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碳点（Carbon Dots，简称CDs）是一种尺寸小于20nm的碳基荧光纳米材料，因具有优异的荧光性能、低毒性、良好的水溶性及表面易修饰等优点，而在光学成像中的应用崭露头角。碳点克服了有机荧光染料和半导体量子点等传统光学成像探针毒性大、水溶性差且光学稳定性差的问题，而有望成为替代传统光学探针的新型材料。碳点发展十余年，在制备方法和荧光性能方面均得到长足发展，但仍存在不足之处，如缺乏宏量制备碳点的方法;目前报道的碳点的荧光发射多集中于蓝绿光区域，对组织损伤大、穿透力差且有强的荧光背景噪声，关于近红外荧光碳点的报道很少，且前驱体多为有毒的化学试剂，后处理过程较为繁琐;已报道的红光碳点或者近红外荧光碳点的发射波光谱仍较短，主要集中在600-650nm。本论文有效解决了上述三方面的问题。 本论文选择常见生物质碳源（柠檬酸、木质素磺酸钠、蔗糖、葡萄糖）和化工原料（对苯二胺）为碳源，采用熔盐法宏量制备出一系列的高产率且尺寸分布较窄的荧光碳点，产率在25.8％-66.7％的范围内，高于相同碳源下其他方法制备得的碳点的产率，成功验证熔盐法宏量制备碳点的普适性。以柠檬酸(CA)作碳源制备碳点(CA-CDs)为例，表征其形貌、结构、光学性能，探索其在生物成像中的应用。CA-CDs的尺寸分布为1.0-3.5nm，平均粒径为2.4nm，尺寸均一且分布较窄，产率为39.6％，量子效率为20.8％，表现出优异的生物相容性和稳定的光学性能，成功用于细胞荧光成像。又以CA-CDs为载体，在其表面负载顺磁性离子-钆离子(Gd3+)后得到的Gd-CA-CDs，实现了核磁共振成像和荧光成像的双模态成像。 本论文以富含叶绿素的菠菜为碳源，通过一步溶剂热法控制碳点成核过程，成功制备得“类卟吩结构”原位修饰的红光碳点，也是首次报道利用生物质为前驱体制备出红光碳点(R-CDs)。所制备的R-CDs在水中有良好的分散性，优异的荧光性能，其最佳发射峰位于680nm，量子效率高达20.5％，且耐光漂白，在不同溶剂中R-CDs可长期保持荧光性能稳定，模拟体内环境，对人体组织中正常浓度下的金属离子表现出较高的抗金属离子干扰的能力，细胞毒性很低，成功应用于细胞荧光成像中。此外，通过对比不同碳化温度下得到的碳点的荧光性能，推测R-CDs的发光可能源于介于完全碳核态和分子态之间的过渡态的发光。 本论文选取四苯基卟啉为碳源，先磺化改善水溶性，再水热法制备得近红外荧光碳点(IR-CDs)，其最佳发射波长可达692nm，系统表征结果显示NIR-CDs是一种平均粒径仅有2.3nm，且分布较窄，具有优异荧光性能的、毒性较低的近红外发射的荧光碳点，成功实现了体外细胞成像和体内活体成像，并且展现在生物靶向成像中潜在的应用价值。