硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体，像一氧化碳（CO）与一氧化氮（NO）一样，硫化氢（H2S）被认为是第三种重要的气体信号分子。硫化氢在人体的各种生理学过程中和病理学过程中起着重要的作用，例如，神经调节、血管舒张、发炎、血管生成调控、细胞凋亡、肝硬化、免受局部缺血或再灌住受伤处等。目前，对于硫化氢的检测通常用比色法、电化学测定法、离子色谱法、荧光测定法等。碳量子点是近些年发现的一种新型的碳纳米材料，其粒径小于10nm。碳量子点具有很多的优点如：荧光强而稳定、耐光漂白、无光闪烁现象、毒性低、生物相容性好，激发光谱宽而连续，并且可实现一元激发多元发射。此外，碳量子点既可用于单光子成像，又可用于双光子成像，有望替代无机量子点成为生物医学领域中最具应用前景的环境友好型荧光纳米材料。在Cu2+离子选择性猝灭功能化碳量子点荧光的相关报道基础上，本论文利用S2-离子竞争结合Cu2+离子使功能化碳量子点的荧光恢复这一现象，开发了基于功能化碳量子点的H2S定量分析方法，并将其应用于活体细胞中的H2S荧光成像。此外，还尝试制备了一种新型的含氮碳量子点，并将其应用于Cu2+离子的荧光分析。具体的研究内容及结果包括以下几个方面：1.功能化碳量子点的制备与表征在电化学的方法合成碳量子点（C-Dot）的基础上，将其用N-(2-aminoethyl)-N,N,N-tri(pyridine-2-ylmethyl)ethane-1,2-diamine (AE-TPEA)修饰，制备了功能化碳量子点（C-Dot-TPEA）。使用FT-IR、TEM、AFM、荧光等技术对该功能化碳量子点进行了表征。结果显示，所合成的功能化碳量子点同时具有单光子和双光子荧光响应特性，且耐光漂白和在溶液pH=6-9的范围内荧光响应稳定。2.功能化碳量子点应用于H2S的定量分析和荧光成像实验测定了C-Dot-TPEA，在488nm (单光子)和800nm (双光子)激发条件下，其荧光响应随溶液中Cu2+离子浓度和S2-离子浓度的变化。结果显示，在单光子与双光子激发条件下，C-Dot-TPEA-Cu2+均可作为荧光探针应用于水溶液中H2S的定量分析，其线性范围为0.7-100μM。此外，C-Dot-TPEA-Cu2+作为低毒性、高渗透性的荧光探针，被成功应用于活体细胞中的H2S荧光成像。3.含氮碳量子点的制备及其在Cu2+离子荧光分析中的应用利用电化学的方法，以乙二胺为原料合成了一种含氮碳量子点，并使用TEM、红外、元素分析等对其形貌、元素含量等进行了表征。该含氮碳量子点水溶性好，激发光谱范围宽，并具有双光子激发特性，可用于水溶液中Cu2+离子的荧光定量分析。