生物体内的一些微量物质，包括一些阳离子、阴离子和中性分子，在生物活动的调节过程中起着非常重要的作用。近年来，对于这些物质的检测引起了广泛关注。在各种检测技术中，荧光检测法不仅具有操作简单的特点，而且在灵敏度、选择性、响应时间、实时检测（如荧光成像技术）等方面均具有突出的优势，因而被广泛应用与生物检测领域。荧光碳点(Carbon Dots)作为碳纳米材料家族的新型成员，不仅具有优良的光学性能与小尺寸特性，而且还有良好的生物相容性及低细胞毒性，成为替代量子点的最佳选择。因此，本研究通过对荧光碳点的改性，制备了三种基于碳点的荧光检测体系，分别实现了对碘离子、pH、过氧化氢的选择性荧光检测和/或细胞成像。制备了Cdots-Hg(II)复合物，获得了碘离子的荧光增强型传感器。并采用核磁共振、原子力、红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱等手段对碳点及基于碳点的检测传感器进行了表征。对于本检测体系，汞离子可以与碳点结合，形成了一种Cdots-Hg(II)复合物，并淬灭了碳点的荧光发射；而碘离子的加入，可以从复合物Cdots-Hg(II)中夺取汞离子形成更加稳定的碘化汞，重新使碳点的荧光恢复，从而实现了对碘离子的荧光检测。该体系可应用于纯水环境和尿液中对碘离子的检测，检测下限为436nM。将荧光素异硫氰酸酯(FITC)衍生物经共价键接枝到碳点表面，构建了一种碳点为基体的pH荧光比率检测体系。所制备的传感器CD-FITC粒径大小为5nm，其中碳点不仅构成了体系的载体，也是能量转移的供体。当环境的pH发生改变时，FITC基团的结构发生改变，引起其光谱学性质的变化，可接受来自供体的激发态能量而成为能量转移的受体，从而实现了对环境pH值的荧光比率检测。该检测体系在范围为4~8对pH具有较高的灵敏性，且pKa为5.69，可用于细胞内pH的检测。我们发现检测体系具有良好的水分散性、稳定的光谱学特性和很低的细胞毒性，也可以在活细胞内对胞内不同区域的pH进行成像。设计合成了一种基于碳点的多功能荧光检测体系，构建了基于FRET原理的比率型、具有线粒体靶向功能的过氧化氢荧光检测体系。在构筑荧光传感体系时，我们依次将靶向基团三苯基膦和过氧化氢探针(PF1)接枝到碳点表面(两者含量分别为4.21mg/g和31.47mg/g)。该检测体系具有很好的水溶性、且对过氧化氢的检测具有很好的选择性和抗干扰性，检测下限达到0.75μM。通过细胞毒性和细胞成像实验，发现该检测体系具有很低的细胞毒性和很好的线粒体靶向作用，并可在活细胞内，对外源性(exogenous)和内源性(endogenous)H2O2进行比率型荧光检测。我们的研究结果表明，作为一种新型的荧光纳米粒子，碳点具有水分散性良好、细胞毒性低、易于表面修饰、光学性质稳定等特点，是一种颇具潜力的生物检测用纳米材料。