碳量子点（Carbon quantum dots,CDs）,简称碳点,是近年发展起来的一种新型的荧光碳纳米材料,与传统的半导体量子点相比,CDs具有荧光稳定性高、生物相容性好和易于功能化等优点,因而在生物成像、细胞标记、传感检测等领域有广泛的应用前景。基于此,本文通过制备两种荧光碳量子点,对其形貌结构及光学性质进行了表征,并基于荧光共振能量转移（FRET）原理,将CDs应用于水中痕量Hg²⁺的检测。论文主要由以下几个部分组成:一、以无水柠檬酸为碳源、NaBH₄为还原剂、氨水为钝化剂,经过碳化、还原和钝化三个步骤制备了水溶性良好的氨基化碳量子点（N-CDs）,对还原与钝化过程中涉及的反应条件包括还原剂用量（0.25 g）与还原时间（2 h）、钝化反应的温度（160^oC）和钝化时间（5 h）及氨水的用量（530μL）进行了优化。通过透射电子显微镜（TEM）对制备的N-CDs进行形貌表征,发现N-CDs的粒径在3–5 nm之间。以硫酸奎宁为参比物,测得N-CDs荧光量子产率约为36%。试验发现,Hg²⁺对N-CDs具有选择性地荧光猝灭作用。因此,将N-CDs用于水中Hg²⁺含量的检测,线性范围为0.1–1.2μmol L^-1,检出限为20 nmol L^-1。通过在自来水加标试验,加标回收率在83.1–98.0%之间,方法的准确性通过氢化物发生原子荧光光谱（HG-AFS）法进行验证。结果表明,所制备的N-CDs可作为荧光探针用于水中Hg²⁺的检测。二、为进一步提高碳点荧光探针对Hg²⁺检测的灵敏度,在N-CDs制备的基础上,以无水柠檬酸为碳源、尿素为氮源,当无水柠檬酸与尿素各为0.5 g时,通过一步水热法（160^oC、4h）可制备荧光性能更加优异的氮掺杂碳量子点（NCDs）。TEM的结果表明,NCDs平均粒径约为2.4 nm,荧光量子产率达42.5%（以硫酸奎宁为参照）。同样地,所制备的NCDs对Hg²⁺也具有很强的选择性FRET响应,线性范围为0.05–5μmol L^-1,检出限7.3 nmol L^-1,利用NCDs对自来水和湖水中Hg²⁺进行检测,加标回收率在81.7–98.2%之间,表明此NCDs荧光探针可用于水环境中痕量Hg²⁺的检测。三、基于核酸适体（ssDNA）胸腺嘧啶（T）碱基对Hg²⁺具有很强的特异性结合能力。以NCDs为荧光探针,将富含T碱基的ssDNA与NCDs在偶联剂EDC/NHS作用下通过酰胺缩聚反应,形成NCDs-ssDNA偶联的荧光检测探针,利用氧化石墨烯（GO）与ssDNA的结合,使检测探针的荧光猝灭。当体系中存在Hg²⁺时,Hg²⁺与ssDNA中T碱基的特异性结合,使荧光恢复。试验发现,所制备的NCDs-ssDNA荧光探针在Hg²⁺浓度为1–9 nmol L^-1范围内具有线性响应,检出限达到0.24 nmol L^-1,自来水中Hg²⁺加标回收试验,回收率在80.3–91.8%之间,实现了对水中痕量及超痕量Hg²⁺的检测。