碳纳米颗粒(Carbon nanoparticle,C-NP)是一类以碳元素为骨架的新型纳米材料,近几年,受到越来越多的关注。与其他传统的含有重金属元素的纳米颗粒(NP)比较,C-NP具有出色的光学性质、好的水溶性、强的化学惰性、低的细胞毒性以及优异的生物相容性等优点,有望取代传统的NP应用于生物成像、光催化和光电器件等领域。目前,研究者建立了多种合成C-NP的方法,但是合成的C-NP产品,大部分为不同C-NP的混合物,包括颗粒大小的不同、表面所带官能团的组成和多少的不同,这些对C-NP性质的全面研究带来诸多不便,同时也限制了它的应用范围。因此需要建立一种好的分析方法可以对不同的C-NP进行分离,以便于进一步研究隐藏在混合物之中的不同C-NP的性质,从而使不同的C-NP得到充分有效的应用。本论文分别用毛细管电泳法和高效液相色谱法对合成的C-NP的复杂混合物进行了分离,并对分离出来的不同组分进行了表征和应用,同时也将合成的C-NP用于山萘酚的测定。第一章:简述了碳纳米颗粒的特性,介绍了碳纳米颗粒的制备方法、表征手段以及目前的应用进展,并在此基础上提出了本论文的研究内容。第二章:用毛细管电泳(CE)激光诱导荧光法和紫外检测法对空心碳纳米颗粒(HC-NP)样品进行了分离。系统考察了p H、缓冲溶液的种类、缓冲溶液的浓度和十二烷基磺酸钠(SDS)的浓度对HC-NP样品分离的影响。发现在缓冲溶液中加入SDS后,可以明显改善毛细管电泳对HC-NP样品的分离。最佳分离条件为:30 m M磷酸盐做为缓冲溶液,SDS的浓度为10 m M,p H为9.0。CE结合紫外和荧光两种检测器,可以帮助我们判断分离出来的不同HC-NP的光学性质。我们建立的分离方法,不仅为其它C-NP的分离提供了有力的参考,同时也为我们进一步研究单独的不同HC-NP的性质奠定了基础。第三章:以紫外吸收和荧光光谱为主要的表征手段,结合红外(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和质谱(MS)对空心碳纳米颗粒(HC-NP)样品的混合物和分离出来的HC-NP不同组分进行了表征,结果表明每种HC-NP组分都具有自己独特的光学性质和不同的荧光量子产率。TEM结果表明毛细管电泳对HC-NP的分离顺序是颗粒由小到大。MS结果表明HC-NP组分表面含有CH3、OH、P、CH2OH、COCH3、COOH、CH5PO4、C3H9PO6和C4H14P2O10。如果只是专注于研究合成的HC-NP样品的混合物,那么我们无法发现HC-NP每种组分不同的性质。未来不仅可以把不同大小的HC-NP组分收集起来作为药物载体,而且还可以将荧光量子产率高的组分筛选出来用于生物成像和荧光探针。第四章:用冰醋酸、N-乙酰-L-半胱氨酸、水和五氧化二磷混合反应合成的碳量子点(C-dots)被证明是一种相对比较复杂的混合物,我们通过高效液相色谱(HPLC)将其分离可以大大降低它的复杂性。用紫外吸收、荧光光谱法、透射电子显微镜(TEM)和质谱法(MS)对分离出来的C-dots样品的不同组分进行了表征,结果表明每种组分都有不同的紫外吸收和荧光发射波长。MS结果表明了每种组分表面不同的化学组成。选择性地测定了一些C-dots组分的粒径大小,分别为2.51、2.83、2.90、3.17、3.39和3.44 nm,这与HPLC由小到大的洗脱顺序相一致,且分离出来的C-dots组分具有不同的荧光量子产率。我们把荧光量子产率高的组分从荧光量子产率低的混合物中筛选出来,作为荧光探针可用于Fe3+和Hg2+的测定。第五章:基于山萘酚对合成碳量子点(C-dots)的荧光猝灭作用,建立了一种测定山萘酚的新方法。研究发现,随着山萘酚浓度的增大,C-dots的荧光强度明显减弱。在最佳实验条件下,山萘酚浓度与相对荧光强度Fo/F呈良好的线性关系,线性范围和检出限(S/N=3)分别为3.5-49μM和38.4 n M。实际样品中潜在的干扰物对C-dots的荧光强度均没有显著的影响。该方法已经成功地用于心达康片和血样中山萘酚含量的测定,回收率为94.6-109.0%。此外,C-dots还具有合成成本低、操作简单、毒性低和良好的生物相容性等优点,可以作为分析测定山萘酚含量荧光探针的优先之选。