭,而550 nm处荧光强度基本不变,由此建立了由DE-CQDs作为响应信号和Rh6G作为参考信号比率测定Hg2+的方法,且两发射峰处荧光强度的猝灭比值I425/550与1.020μM浓度范围内的Hg2+呈良好线性关系;向被猝灭的体系中加入L-Phe可使425nm处的荧光恢复。在最佳的实验条件下,DE-CQDs/Rh6G复合物在λem/λem=425nm/550 nm两处的荧光强度恢复比值I425/550与L-Phe的浓度在0.5010μM范围内呈良好的线性关系,据此建立了一种比率测定L-Phe的新方法,Hg2+和L-Phe的检出限分别为0.20μM和0.24μM。该探针用于食品甜味剂阿斯巴甜中L-Phe含量的测定,结果满意。