本论文将荧光碳纳米材料以及荧光多肽材料作为探针,结合荧光光谱法,利用传感和细胞成像技术对实际样品中某些物质(肝素和2,4,6-三硝基苯酚)进行定量分析检测以及细胞多色成像。文中所提的荧光碳纳米材料具有合成方法绿色环保、简单快速、成本低廉且取材方便等优点,并表现出高稳定性和低细胞毒性,对检测物具有高的灵敏度和选择性。文中的所设计的罗丹明B标记富含精氨酸的多肽序列能够特异性识别肝素,可将其用于构建高灵敏高选择检测肝素的荧光生物传感器。本论文的主要工作内容如下:第一章:绪论。本章主要对碳纳米材料和多肽荧光材料进行了介绍,并系统阐述了碳纳米材料以及多肽纳米材料的研究背景、物理化学性质、常见的制备方法及其在分析检测和细胞成像中的应用研究;结合上述理念提出本论文设计想法,并描述了几种检测对象的研究背景和现状;展望了纳米材料在其它领域的应用前景。第二章:使用取材方便的人体尿液作为起始材料,采用一步水热合成的方法制备出了高荧光量子产率的石墨碳化氮量子点(g-C3N4 QDs)。通过紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、荧光光谱等表征手段对合成的碳化氮量子点的形貌结构和化学性质进行了分析。该方法制备出的碳化氮量子点具有良好的水溶性、较高的光稳定性和低的细胞毒性等特点,且该碳化氮量子点表现出发射波长随激发波长的变化而变化的特性,据此我们对碳化氮量子点进行了细胞多色成像的研究。第三章:使用柠檬酸和腺苷作为起始材料,采用一步水热法制备了具有高荧光量子产率的银耳状碳纳米片。通过紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、荧光光谱等表征手段对合成的碳纳米片的形貌结构和化学性质进行分析。2,4,6-三硝基苯酚(TNP)与碳纳米片之间的内滤效应使其荧光发生猝灭,从而构建了一种荧光猝灭型传感器,最终可以应用于实际样品湖水中的TNP的分析检测。第四章:以特定序列的多肽作为识别单元,荧光罗丹明B作为荧光信号输出单元,设计了一个以罗丹明B标记的富精氨酸多肽序列(RNRHTHLRTRPRK-罗丹明B)作为肝素的生物受体,用于构建高灵敏高选择检测肝素的荧光生物传感器。皮摩尔浓度的肝素可在pH 5.0的PBS缓冲溶液中大大猝灭罗丹明B标记的多肽(RBP)探针的荧光。并通过各种分析技术(共振光散射,荧光寿命,圆二色谱和紫外可见吸收光谱等)对RBP探针的荧光猝灭机理进行探究。结果表明,RBP与肝素结合后,含有多个肝素结合位点的RBP发生构象变化,从未折叠形式变为折叠形式,使两个罗丹明B荧光团彼此靠近,从而导致聚集引起的猝灭作用。最后在人血清样本中证明了构建的用于肝素检测的生物传感器的有效性。