无论在医学检测或是环境监测方面,都离不开对分子的定量分析,这就要求研究人员开发出简便、快速、灵敏且高选择性的分析方法。荧光纳米探针因其高灵敏度与选择性、无需大型昂贵仪器的优势在化学传感和生物、药物分子识别等领域得到了广泛的关注。近年来,石墨烯量子点（GQDs）以其优异的光致发光性能,良好的化学惰性与生物相容性,和较低的生物毒性等优势,被很多研究人员应用于荧光纳米探针的构筑中。人们可以通过改变合成方法来制备具有不同发射波长的GQDs;或利用其较大的比表面积和丰富的官能团,将其表面进一步功能化,以满足对不同物质检测的需要。虽然目前已有很多基于GQDs传感平台的报导,但这些传感体系大多涉及到复杂的材料合成与修饰,或用到毒性较大的反应原料。为此,本论文利用绿色低毒性的原料合成GQDs,通过简便的方法对其进行修饰或功能化,构建了一系列荧光纳米传感器,并探索了其在检测药物、生物以及酶方面的应用。具体内容如下:在第一章中,我们首先简要介绍了石墨烯量子点的产生,然后围绕其基本性质、发光机理、淬灭机制、制备方法及其在荧光分析中的应用进行了系统的介绍。并且阐述了本论文的研究目的与内容。在第二章中,我们基于癌胚抗原（ssDNA）对N-GQDs的淬灭作用,与博来霉素-Fe²⁺对ssDNA的切割作用设计了博来霉素检测体系。首先我们以柠檬酸和氨水为原料,合成了氮掺杂的石墨烯量子点（N-GQDs）。癌胚抗原ssDNA通过π-π堆叠作用与羧基相连,紧密地吸附在N-GQDs表面,从而有效淬灭N-GQDs的荧光。博来霉素在Fe2+辅助下切割特定位点,不可逆地降解ssDNA,释放N-GQDs,使荧光恢复。基于以上机理我们构建了一种基于荧光“turn-off-on”模式的博来霉素定量检测体系,并用在血清中博来霉素的检测中,得到了令人满意的效果。在第三章中,我们基于对乙酰氨基酚（PAR）的氧化产物对GQDs荧光的淬灭作用,以及抗坏血酸（AA）的还原性构建了对乙酰氨基酚和与抗坏血酸的检测体系。首先我们将聚吡咯（PPy）修饰在GQDs表面上,得到PPy-GQDs复合纳米材料。该材料的荧光强度是未修饰的GQDs的三倍。PAR被酪氨酸酶氧化后得到产物N-乙酰基-对苯醌（4-AOBQ）,可以有效地淬灭PPy-GQDs的荧光。当4-AOBQ被AA还原后,体系荧光强度恢复。PPy-GQDs的淬灭和恢复荧光强度分别与PAR和AA的浓度在一定范围内成正比。本方法成功用于人血清中PAR和AA的测定。在第四章中,我们构建了一种基于氮掺杂石墨素量子点（N-GQDs）的新型荧光传感器,用于检测H₂O₂和多种人体代谢物（胆固醇,葡萄糖,乳酸和黄嘌呤）。Hg²⁺可通过静电作用吸附在N-GQDs的表面,导致N-GQDs荧光淬灭。在半胱氨酸（Cys）存在的情况下,Hg²⁺与Cys结合,从N-GQDs表面上释放,使N-GQDs的荧光恢复。人体代谢物的酶促氧化反应产生的H₂O₂将两分子的Cys转化为一分子的胱氨酸,胱氨酸不能与Hg²⁺结合,N-GQDs的荧光再次被淬灭。基于以上现象我们构建了基于N-GQDs的荧光“turn-on-off”型传感器,并应用于人血清中四种代谢物的检测,结果令人满意。本论文立足国内外学科发展前沿,利用GQDs优异的理化性质构建了一系列新型荧光纳米探针,并对其应用进行了系统的探索,建立的方法具有简便和低消耗等优点,并在生物医学分析和临床测定中具有潜在的应用价值。结合基于智能手机的荧光计或其他便携式荧光计,本文论中开发的检测方法也可用于家庭医疗保健中。