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碳量子点（Carbon nanodots,CNDs）也简称碳点,是一种新兴的荧光纳米材料,具有制备简单、荧光量子效率高、光稳定性好、毒性低、成本低廉等优点,近年来在能源、传感、生物等领域成为研究的热点。其中在传感领域,碳点可作为荧光探针实现对离子或小分子的检测,检测原理是特定分子对碳点荧光的猝灭,而检测灵敏度和选择性是荧光探针的两大性能指标。碳点荧光猝灭的机理可分为电子转移和能量转移两大类,具体又可包括光致电子转移（Photoinduced electron transfer,PET）、荧光共振能量转移（Fluorescence resonance energy transfer,FRET）、内滤效应能量转移（Inner filter effect,IFE）等。碳点荧光检测的选择性,与碳点和特定分子之间的相互作用有关。而检测灵敏度,则取决于碳点荧光猝灭的程度,这与碳点的光谱特性有很大联系。针对不同的检测分子,对碳点进行合理的光谱调控,提高检测灵敏度,对发展碳点荧光探针的应用具有重要意义。本文将碳点应用于对丙酮和Cu2+的检测,在能量转移和电子转移两方面,通过对检测机理的探索研究,及对碳点结构和光谱特性的调控,使检测性能得到了优化。主要内容可分为三个部分:1、碳点发光波段调控,及丙酮探针检测灵敏度的提高利用丙酮分子独特的光谱性质,构建碳点荧光探针。使用葡萄糖制备得到的碳点,利用其与丙酮之间的光谱重叠,实现了对溶液丙酮的选择性检测。进一步的,以β-乳球蛋白为原料,制备得到一种新型碳点,利用其发光光谱的蓝移,增加了其与丙酮之间的光谱重叠程度,从而提高了检测丙酮灵敏度,检测限从0.13%左右降低到0.09%左右。2、碳点的光学特性对光致电子转移检测Cu2+灵敏度的影响通过制备表面氨基数量和荧光量子效率不同的碳点,用于对水溶液中Cu2+的检测,对光致电子转移过程的影响因素进行了研究。结果表明,相比文献中一般认为的表面基团数量,碳点本身的荧光量子效率对其荧光猝灭的影响更大,并基于此提出一种可能的机理解释。3、碳点荧光薄膜的制备及对Cu2+的固态检测将碳点与海藻酸混合,制备荧光薄膜,优化浓度、比例等制备工艺。使用表面带羧基（-COOH）和氨基（-NH2）的两种不同碳点,比较它们在溶液和薄膜中对Cu2+的响应灵敏度。在溶液中,NH2-CND对Cu2+的响应灵敏度较好,而在薄膜中则是COOH-CND对Cu2+的响应较好。通过这一实验结果,验证了碳点在薄膜中不同于液态的检测机制,发展了对Cu2+快速便携的固态检测。