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碳量子点简称碳点，是在2004年被发现的一种新型碳纳米材料，一般为粒径小于10nm的准球形颗粒。由于碳量子点具有发射波长可调、强度稳定且无光闪烁以及上转换等优异的荧光性质，另外还具有低细胞毒性、良好的生物相容性和表面易修饰等优点，已在荧光探针、生物标记、药物/基因载体、诊断-治疗、光电子器件和光催化等领域都体现出重要的应用价值。本论文聚焦这一新兴研究方向，在对目前碳量子点的研究现状进行综述的基础上，提出一条从碳量子点新型制备方法开发、荧光性质研究以及其在癌细胞成像、荧光传感器及光热抗癌细胞方面的应用的研究思路。主要研究内容如下: 一、综合水热法的溶剂绿色和微波法的快速的优点，利用微波消解仪，开发出一种能快速、绿色地制备高质量荧光碳点的新的微波-水热法，并对碳点的形貌和光学性质做了表征和测定。所制得的碳点平均粒径为3.1nm，荧光发射峰半高全宽65nm，量子产率15％。比用相同碳源的水热法或微波法得到的碳点，具有更均匀的粒径分布和大幅提高的荧光量子产率。并将这种细胞毒性低、荧光强度稳定的碳点用于对乳腺癌Bcap-37细胞和正常的乳腺细胞Hs-578细胞的成像应用。同时利用碳点表面含有大量带负电荷的羧基的特点通过静电吸附和觚堆积连接抗癌药盐酸阿霉素，证实所制得的碳点具有药物载体的潜力。 二、以上述微波-水热法制备的荧光碳点为基础，构建一种检测抗坏血酸的“关-开”型荧光探针。向荧光碳点水溶胶中加入能有效猝灭荧光强度的Fe3+后，被猝灭的荧光强度随着抗坏血酸的加入又逐渐增强，并且在一定浓度范围内体系的荧光强度与抗坏血酸的浓度呈线性关系。据此构建出一种具有高选择性的“关-开”型检测抗坏血酸的荧光碳点探针，并探讨了荧光猝灭和恢复的机理。相对于其他检测抗坏血酸的荧光探针，这种探针具有最宽的线性检测范围和最低的检出限。并将这种探针用于抗坏血酸-脂质体包封率的测定。 三、以活性碳为原料，通过微波回流法，一步、简易地制得水溶性的两种粒径的碳点。小粒径的碳点具有良好的荧光性质，较大粒径的碳点展现出良好的光热效应，在2W/cm2的808nm的近红外激光照射下，2mg/mL的大粒径碳点水溶胶在5min内相对于相同体积的纯水温度升高12.3℃。通过MTT法测定证实碳点具有低的细胞毒性后，利用两种粒径碳点的荧光性质和光热效应，分别用于细胞成像和利用近红外光杀死癌细胞。即这种一步法制备的多功能的碳纳米材料可以被同时应用于细胞成像和光热肿瘤治疗。