碳点（CD）是近十余年来发展起来的一类新型的荧光纳米材料。由于其具有粒径小、抗光漂白性好、荧光稳定性高、发射光谱可调、表面易功能化、毒性低及生物相容性好等优点,在催化、生物成像、药物传递、荧光检测、光电子器件等方面已得到了一定应用。然而,目前有关CD的研究仍然存在一些亟待解决的问题,如发光机理不明确、荧光光谱范围较窄等。许多CD发射的荧光主要集中在蓝色、绿色及黄色光区域,为了降低生物样品自身发射的荧光的干扰,发展合成红色荧光CD的新方法并开展其在生命分析化学中的应用具有重要的意义。基于此,在已有研究工作的基础上,本学位论文发展了简易、快速合成新型荧光CD的方法,并对其作为荧光探针在分析化学领域中的应用展开了深入研究。主要开展了以下创新性研究工作:（1）通过固相合成的方法制备了荧光量子产率高达36%的氮掺杂碳点（N-CD）,并以其为荧光探针建立了快速、灵敏测定食品和化妆品中痕量Hg²⁺的荧光新方法。此外,还研究了相应的检测机理。（2）基于CD和MnO₂纳米片构建了“switch-on”型的CD-MnO₂探针并据此建立了测定新鲜水果、新鲜蔬菜及商业化饮料中抗坏血酸（AA）含量的荧光新方法。此外,还考察了CD-MnO₂探针对AA的检测机理。（3）通过一锅法合成了在525 nm和603 nm处具有两个发射峰可直接用作检测ONOO^-的探针的红/绿光双发射的碳点（RGDE CD）,建立了测定细胞中ONOO^-含量的比率荧光新方法。此外,还研究了相应的检测机理。（4）通过一锅法同时合成了红/黄光双发射的碳点（RYDE CD）和红/橙光双发射的碳点（RODE CD）,并以RYDE CD为荧光探针建立了测定熏肉、香肠、咸菜和牛奶样品中痕量亚硝酸盐的比率荧光新方法,并将RYDE CD成功用于细胞成像。本论文共分为六章:第一章:本章对合成CD的原料、方法以及杂原子掺杂的影响进行了概述,对构建荧光探针的方法及检测机理进行了概括,对CD在荧光检测、生物成像、药物和基因运载、催化、光电子器件和防伪技术中的应用进行了综述。第二章:本章根据所测定Hg²⁺的性质选择以柠檬酸和（NH₄）₃PO₄分别作为碳源和氮源通过固相合成法简单快速地制备了荧光量子产率高达36%、和Hg²⁺之间具有强配位能力的氮掺杂碳点（N-CD）。基于N-CD表面的类吡咯N、N-H和Hg²⁺之间的协同配位作用导致其荧光淬灭的现象建立了一种简单、快速地测定Hg²⁺的荧光新方法并对检测机理进行了研究。在最佳条件下,方法的线性范围为0.006-0.9μM、0.9-12.0μM,检测限为2.3 nM。该方法已成功用于食品和化妆品等样品中Hg²⁺含量的测定,回收率范围为90%-106%。基于N-CD低细胞毒性、良好的生物相容性,已将其成功用于细胞成像。此外,基于N-CD的良好水溶性,考察了其作为荧光墨水的可行性。第三章:本章通过内过滤效应（IFE）将CD和MnO₂纳米片相结合构建了CD-MnO₂探针,建立了测定食品中抗坏血酸含量的荧光新方法并深入研究了荧光淬灭及恢复机理。在最佳条件下,方法的线性范围为0.18-90μM,检测限为42 nM。该方法不仅成本低廉、环境友好、线性范围宽、灵敏度高、选择性好、响应速度快,而且还可以实现抗坏血酸的可视化检测。此外,该方法已成功用于测定新鲜水果、蔬菜及饮料中抗坏血酸的含量,实验的回收率范围为95%-105%。第四章:本章通过一锅法合成了红/绿光双发射的碳点（RGDE CD）,其发射峰分别位于525 nm和603 nm。基于RGDE CD无需任何修饰即可作为ONOO^-荧光探针的性质,建立了成本低廉、响应速度快、灵敏度高、选择性好的测定ONOO^-的比率荧光新方法。在最佳条件下,方法的线性范围为0.03-60μM,检测限为11.6 nM。实验通过计算RGDE CD和ONOO^-的HOMO、LUMO能级深入研究了ONOO^-导致RGDE CD荧光淬灭的机理,得出了可能是由电子转移引起的结论。此外,还将此比率荧光探针成功用于测定细胞内的痕量ONOO^-。第五章:本章首次通过简便的一锅法同时合成了红/黄光双发射的碳点（RYDE CD）和红/橙光双发射的碳点（RODE CD）。基于RYDE CD无需修饰可直接作为亚硝酸盐荧光探针的性质,建立了测定熏肉、香肠、咸菜和牛奶等样品中痕量亚硝酸盐的比率荧光新方法,研究了相应的检测机理。在最佳条件下,方法的线性范围为0.1-100μM,检测限为31.61 nM。基于温度对RYDE CD荧光强度的影响,建立了检测温度的比率荧光新方法。此外,已将RYDE CD成功用于细胞成像。第六章:结论。