荧光分析法具有响应时间短、灵敏度高、操作简单以及成本低等优势。目前越来越多的学者开始研究荧光纳米探针并尝试将其应用到更广泛的领域,如生物成像技术、环境检测、食品检测及生化分析等。在诸多发光材料中,碳量子点(CDs)作为一种新型荧光纳米材料,不仅有传统纳米材料的优势,还具有低毒性、生物相容性以及耐光漂白等优点。这些优点都大大提高CDs在相关领域应用的可能。CDs因合成方法不同、碳源材料不同其光学性能各不相同。其共有的性质就是CDs发射波长的位置和强度会随着激发波长的改变而改变,究其原因多数文献认为是因粒径大小不均匀所致,但是对于其具体的作用机理目前研究还没有很明确的结论。结合文献总结出CDs的这些性质可能与其制备原料的结构、合成条件以及分离过程有关。在大量学者的研究基础之上,本论文尝试以不同有机化合物为原料,通过掺杂N、S等杂元素以改善其发光性能,开发其在分析检测中的实际应用。具体研究内容如下:(1)基于表面状态可调的CDs用于微量水的实时检测以间苯二酚为碳源材料,采用溶剂热法一步合成CDs。这种方法制备的CDs表面含有丰富的不饱和含氧官能团。由于与水接触后,CDs的表面含氧官能团会减少,使其荧光猝灭。基于这一特征该荧光探针可用于检测多种有机溶剂中水的含量。同时引入脱水剂N,N-二环己基碳二亚胺(DCC),可使荧光恢复,依次加入水和DCC,体系荧光呈现“关-开”的现象,表现出良好的可逆性。该CDs荧光探针在乙醇中的检测限达到0.006%(v/v)并且响应时间小于1秒,最后也成功的应用到多种酒样中含水量的检测,并且制成了固体检测试纸。(2)基于CDs与Apta-AuNCs间荧光共振能量转移荧光检测红酒中的赭曲霉素A制备氮掺杂的CDs和适配体修饰的金簇(Apta-AuNCs)形成一种荧光检测探针,构建了一种方便有效的荧光比色传感方法用于检测赭曲霉素A(OTA)。氮掺杂的CDs和适配体修饰的AuNCs通过静电作用自组装形成荧光探针,在Apta-AuNCs激发波长(ex 336 nm)的激发下,由于荧光共振能量转移效果,Apta-AuNCs的荧光(em 432 nm)明显猝灭而CDs的荧光(em 533 nm)显现出来。当向其中加入OTA的时候,OTA与Apta-AuNCs发生特异性结合从而释放出之前因静电作用结合的CDs,在336 nm的激发波长的激发下,CDs的荧光减弱或消失,Apta-AuNCs的荧光恢复。组合荧光探针双发射峰强度的改变与加入的OTA的量呈线性关系,在紫外灯照射下可以明显观察到随着酒样中OTA含量逐渐增加荧光颜色从绿色变成蓝色。本章荧光探针对OTA的检测限为8 pg/mL,线性范围为0.01-3 ng/mL。最后成功应用到实际酒样中OTA的检测。(3)基于CDs与PAH-AgNPs间内滤效应构建三聚氰胺检测体系以L-半胱氨酸为碳源材料制备CDs具有独特的优势,它不仅提供碳源,同时含有氮、硫两种杂元素。该CDs在400 nm激发下发射500 nm的强荧光,量子产率达到17.8%。利用CDs荧光性质和4-胺基马尿酸(PAH)修饰的银纳米(PAH-AgNPs)之间的内滤效应构建一种新的方法用于检测三聚氰胺(Mel)。检测过程包含两个方面:首先发荧光的CDs与加入的PAH-AgNPs之间因内滤效应产生荧光猝灭,三聚氰胺(Mel)的加入诱导PAH-AgNPs聚集使其紫外吸收峰红移,从而PAH-AgNPs与CDs之间的内滤效应降低,使CDs的荧光又重新恢复。CDs荧光强度的恢复程度与加入Mel的量成线性关系,由此构建了一种新的荧光检测Mel的方法,其线性范围是0.5-30μM,方法检测限达到43 nM,。因为不需要对原料以及合成的CDs进行额外的修饰等,本方法具有原料便宜易得、实验制备方法简单等优势。方法成功应用于牛奶中三聚氰胺的测定,具有实际应用的价值。