荧光分析法作为一种简便、快捷的分析方法，被广泛应用于环境与生物等分析检测领域。荧光探针技术是荧光分析法中重要研究方向。碳点作为一种新发现的碳纳米材料，因其优异的光学性质，引起了人们广泛的研究兴趣。碳点不仅具有发光能力强、光谱范围宽、光稳定性好、易于功能化等的优势，同时摒弃了传统发光材料的毒性和生物相容性差等缺点。自2004年碳点被发现以来，经过科学家们十几年的研究探索，已有巨大的进步。但是，仍有较多问题没有解决，主要问题如下：(1)基于碳点的荧光分析法检测环境中全氟化合物的报道仍很少，在已有的少量报道中，方法的灵敏度和稳定性难于适应实际样品分析的要求；(2)碳点应用于生物样品分析时，生物样品中复杂成分干扰大，限制了碳点的应用；(3)碳点在生物组织或生物体中识别肿瘤细胞时，由于碳点选择性不足，往往对于靶向细胞的识别能力较弱甚至无法识别。因此，本文围绕碳点在实际分析应用中出现的这些问题开展相关研究，主要工作和相关结果如下：
　　1．氮掺杂碳点的简易制备及高选择性荧光检测环境水样中痕量全氟辛基磺酸盐。以维生素B1和三乙胺为原料，采用水热法合成了氮掺杂碳点，所得碳点(N-CDs)表现出强烈的蓝色荧光(λex=370nm、λem=437nm)、良好的水溶性，以及在pH为3~12范围内、离子强度介于0.01和1mol/L之间以及在紫外线照射6h下具有出色的荧光稳定性。探讨了氮掺杂碳点荧光检测水溶液中痕量全氟辛烷磺酸(PFOS)的机理。结果表明，N-CDs通过静电相互作用，对PFOS进行选择性响应；当N-CDs存在于低浓度PFOS中，由于轻微聚集导致荧光增强。该分析方法在环境水样中常见阳离子，阴离子和结构类似物存在的情况下，对PFOS仍具有很高的选择性，PFOS检测的线性范围为0.3~160nmol/L，检出限0.3nmol/L。将该方法应用于地表水样中PFOS检测，获得结果与高效液相-质谱联用分析(HPLC-MS/MS)结果吻合良好。
　　2.磁性碳微球净化-氮掺杂碳点荧光检测蛋类样品中痕量全氟辛基磺酸盐。蛋类样品中痕量全氟辛基磺酸盐传统的检测方法是高效液相-质谱联用分析法。其中，蛋类样品经有机溶剂提取后，通常采用HLB亲水亲脂平衡固相萃取小柱进行净化处理。由于蛋类样品中含有大量蛋白质、脂肪以及多肽类物质，会对氮掺杂碳点的荧光信号产生很大干扰；即使提取物经HLB亲水亲脂平衡固相萃取小柱净化处理后，仍难于实现氮掺杂碳点荧光检测。为此，本文设计合成一种双核磁性碳微球(Fe3O4@PDA@C-K)，以此作为样品净化材料，蛋类样品提取物经该磁性碳微球吸附-解吸后，成功实现碳点荧光检测PFOS含量。批量实际样品分析结果表明，碳点荧光法检测结果与HPLC-MS/MS结果无显著性差异，所建立的新方法具有灵敏、快速、简便、准确等优势。
　　3.多肽功能化碳点作为荧光探针特异性识别癌细胞。采用多肽固相合成法(SPPS)设计合成了能够特异性识别癌细胞的AP2H多肽；以柠檬酸为碳源，聚乙烯亚胺(PEI)为氮源，采用水热法合成了量子产率高、荧光效果好并富含氨基的碳点(CDs)；将碳点与AP2H多肽通过酰胺成键反应，构建同时具备识别基团和报告基团的荧光探针CDs-AP2H；分别使用碳点和多肽功能化碳点作为探针孵育人肝癌细胞(HepG2)和人胚胎肾细胞(HEK293)。激光共聚焦扫描显微镜观察结果表明，多肽功能化碳点孵育后的HepG2细胞质中有明显的荧光，HEK293细胞中仅有微弱的荧光甚至没有荧光；未经多肽修饰的碳点孵育的HepG2和HEK293细胞中均有较弱的荧光。这些结果表明，该多肽功能化碳点有望应用于肝癌细胞的检测。此外，考察了CDs和CDs-AP2H的细胞毒性，结果表明，使用CDs和CDs-AP2H孵育后的HEK293细胞存活率均高于95%。