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碳点（CDs）——尺寸<10nm的新型碳纳米材料。由于其光学性能稳定、表面易修饰、制备成本低廉、生物相容性好等特性引起了人们广泛的研究兴趣。尤其是掺杂后的荧光CDs比单纯的CDs具有更强的发光性能。因此,掺杂荧光CDs作为荧光探针被广泛应用于生物分析领域。本论文通过对荧光CDs的掺杂,制备了三种基于CDs的荧光体系,分别实现了对药物姜黄素、抗坏血酸（AA）、Cr（Ⅵ）、和Co2+离子的分析检测/细胞成像分析。第一章:简要概述了荧光CDs的性质及制备方法,并综述了其在分析应用方面的研究进展。第二章:以柠檬酸为碳源,尿素为氮源,通过简便、经济、绿色的一步水热合成法制备氮掺杂的碳点（N-CDs）。采用HR-TEM、DLS、FTIR、UV-vis、荧光光谱等对其结构和光学特征进行了表征。制得的N-CDs平均粒径5.23nm,具有25.4%的高量子产率（QY）,好的水溶性以及光稳定性,其最佳激发波长为360nm,发射波长为445nm。姜黄素在300到550nm间有一个宽的UV-vis峰,与N-CDs的激发和发射光谱都有良好的重叠。在姜黄素存在下,N-CDs的荧光被显著猝灭。由于加入姜黄素前后N-CDs的荧光寿命保持不变,因此这一猝灭可能是由内滤作用引起的。基于此,建立了水溶液中灵敏检测姜黄素的新方法,其线性范围是2.0×10-7～1.0×10-5 mol/L,检出限8.48×10-8mol/L（S/N=3）。该方法具有良好的选择性,人体中常见的离子及氨基酸等化合物均不产生干扰。且成功的应用于尿样中姜黄素的检测,回收率为95.71-103.81%。第三章:以绿色微生物质为天然碳源,即选取了四种代表性微生物酿酒酵母、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉的干燥菌体粉末作为绿色碳前体,采用简单的一步水热法合成了荧光N、P、S共掺杂的碳点（N,P,S-CDs）。以0.1M的硫酸奎宁为参照物计算四种菌体制得的QY,最终选择QY（12.54%）较高的酿酒酵母制得的碳点N,P,S-CDsac为研究对象。通过TEM和DLS对其形貌和粒径进行表征,结果表明N,P,S-CDsac平均粒径为3.85±0.50nm,晶格间距为0.267nm。元素分析、XPS、FTIR等表征结果N、P、S元素成功掺杂到了 N,P,S-CDsac表面。通过荧光、UV-vis光谱分析,N,P,S-CDsac激发和发射波长分别位于350和445nm处。在Cr（Ⅵ）离子存在下,N,P,S-CDsac的荧光显著猝灭,而加入抗坏血酸（AA）后,其荧光恢复。基于这一荧光猝灭-恢复现象,将N,P,S-CDsac发展为一种双功能荧光探针用于细胞内Cr（Ⅵ）和AA的分析测定。Cr（Ⅵ）和AA的线性范围分别为0.5-50 μM和5-300μM,检出限分别为42nM和2.7μM（S/N=3）。将N,P,S-CDsac应用于人体宫颈癌细胞SiHa细胞的共聚焦荧光成像,其可以进入细胞并进入细胞质和细胞核中,表明在生物成像中获得令人满意的结果。第四章:采用一种简便无能耗的合成方法制备N、P共掺杂的碳点（N,P-CDs）并将其应用于细胞成像和Co2+的检测。该方法是以蔗糖为碳前体,通过乙二胺和浓磷酸二者的中和放热反应碳化蔗糖而得。HR-TEM、元素分析、XPS、FTIR表征结果显示,制得的N，P-CDs平均粒径为3.44±0.20nm,晶面间距为0.192 nm,且N、P元素成功的掺杂在了 N,P-CDs表面。从UV-vis、荧光光谱测定结果可知,N,P-CDs的QY为5.77%,激发和发射波长分别位于410nm和505nm处。MTT结果表明:N,P-CDs具有低细胞毒性,可以作为生物成像试剂应用于细胞成像。此外,当Co2+存在时,能有效地将N,P-CDs荧光猝灭,且其他常见金属离子对其没有干扰,进而发展了一种灵敏度高、选择性好的检测Co2+的方法。该方法可在0.05-10 μM的线性范围内检测Co2+,检出限为59nM。第五章:本论文对掺杂的荧光CDs作为探针,在药物分析、离子检测、细胞成像方面的研究结果做了总结,并对下一步工作进行了展望。