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金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,S.a）是一种常见的食源性致病菌,多见于食品储存、食品处理和食品运输中,金黄色葡萄球菌分泌的多种毒素和侵袭性酶,会导致各种化脓性感染,如结痂、脓肿、创伤性感染、肺炎和败血症,甚至感染性休克。由金黄色葡萄球菌引起的食物中毒占食源性微生物中毒的事件的25%,是重大的全球性食源性风险源。针对金黄色葡萄球菌的传统检测方法主要包括培养基检测和核酸扩增检测,传统方法存在操作复杂、耗时长、不够直观等问题。面对日益严重的金黄色葡萄球菌感染风险,构建一种快速、简便、灵敏的检测方式是很有必要的。在多种检测方式中,比色分析由于肉眼可见的特性,可用于定性检测中;荧光检测操作简便、反应灵敏,且抗干扰性强,可用于定量分析。核酸适配体（Aptamer,Apt）是一段具有特异性识别作用的核酸片段,相比于传统的识别元件,具有更广泛的识别区间,通过合适的设计和筛选,可以实现对蛋白质、多肽、小分子、病毒、细胞等目标物的识别。碳量子点（Carbon Quantum Dots,CQDs）是一种具有荧光性质的纳米材料,制备简单方便,合成材料便宜且易于寻找,光稳定性强,可以通过前体、溶剂、反应条件对荧光发射进行调制,实现单重激发多重发射的目的。本文设计合成了三种具有不同发射峰的CQDs,作为备选的传感器荧光信号元件。利用Apt作为信号识别元件,借助纳米金（Au Nanoparticles,Au NPs）的局域表面等离子体共振效应（Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR）产生比色响应,以及由Au NPs比色响应导致的以内滤效应主导的荧光猝灭,作为比色和荧光可检测信号,尝试建立针对金黄色葡萄球菌的比色和荧光检测,并探讨了所构建的传感器检测原理。这种传感器具备操作简单,肉眼可见,灵敏度高等优点,为利用Apt和CQDs检测金黄色葡萄球提供了新思路。本文主要研究了多色CQDs的合成方案和金黄色葡萄球菌的比色/荧光传感器的构建原理,主要研究内容和结果如下:（1）合成了三种具有不同发射峰的CQDs。1.多色碳量子点的制备:以柠檬酸与乙二胺为原料,采用水热法制备了发射蓝色荧光的碳量子点B-CQDs,激发峰在360 nm时,发射峰为441 nm;计算得到B-CQDs的相对量子产率为62.6%。以邻苯二胺和丁二酸为原料,采用溶剂热法制备了发射橙色荧光的碳量子点O-CQDs,激发峰为360 nm时,发射峰为566 nm;计算360 nm激发下量子产率为5.4%。以间苯二胺和L-谷氨酸为原料,采用溶剂热法制备了发射绿色荧光的碳量子点G-CQDs,激发峰为360 nm时,发射峰为503 nm;计算360 nm处的量子产率为6.7%。2.探讨了合成条件对碳量子点发射峰位置的影响以及发射峰位置与形态结构的关系。CQDs的荧光发射由本征态发射和缺陷态发射构成,由表征结果分析可知,由本征态主导的发射主要在蓝光区,而缺陷态发射是导致荧光发射峰红移的主要因素。缺陷态发射由CQDs的表面修饰基团所决定,B-CQDs表面富含羧基官能团和氨基官能团,修复了CQDs的能量缺陷,提高了它的荧光量子产率。CQDs表面的苯环、杂氮环和C=O键改变了CQDs的π共轭电子域,π-π*、p-π共轭的增加可能使CQDs的最高分子占据轨道（Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO）到最低未占据分子轨道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO）之间的能级收窄,从而使荧光波长增加,发射峰位置发生红移。（2）考察了碳量子点核酸适配体构建的可行性。1.不同种类碳量子点对比色/荧光适配体传感器的构建的影响通过实验发现,所构建的传感器与CQDs表面表面所带电荷种类及强弱有关。这缘于Au NPs对不同的CQDs的猝灭效果不同。具体表现为:G-CQDs表面带正电荷会严重破坏表面带负电荷的Au NPs的稳定性,且Au NPs对G-CQDs的猝灭效果和团聚之后的荧光恢复效果都不及另外两种CQDs。O-CQDs表面正电荷较弱,也在一定程度上破坏了Au NPs的稳定性,影响了比色检测的结果。B-CQDs表面高的负电荷能使它和Au NPs组成的体系保持十分稳定的状态,相对另外两种CQDs还具有更强的量子产率。因此,根据猝灭效果及量子产率,本文综合选择B-CQDs作为传感器的荧光探针。2.基于碳量子点的比色/荧光适配体传感器在金黄色葡萄球菌检测中的应用研究结果表明,在金黄色葡萄球菌适配体(Apt S.a)浓度为10 nmol/L,Au NPs浓度为3.42 pmol/L时所构建的适配体传感器可实现金黄色葡萄球菌的比色检测,在金黄色葡萄球菌范围为2.62×10~4 cfu/m L-5.24×10~6 cfu/m L时,菌液浓度与A650/A520之间呈现良好的线性关系,最低检测限（Limit Of Detection,LOD）为252 cfu/m L。在Apt S.a浓度为20 nmol/L时,初步实现了对金黄色葡萄球菌的荧光检测,金黄色葡萄球菌的菌液浓度与441 nm处的荧光强度呈正相关,在金黄色葡萄球菌的菌液浓度为2.62×10~2 cfu/m L-5.24×10~4cfu/m L时,荧光强度与菌液浓度呈线性关系,LOD为0.42 cfu/m L。可见,基于比色及荧光信号所构建的适配体传感器均可用于实现金黄色葡萄球菌的快速检测,其中基于比色信号构建的适配体传感器具有肉眼可见的优点,不依赖专业人员和仪器,可以应用于日常监测。而基于荧光信号的适配体传感器LOD更低,检测更加灵敏,可以应用于精准检测中。（3）初步探讨了基于碳量子点的比色/荧光适配体传感器检测机理。Apt S.a通过静电相互作用吸附在Au NPs上,使Au NPs在盐溶液中保持稳定,同时B-CQDs的荧光被大幅猝灭。加入金黄色葡萄球菌后,Apt S.a/B-CQDs从Au NPs脱落,后与金黄色葡萄球菌结合,导致Au NPs失去保护在盐溶液中团聚产生明显的比色响应;同时,B-CQDs被Au NPs猝灭的荧光恢复,从而产生荧光响应。在传感器的比色适配体传感器中,调控传感器性能的主要因素是Apt与目标物和Au NPs之间的亲和比。维持Apt对目标物的亲和性远高于对Au NPs的亲和性,是实现比色检测的前提条件。此外,目标物和Au NPs之间的静电作用也是影响传感器性能的重要因素。适配体传感器对目标物的荧光检测依赖于Au NPs对CQDs的荧光猝灭和恢复效果。研究结果显示,Au NPs对CQDs的荧光猝灭是以内滤效应为主导,静态猝灭、荧光共振能量转移等猝灭效应共同参与的效果,Apt和目标物的加入,进一步使这种猝灭效应变得复杂。对Apt和目标物用量的调控是实现传感器对目标物的荧光检测的重点。