碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)是指微观形状接近准球型,一般具有10 nm以下尺寸,具有优异荧光性能的碳纳米材料。相对于其他的碳纳米材料、有机染色剂以及半导体量子点,碳量子点具有良好的化学稳定性和光稳定性,良好的生物相容性和细胞通透性,优异的水溶性,易于表面改性,激发波长依赖性和低毒性等特点,其研究涉及到细胞成像、生物传感、药物载体、光催化以及发光二极管等应用领域。目前,在国内外学者的不断钻研下,碳量子点的制备方法逐步得到完善。然而,制备碳量子点的碳源依然存在着一定的局限性,所得到碳量子点的表面官能团过于单一,不利于荧光性能的优化,而且,研究者在制备的过程中往往会引入钝化剂,这增加了碳量子点后续处理的难度。因此,寻找一种性能优异的碳源已经引起越来越多研究者的关注。腺苷酸二钠盐(AMP)是一种重要的核苷酸类产品,其基本组成元素包括C、N、O和P,具有良好的生物相容性以及水溶性,可作为生产核苷酸类药物的中间体、食品添加剂及生化制品等。AMP含有丰富的碳源、氮源以及磷源,可以作为制备碳量子点的原材料。因此,本文选用了生物相容性以及水溶性良好的腺苷酸二钠盐作为碳源,在没有钝化剂的情况下通过一步水热法合成了N、P共掺杂的碳量子点,并且实现了其在细胞多颜色成像方面的应用。为了进一步丰富碳量子点的功能,将AMP与具有良好抗菌性能的稀土镧元素进行配位,通过一步水热法首次合成了具有良好抗菌性能的碳量子点。最后,将所制备的两类碳量子点添加到聚乙烯醇(PVA)里面制备了 PVA/CQDs荧光复合薄膜,并评估复合薄膜的生物相容性以及细菌粘附的情况。具体研究内容如下:(1)本论文选用生物相容性良好且含有N和P杂原子的腺苷酸二钠盐(AMP)作为分子前驱体,通过一步水热法制备出具有优异水溶性和强荧光性能的N、P共掺杂碳量子点(N-P-CQDs)。通过 TEM、FA、UV、XRD、FTIR、XPS 和EDS等现代分析手段对N-P-CQDs的结构性能以及荧光特点进行了表征。N-P-CQDs的直径为3.95 nm、荧光量子产率为26.48%,其荧光具有明显的激发波长依赖性,发射波长红移了 52nm。同时还研究了 N-P-CQDs的上转换发光性能,在长波长750～950 nm之间激发时,其可以在短波长430～517 nm之间发射。将N-P-CQDs加入不同的离子溶液中时,发现80%的荧光可以被Fe3+淬灭。溶血实验和细胞毒性实验证明N-P-CQDs具有良好的生物相容性,在与A549癌细胞共培养的过程中,采用激光共聚焦显微镜可以清楚地看到N-P-CQDs在A549细胞内显示蓝光、绿光和红光多颜色荧光。因此,在未来细胞成像的应用中,可以通过调节不同的激发波长来实现对细胞的观察。(2)为了进一步制备出具有抗菌性能的碳量子点,拓展其功能性,将腺苷酸二钠盐(AMP)和氯化镧进行配位,通过一步水热法首次制备出具有优异水溶性和强荧光性能的掺镧元素碳量子点,拓展了碳量子点在抗菌方面的功能,通过TEM、FA、UV、XRD、FTIR、XPS和EDS等现代分析手段对掺镧元素的碳量子点结构性能以及荧光特点进行了表征,获得了直径为2.55 nm、荧光量子产率为 20.14%的 N-P-CQDs@La。相对于 N-P-CQDs,N-P-CQDs@La 的荧光具有更明显的激发波长依赖性,发射波长红移了69nm。同时还研究了N-P-CQDs@La的上转换发光性能,在长波长750～1000nm之间激发时,可以在短波长430～535 nm之间发射。溶血实验和细胞毒性实验证明N-P-CQDs@La具有良好的生物相容性。在与A549癌细胞培养后,采用激光共聚焦显微镜可以清楚的看到N-P-CQDs@La在A549细胞内显示蓝光、绿光和红光多颜色荧光。通过抑菌动力学、最小抑菌浓度以及菌落数实验对材料的抗菌性能进行了评估,证明了 N-P-CQDs@La具有良好的抗菌性能。(3)为了进一步探讨所制备的碳量子点在医用敷料领域的应用,将前文制备的两类碳量子点N-P-CQDs和N-P-CQDs@La分别溶于去离子水后,通过溶液共混方法与PVA反应,制备了 PVA/N-P-CQDs和PVA/N-P-CQDs@La纳米复合薄膜,改善了 PVA的亲水性以及生物相容性,拓展了 PVA的荧光性能。采用FA、TGA、SCA等现代分析仪器对PVA/N-P-CQDs和PVA/N-P-CQDs@La纳米复合薄膜进行了表征,并研究了两类复合薄膜的吸水率、荧光性能以及细胞毒性。通过体外的释放实验获得了复合薄膜在PBS溶液中释放碳量子点的规律,最后通过细菌粘附实验对复合薄膜抗菌性能进行研究,以期制备出可以促进伤口愈合、防止创伤感染的新型荧光医用敷料。