牛奶富含人体所需的各种营养物质,其质量安全直接影响着消费者的健康。传统的分析方法检测结果准确,但多指标同步检测效率低。而荧光传感技术不仅灵敏度高,而且响应速度快,有望用于牛奶质量安全的快速准确检测。针对现有的荧光传感体系抗干扰能力差和检测模态单一等问题,本研究通过多色调制、双模态构建和可视化开发等方式,实现了牛奶酸度、大肠杆菌、四环素和汞离子的自动化和同步可视化检测。主要研究内容如下:(1)黄色碳量子点的制备及其用于牛奶酸度的荧光检测研究。针对牛奶中复杂的成分导致无法准确检测牛奶酸度的问题,本研究提出制备酸度敏感的碳量子点并将牛奶作为基底溶液的思路。通过微波法加热对苯二胺和乙酰胺合成最佳发射波长为567 nm的黄色碳量子点(YCQDs),其荧光强度随着牛奶酸度增加而呈规律性下降,且荧光发射波长固定不变,结果表明YCQDs对牛奶酸度具有特异性响应。将牛奶作为基底溶液建立荧光法,发现YCQDs荧光强度和牛奶酸度具有良好的线性关系(R2=0.996),检测范围为11.6～34.2°T。利用荧光法和标准法得到的牛奶酸度检测结果一致(P>0.05)。结果表明荧光法可以避免牛奶中其他物质对YCQDs荧光信号的干扰,提高了检测的准确性和稳定性,能够用于牛奶酸度的快速准确检测。(2)绿色磁性碳量子点的构建及其在牛奶大肠杆菌检测中的应用。针对无法有效分离富集大肠杆菌而导致检出率低的问题,本研究提出制备磁性碳量子点的解决思路。利用绿色荧光碳量子点(GCQDs)、适配体、互补链和磁性纳米材料(MNPs)合成磁性碳量子点(GCQD-MNPs),结果表明GCQD-MNPs能特异性地识别并富集大肠杆菌。根据GCQD-MNPs荧光信号与大肠杆菌浓度之间的线性关系,建立的荧光法检测范围为500～106 CFU/mL,检测限低至487 CFU/mL。另外,利用荧光法与标准法测定大肠杆菌污染程度不同的牛奶,其检测结果一致。构建的磁性荧光碳量子点能够有效地分离、富集并检测大肠杆菌,为快速准确测定牛奶中低浓度的大肠杆菌提供了可行的方法。(3)银纳米颗粒修饰的碳量子点(Apta-BCQD@AgNPs)的构建及其用于牛奶四环素的荧光/电化学双模态检测研究。针对碳量子点检测四环素模式单一的问题,本研究提出制备具有荧光和电化学双重性质的碳量子点复合体系的思路。利用蓝色荧光碳量子点(BCQDs)、银纳米颗粒(AgNPs)和适配体(Apta)合成Apta-BCQD@AgNPs传感器,其对四环素具有荧光和电化学双模态响应。根据荧光信号和电流强度变化分别建立定量检测四环素的荧光法和电化学法,检测范围分别为10-7～10-2 M和10-9～10-4 M,检测限分别达15.2 nM和0.258 nM。另外,利用荧光法和电化学法对含四环素的牛奶进行检测,回收率高于83.0%,且结果与标准法一致。通过开发Apta-BCQD@AgNPs传感器,结合荧光法和电化学法各自的优势,实现牛奶四环素的准确检测。(4)铕功能化碳量子点(CQDs@Ad-Eu-DPA)的构建及其用于牛奶汞离子的双发射荧光传感检测研究。针对碳量子点荧光信号单一导致汞离子的检测灵敏度低且易受背景信号干扰等缺点,本研究提出构建双发射荧光碳量子点复合体系的解决思路。结合碳量子点(CQDs)、腺嘌呤(Ad)、吡啶二羧酸(DPA)和铕离子(Eu3+)构建CQDs@Ad-Eu-DPA,荧光发射峰位于443 nm和617 nm处。根据汞离子能使传感器两个发射峰荧光同时增强的现象,建立基于双发射荧光信号的汞离子检测法,检测范围为1～20 nM,检测限为0.2 nM。利用双发射荧光法检测含汞离子牛奶得到的回收率为98.9～107.4%,且与标准法检测结果一致。通过开发双发射型荧光传感器,可以扩大荧光响应信号,提高汞离子检测灵敏度,为检测牛奶痕量汞离子提供了有效的方法。(5)基于多色碳量子点复合体系的四种牛奶质量安全指标同步可视化检测研究。针对牛奶质量安全检测指标多,检测耗时费力等难题,本研究提出多指标荧光同步可视化检测的解决思路。利用多色碳量子点复合体系,分别制作牛奶酸度的黄色型、大肠杆菌的绿色型、四环素的蓝色型和汞离子的蓝色-红色型荧光指示卡。通过可视化图像处理平台,利用颜色信号和指标浓度间的关系建立四种指标的同步可视化检测方法。该方法分别实现了牛奶酸度在11.6～34.2°T、大肠杆菌在500～106 CFU/mL、四环素在10-7～10-2 M和汞离子在5～20 nM范围内的同步可视化检测。同步可视化法和标准法测定牛奶四种质量安全指标的结果一致。因此,利用多色碳量子点复合体系,可实现四种牛奶指标的自动化和同步可视化检测,加快了牛奶质量安全检测进度。