具有荧光性质的碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)可应用于生物检测、药物缓释载体等领域。对碳量子点进行表面功能化改进,进行适当元素的掺杂,改变碳量子点的电子结构和光学性质,拓展碳量子点在生物探针和催化等方面的应用,已成为研究热点。本文中,我们设想建立一类特定修饰、具有对pH敏感响应、可与生物分子相互作用的碳量子点,从而实现对部分生物活性成分的测定。本课题制备了氮掺杂的新型碳量子点,并对它的性质进行表征,同时还对其在生命分析中的应用进行了探索:第一章氮掺杂正电荷碳量子点的制备及其性质本章中,我们制备了一种新型的氮掺杂碳量子点,利用紫外可见吸收光谱、傅立叶变换红外光谱、透射电镜、zeta电势、光电子能谱对碳量子点的形貌表征、结构、性质进行表征。测试碳量子点在不同环境条件中的稳定性及生物相容性,考察氮掺杂正电荷碳量子点对外界因素的响应。实验结果表明,我们成功地制备氮元素掺杂的碳量子点,表面带正电荷,生物相容性好,在不同浓度的盐溶液中稳定性好,具有较好的抗光漂白性,对pH及铜离子等金属离子都具有一定的选择性响应。第二章氮掺杂正电荷碳量子点用于尿素的测定本章中,基于氮掺杂碳量子点对pH敏感响应的特性,开发了一种检测尿素的荧光方法。根据脲酶催化尿素反应改变被检测溶液的pH,考察不同浓度尿素与氮掺杂正电荷碳量子点荧光强度关系,进一步考察常见干扰物对尿素检测的影响,并将这种检测方法与现有临床试验进行结果对比。实验结果表明,此荧光法可用于检测复杂体系中尿素的浓度,且具有良好的精确性和可重现性。第三章氮掺杂正电荷碳量子点-ssDNA作用体系用于硫酸软骨素的测定本章中,基于氮掺杂正电荷碳量子点与FAM-DNA作用,设计并改进氮掺杂正电荷碳量子点,从而建立可用于硫酸软骨素检测的碳量子点-DNA作用体系。氮掺杂正电荷碳量子点作为吸附平台,在一定浓度和pH的缓冲液中与FAM-DNA反应作用,形成FAM-DNA的荧光猝灭但碳量子点荧光稳定的作用体系。强负电荷的硫酸软骨素与氮掺杂正电荷碳量子点的静电作用,使得氮掺杂正电荷碳量子点与FAM-DNA作用体系混合物分离,促使FAM-DNA荧光恢复。FAM-DNA荧光恢复的程度与硫酸软骨素的浓度密切相关,从而建立一种基于FAM-DNA荧光信号变化的硫酸软骨素测定方法。所建立的方法可以实现药品和人关节液中软骨素含量的准确测定,具有实用性。