碳点(Carbon dots,CDs)作为碳纳米材料家族的一名新成员,由于其具有独特的性质及潜在的应用价值,受到越来越多人的关注。相比于传统的有机染料和半导体量子点,碳点不但继承了碳纳米材料原料广泛、成本低的优点,还具有制备简单、易于修饰、发射波长可调谐、光稳定性好、毒性低和生物相容性好等优势,同时在光、电催化等方面也具有特殊的性质。因此,碳点在分析检测、催化、光电器件、生物传感以及生物医疗等领域呈现出广阔的应用前景。碳点的制备方法可以分为:自上而下法和自下而上法。自上而下法主要包括:超声法,激光消融法,电化学法等。自下而上法主要有:模板法,硝酸回流法,微波法,水热法等。本文从碳点的制备及其应用两个方面出发,寻找绿色环保的物质作为合成原料,探索碳点简便快捷的制备方法,并研究其在叶酸和环丙沙星检测中的应用。具体主要包括以下两个方面:(1)以乳糖为碳源,在NaOH强碱溶液环境中,通过水热法一步合成具有淡蓝色荧光的碳点。随后,对其进行以下表征:通过高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)观察,碳点的分散性好,平均粒径约为2-3 nm;通过红外光谱表征,碳点表面含有–CH2、–CH3、–OH和–COOH等官能团。由于碳点能与叶酸特异性结合,因此我们以碳点作为荧光探针用于检测叶酸。其机理可能为:碳点表面的水溶性基团(–OH和–COOH)和叶酸的亲水官能团(–OH、–COOH和–NH2)相互作用,形成氢键,促使碳点发生聚集,从而导致荧光猝灭。通过条件优化,叶酸的浓度在6×10-5 mol/L-8×10-8 mol/L与碳点的荧光强度猝灭值呈线性相关,检测限为1.2×10-9mol/L。此外,该体系用于人体尿液样品中叶酸的检测,回收率在96.7%-103.0%之间,说明本文建立的荧光分析方法能成功用于实际样品中叶酸的检测。叶酸,又称维生素B9,是一种水溶性维生素,在人体的新生代谢扮演着重要的作用。一些疾病与叶酸的缺乏密切相关,例如:巨幼红细胞性贫血,中风,心脏病发作,精神病,婴儿畸形,癌症等。因此,开发方便快捷的分析方法用于检测叶酸,具有重要意义。(2)我们以羟丙纤维素(HPMC)作为碳源,通过水热法制备了发蓝色荧光的碳点。通过荧光光谱、高分辨透射电镜、紫外-可见吸收光谱、红外光谱、X射线光电子能谱等手段对其进行表征。碳点的粒径大小约为5.6 nm,荧光量子产率为1.36%;最大激发波长和最大发射波长分别为310 nm和420 nm,同时发现碳点具有发射波长依赖于激发波长的性质;通过结构表征,发现碳点表面富含-OH和-COOH等水溶性官能团。利用碳点表面基团能与环丙沙星结合,建立了检测环丙沙星的新方法。其线性范围在10 nM-90μM之间,检测限为5.88 nM(3σ),说明其检测范围较宽和灵敏度高,表明本文建立的荧光分析方法可以用于环丙沙星的检测。环丙沙星是第三代喹诺酮类广谱抗菌药,由于其对革兰性阳性菌和革兰性阴性菌都有良好的效果,导致其在生物体残留增多,所以对其痕量残留进行检测是一项很有意义的工作。