碳基量子点(Carbon dots,CDs),是一种包含sp2碳结构和官能团的零维纳米材料。CDs由于其表面效应和量子限域效应而具有许多独特的发光性质,包括荧光、电致化学发光、化学发光等。目前,CDs已逐渐成为人们研究的热点,并被广泛地应用于药物传输、生物成像、光学传感等领域。本论文的内容主要共包括以下四章:第一章,介绍了 CDs的定义、合成方法、性质和应用领域,并提出了本课题的研究意义和主要内容。第二章,本章用HNO3化学氧化富勒烯分子(C60)制备含有富勒烯结构的CDs(f-CDs)。所得到的f-CDs的横向尺寸大约在7-20 nm,高度为0.4-1.3 nm,平均高度为0.7 nm。f-CDs由于存在大量的五边形的碳单位,其结构和形貌不同于大多数的石墨烯结构的CDs(g-CDs)。此外,f-CDs表现出独特的光学性质,如荧光和电化学发光。基于f-CDs的紫外吸收和荧光性质的研究,对f-CDs的荧光机制提出了新颖合理的模型。除此之外,我们的研究还表明f-CDs具有低毒性,并且在细胞成像方面有潜在的应用前景。第三章,本章通过合成高荧光量子产率的3,5-二氢-5-氧代-2-噻唑并[3,2-a]-吡啶-3,7-二羧酸(3,5-dihydro-5-oxo-2H-thiazolo[3,2-a]pyridine-3,7-dicarboxylic acid,TPA),建立快速、简单检测胰蛋白(Trypsin)的方法。我们研究发现表面带有正电荷的细胞色素C(Cytochrome,CytC)和带负电荷的TPA通过静电作用相结合,会导致TPA的蓝色荧光被淬灭,而Trypsin能降解Cyt C,从而使TPA的荧光得以恢复。利用这些荧光作用现象建立了灵敏检测CytC和Trypsin的方法。在最佳的实验条件下,分别对CytC和Trypsin进行检测,得到了良好的相关性,线性范围分别为0.03～10 μM和6 μM～6 μM,检测限(S/N=3)分别为0.03 μM 和 3.7 nM。第四章,本章通过制备一种新型的表面增强拉曼(SERS)活性基底Ag@CDs@Au纳米复合材料,构建一种通用、快速、灵敏、高度特异性免疫的方法检测抗原甲胎蛋白(AFP)。首先以对氨基苯硫酚(4-ATP)作为标记分子来标记抗体AFP,建立一种固相基底-待测抗原-标记抗体的三明治夹心结构,经过修饰抗体对抗原的特异性免疫识别,以及4-ATP的SERS信号间接的检测抗原AFP。通过优化实验条件,对抗原AFP进行检测,得到了良好的相关性,线性范围为 0.01～20 ng mL-1,检测限(S/N=3)为 0.01 ng mL-1。