碳量子点作为一种新型荧光纳米材料，具有粒径小、水溶性好、化学惰性高、易于功能化、耐光漂白、毒性低、激发波长和发射波长可调控等独特的性质，并且还具有生物相容性好等优点，使其在生物医学等领域具有广阔的应用前景。　　本论文着重于探索了两种基于经济实用、绿色可行的方法制备出性能优越的碳量子点，旨在探索碳量子点的合成、性质及其应用研究，主要内容概括如下:　　(1)采用一步碱解法制备了高性能的碳量子点。用透射电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和傅里叶红外光谱仪来表征碳量子点的物理结构和化学组成，结果表明制备的碳量子点由无定型结构的碳组成的粒径为3.2±1.1 nm的球形颗粒，具有非常好的单分散性，其表面含有大量的氨基、羟基、羧基和羰基等亲水性官能团。紫外可见分光光度计和荧光光谱仪表征了碳量子点的光学性质，结果显示碳量子点具有激发依赖性、高的荧光量子产率、长的荧光寿命、强的抗pH性和抗光漂白性。碳量子点对Fe3+具有敏感性和特异性，在Fe3+的浓度位于5.0～500μmol/L范围内，可以实现对Fe3+进行定量检测。MTT法的实验结果证实了碳量子点具有非常低的细胞毒性。细胞成像结果表明碳量子点可以进入Bcap-37细胞，展现了非常好的生物相容性。　　(2)采用一步氧化剂氧化法制备了性能优越的碳量子点。用透射电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪等技术来表征碳量子点的物理结构和化学组成，结果表明制备的碳量子点由无定型结构的碳组成的粒径为6.9±0.8 nm的球形颗粒，具有非常好的单分散性，其表面含有大量的羟基、羧基和羰基等亲水性官能团。紫外可见分光光度计和荧光光谱仪表征了碳量子点的光学性质，结果显示碳量子点具有激发依赖性、高的荧光量子产率、强的抗盐性和抗光漂白性。在pH值为3.0到9.0时范围内，碳量子点的荧光强度与pH值具有很好的线性关系，据此，可将碳量子点制作成pH荧光探针应用于生物医学等领域。碳量子点对温度也具很强的敏感性，随着，温度的升高，碳量子点的荧光强度逐渐减弱，据此，也制作出温度传感器。同时，碳量子点对Fe3+具也有敏感性和特异性，在Fe3+的浓度位于5.0～500μmol/L范围内，可以实现对Fe3+进行定量检测。MTT法的实验结果证明了碳量子点具有非常低的细胞毒性，可以安全的应用在细胞标记中。碳量子点的生物成像实验结果表明了碳量子点具有非常好的生物相容性，可以作为荧光探针应用于生物成像中。