碳量子点（CQDs）,以其丰富的原料和简单的制备工艺受到越来越多研究学者的青睐和关注。而且,因为碳量子点优异的荧光性能,可调节的发光特性,良好的水溶性和生物相容性,使其在化学传感器方面有很广泛的应用前景。本论文通过掺杂法以不同的原料合成了三种碳量子点,利用多种现代仪器对其进行表征,并将其作为探针应用于离子检测和生物成像的应用研究。具体研究如下:首先,以柠檬酸和乙二胺为原料,在常压无溶剂条件下快速合成了N掺杂高荧光碳纳米点探针1（N-cds-1）。荧光量子产率高达20%,通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究,透射电子显微镜,X射线光电子能谱,傅里叶红外变换光谱等方法对碳量子点组成和形貌进行表征发现,通过简单,绿色的合成方法,制备出了结构稳定,粒径均一的纳米颗粒。碳量子点表面遍布着羧基（-COOH）和氨基（-NH2）官能团,使其具有了优良的水溶性,最佳荧光激发为355 nm,在此激发波长下的最大发射波长为460 nm。通过对N-cds-1进行p H稳定性分析,得出N-cds-1的p H依赖性小。测试了N-cds-1对铁离子响应的灵敏性和抗干扰能力,检测限为8.73×10–8 M,络合常数为3.27×105 M^-1,其他阳离子对N-cds-1的识别性能干扰较小。通过选用天然植物粉末桃花和迷迭香为碳源,掺杂乙二胺通过水热法进行碳量子点的合成,合成了两种检测铁离子的探针（N-cds-2和N-cds-3）。对N-cds-2和N-cds-3的合成进行了条件优化,对N-cds-2和N-cds-3形貌和光学性能进行了表征。N-cds-2和N-cds-3的最佳荧光激发分别为360 nm和340 nm,在最佳激发波长下的最大发射波长分别为465 nm和460 nm。通过对其进行测试,得出N-cds-2与N-cds-3的p H依赖性小,检测铁离子的抗干扰能力强,灵敏性高,检测限分别为0.16μM和0.235μM。络合常数为3.07×105 M^-1和2.58×105 M^-1,其他阳离子对N-cds-2与N-cds-3的识别性能干扰较小。取三个探针中对铁离子荧光淬灭效果（F/F0=0.05,是三个探针中最低的）最好的N-cds-2进行荧光恢复性测试。N-cds-2与Fe³⁺配位后荧光淬灭,发现其在PO43-存在时,荧光发生了恢复,并具有良好的稳定性与抗干扰能力。对PO₄^3-的检测限为0.79μM。