摘要: 铁和铜作为常见的过渡金属元素，在人体的许多生理和病理过程中发挥重要作用，二者在人体中异常代谢会导致一系列疾病，如心血管疾病﹑肾脏代谢性疾病﹑癌症﹑阿尔茨海默氏症和帕金森病等。谷胱甘肽（GSH）作为必需的内源性抗氧化剂，在维持细胞稳态和... 展开 铁和铜作为常见的过渡金属元素，在人体的许多生理和病理过程中发挥重要作用，二者在人体中异常代谢会导致一系列疾病，如心血管疾病﹑肾脏代谢性疾病﹑癌症﹑阿尔茨海默氏症和帕金森病等。谷胱甘肽（GSH）作为必需的内源性抗氧化剂，在维持细胞稳态和平衡﹑保护细胞免受氧化应激等方面起着不可或缺的作用。因此，实现对Fe2+﹑Cu2+和GSH的选择性和灵敏性检测具有重要研究意义。 荧光探针由于其高灵敏度﹑出色的选择性﹑快速响应和清晰成像等优势而备受关注。目前，检测Fe2+﹑Cu2+和GSH的荧光探针主要是有机荧光分子探针和化学修饰的量子点。但是，有机分子探针和化学修饰的量子点大都因毒性高﹑环境污染大﹑修饰困难等缺点限制其在传感方面的进一步应用。碳点（CDs）因其体积小﹑水溶性好﹑生物相容性高﹑发射谱带宽﹑光学性质稳定及制备成本低等优点引起人们的广泛关注。基于此，本论文的主要研究工作如下： 以PEI为原料，DMF为溶剂，通过简单的一步溶剂热法成功制备了能够发射明亮蓝色荧光的CDs。通过多种表征方式对CDs的形貌和结构进行了表征。实验结果显示所制备的CDs呈球形﹑晶格结构清晰，表面存在羧基﹑羟基﹑氨基等官能团。因此，该CDs表现出优异的发光性能﹑良好的光学稳定性和水溶性。优化实验条件后，该探针对Fe2+显示出高的选择性和灵敏度，其检测限（LOD）为51nM。此外，根据轨道能级的构建，推断出Fe2+淬灭CDs自身荧光的机理。初步的生物学实验表明，CDs具有良好的生物相容性，可以监测活细胞中Fe2+的浓度变化。 以L-半胱氨酸和PEI为碳源，通过一步溶剂热法制备得到一种氮和硫共掺杂的碳点（N,S-CDs）。该N,S-CDs作为一种选择性的荧光探针，通过“on-off-on”模式检测水溶液中的Cu2+和GSH。该荧光探针具有快速响应﹑高灵敏度和优异的选择性等特征，不仅可以检测自来水和湖水中的Cu2+，而且还可以检测BSA溶液中的GSH。该荧光探针对Cu2+和GSH的LOD分别为38nM和41nM。此外，由于该N,S-CDs光学性质稳定及生物相容性好，能成功检测活细胞中的Cu2+和GSH。因此，该荧光探针在环境监测及生物传感方面具有潜在的应用价值。 收起