食品分析在监测食品质量以进行公共卫生风险评估方面是必不可少的。传统的分析方法可以满足实验室对食品常规分析的要求。然而,严峻的食品安全形势迫切需要操作简单、快速、低成本的分析方法,甚至是实现现场、便携式携带和家用的检测手段。荧光分析法具有灵敏度高、操作方便、成本低、结果输出快等显著优点,在食品分析领域具有巨大的应用潜力。碳点（CDs）是近年来兴起的新型碳纳米材料,在众多的荧光材料中独占鳌头。与传统荧光材料如有机荧光染料、金属纳米粒子/纳米团簇和量子点（QDs）相比,CDs具有制备简单、成本低、光学性能优异、细胞毒性低、生物相容性好、耐光漂白等优点。因此,基于CDs的荧光传感为食品成分分析、微量有害物质检测和监测提供了良好的分析平台。此外,为了克服受复杂食品基质中各种组份干扰及低灵敏度和选择性的挑战,基于纳米CDs的自标定比率型荧光传感被认为是对食物基质中目标分析物进行特异性识别的一种有效策略。本文以含不同官能团的有机小分子为碳源制备荧光CDs,构建了基于CDs的比率荧光传感平台,应用于食品成分分析和食品安全检测方面的相关传感分析。具体研究内容如下:1.以2,5-二羟基对苯二甲酸为前驱体,采用溶剂热法合成了蓝色荧光CDs。所制备的CDs表面含有丰富的羧基和羟基,同时表现出激发不依赖的发射特性和良好的化学稳定性。有趣的是,随着有机溶剂中水分含量的增加,CDs的荧光颜色发生了从蓝色到绿色的转变,这可能是由于CDs与水分子间氢键形成激发态分子内质子转移（ESIPT）效应。在此基础上,设计了一种比率型荧光传感器测定有机溶剂中的水含量,该方法具有自校正、可视化、快速响应和灵敏度高等特点。线性范围为0.2–6%（v/v,乙醇）,检测限（LOD）为0.052%。基于智能手机的定量分析可以通过色彩处理应用程序App“Color Analyzer”和负载CDs的试纸条来实现,并成功应用于监测酒样中的水分含量。同时,制备的CDs/聚合物薄膜可用于评估湿度传感平台。值得说明的是,这种基于CDs的试纸条和聚合物薄膜都具有循环使用性,制备的CDs在防伪方面也有很大的应用潜力。2.金属离子介导的反应策略通常为检测生物小分子分析物提供便捷有效的分析方法。金属离子的特性,如非配对电子、空轨道和重原子效应,有助于通过能量或电子转移导致荧光团的发射关闭。在此,进一步利用已制备的CDs,开发了一种基于Cu2+介导荧光CDs性能的改变而构建的硫化氢（H2S）比率型荧光传感器,该传感器对H2S的检测灵敏度较高且响应时间快,可以通过荧光颜色变化清晰识别。线性范围为10–500μM,LOD为5.48μM。由于硫离子与Cu2+的超强结合能力,该比率传感器具有较高的选择性,成功用于检测啤酒样品中H2S的含量,回收率达到89.1–97.4%。同时,也成功应用CDs-Cu2+负载薄膜监测气态H2S。因此我们所开发的传感平台具有较好的应用前景,可用于复杂环境中的H2S检测。3.虽然上述双发射探针不需要标记,且易于使用比率测量方法,但局限于应用具有基态和激发态转换,可以产生新的发射带和提供位移的荧光团,荧光颜色变化通常发生在相邻的色带,可能会影响视觉检测的可靠性。选择一个外加的参考荧光团可以克服这个问题。为此,开发了一种基于组胺响应的CDs传感系统,用于食品腐败过程的视觉监测。在该体系中,CDs表面的醛基作为识别位点,与组胺上的氨基结合形成希夫碱,有效增强荧光。另一方面,引入红色染料1-氨基蒽醌（ANQ）作为参考信号,使荧光探针具有自校准能力。随着组胺浓度的增加,组胺浓度呈线性比率响应,荧光颜色由红变蓝。线性范围为0.2–20μM,LOD为0.036μM。此外,基于试纸条的智能手机视觉检测也成功用于评估和监测鱼类样本中的组胺含量。我们提出的传感策略已被证明是有效和稳定的,在食品腐败的实时视觉监测方面具有巨大的潜力。