近年来对具有重要生物和环境作用的物质,如汞离子(Hg2+)、L-半胱氨酸(L-Cys)和三硝基苯酚(TNP)等进行识别与检测已成为化学传感领域的研究重点。荧光光谱法具有的操作简单、检测限较低,且可以实现实时检测等优点使其成为优异的检测方法。其中,罗丹明类荧光探针由于具有良好的光物理性质而倍受关注。碳点,作为一种新型荧光碳纳米材料,能够克服传统荧光传感器水溶性较差的缺点,并且具有良好的生物相容性,被广泛应用于生物成像及检测领域。本文围绕着荧光化学传感器的设计、制备及性能等方面,进行了如下探索及改善工作：1,本实验制备了罗丹明酰肼衍生物和磁性壳聚糖微球,在此基础上,合成了具有核-壳结构的罗丹明内酰胺螺环结构修饰的荧光磁性吸附剂Rho-MCS。傅立叶变换红外光谱(FT-IR)以及热失重分析(TGA)测试表明罗丹明衍生物成功地负载到了壳聚糖微球上。Rho-MCS作为可肉眼识别的比色及荧光‘’turn-on"型汞离子探针,最低定量检测限可达到15 nM。此外探究了pH、温度、反应时间和Hg2+初始浓度等因素对Rho-MCS吸附性能的影响。结果表明在室温及中性条件下反应2 h,Rho-MCS对汞离子具有较高的吸附容量(337mg·g-1)、优异的清除性能(97%)及较高的可重复利用率。2,对蔗糖的磷酸溶液进行水热处理,得到量子产率为21.8%的水溶性荧光碳点CDl。它作为一种纳米传感器,能够简单快速地实现TNP敏感选择性的检测。实验结果发现,CD1可在0.2-17.0μM的线性范围内实现TNP的定量检测,检测限低至16.9 nM。真实水样中的加标检测结果进一步验证了碳点在检测TNP方面的实际应用潜力。碳点的水溶液可替代传统的染料被成功用于大肠杆菌的标记和细胞成像。3,分别以柠檬酸和缩二脲为碳源和氮源,通过微波法合成了荧光碳点CD2,并作为快速检测Hg2+和L-Cys的免标记荧光生物传感器。测试结果表明：在最佳条件下,碳点对Hg2+具有较宽的线性检测范围(2-22 μM),检测限低至0.017μM。同样的,在2-20μM的浓度范围内,相对荧光强度与L-Cys的浓度呈现良好的线性关系。此外还发现,基于CD2的荧光传感器可实现令人满意的NIH-3T3细胞荧光成像。4,通过共价键的作用将烟酸衍生物嫁接到碳点CD2表面合成了纳米材料CDs-niacin,其可作为荧光探针用于水分子的选择性检测。水分子与CDs-niacin间可形成光诱导电子转移效应,使系统的荧光发生猝灭。此外,CDs-niacin具有较高的细胞膜亲和力,能够成功地用于活体细胞的荧光成像。