1、氧化石墨烯、碳點等碳納米材料因具有生物相容好、無毒性、有良好的水溶性等優(yōu)點引起了人們的廣泛關(guān)注。而且氧化石墨烯表面上有大量的含氧基團，如環(huán)氧基，羥基，羧基等，其表面上的這些極性官能團可與極性的有機分子或聚合物形成強化學鍵，或者之間發(fā)生相互作用而形成納米復合材料。碳點這種納米碳材料具有較強的熒光，并且其表面易于修飾，或者有的帶官能團的碳點可與功能性物質(zhì)結(jié)合形成納米復合材料。
　　熒光化學傳感器因具有操作簡單、選擇性好、靈敏度高、即時

2、性強、檢測限量低等優(yōu)點，在分析化學、生物化學、細胞生物學等諸多領(lǐng)域有廣泛的應用。因此設(shè)計及合成多種有效的熒光分子探針備受人們的關(guān)注。
　　本論文重點研究的是碳納米復合材料的制備及其熒光性質(zhì)。在本論文中，先將熒光染料與制備的氧化石墨烯共價結(jié)合，得到發(fā)光的氧化石墨烯納米復合材料。并對其光物理性質(zhì)進行了研究，接著將其應用于生物細胞成像，其中使用的香豆素類、苝酰亞胺類熒光染料是被廣泛研究的發(fā)光基團，這兩類染料摩爾消光系數(shù)高，吸光效率高，有

3、良好的光穩(wěn)定性，熒光量子產(chǎn)率高；再者，本論文制備了碳點/二氧化錳納米復合材料，并用其作為葡萄糖的熒光檢測探針。全文共分五個部分：
　　1.主要闡述了與本論文有關(guān)的研究背景，重點介紹了氧化石墨烯和碳點兩類碳納米材料的研究現(xiàn)狀，熒光傳感器的主要識別機理及本論文所選用的熒光物質(zhì)的性質(zhì)。
　　2.制備了氧化石墨烯和熒光納米碳點這兩種碳納米材料，并對其形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征，通過紫外吸收光譜和熒光光譜的方法研究了它們的光譜學性質(zhì)。結(jié)果表

4、明得到了弱熒光的氧化石墨烯納米片和較強熒光的碳納米顆粒，兩者均具有良好的水溶性。
　　3.基于氧化石墨烯與4-甲基-7-氨基香豆素(NH2-COUR)的共價作用制備了納米片熒光化學傳感器（GO-NH-COUR）。通過透射電鏡（TEM）、 X射線衍射（XRD）和紅外光譜對產(chǎn)品進行了形貌和結(jié)構(gòu)的表征。通過紫外-可見分光光度法、穩(wěn)態(tài)熒光光譜和時間分辨熒光的方法對GO、NH2-COUR和GO-NH-COUR在水和乙醇溶液中的光物理性質(zhì)進行

5、了研究。結(jié)果表明GO-NH-COUR探針在酸性到堿性的水溶液中，發(fā)生了得/失質(zhì)子的過程，酸性至近中性的pH值范圍內(nèi)，熒光強度增強。制備的復合納米片的優(yōu)點在于它不僅有在水中有良好的分散性，而且有良好的光學特性。共焦顯微鏡實驗表明GO-NH-COUR可以轉(zhuǎn)染活細胞，因而可用于熒光成像技術(shù)。
　　4.通過將氧化石墨烯（GO）與苝酰亞胺的非熒光衍生物（H2N-PDI-NH2）共價作用制備了可見光激發(fā)的納米熒光染料（H2N-PDI-NH-C

6、O-GO），并用透射電子顯微鏡、x射線衍射和傅里葉變換紅外光譜對產(chǎn)品進行了表征。熒光滴定分析表明納米片傳感器在水中存在三種酸堿平衡，pKa的特征值為分別為3.0，7.0和10.0。在酸性至近中性的pH值范圍（3.0-7.0）的得失質(zhì)子過程中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子化和中性形式的納米復合材料在UV/ Vis吸收光譜和熒光光譜中有移位。當激發(fā)波長分別為470 nm和530 nm時，質(zhì)子化和中性的H2N-PDI-NH-CO-GO的熒光發(fā)射最大值分別在~55

7、0 nm和~590 nm，并且都有較高的熒光強度。當在近中性pH值范圍，納米片熒光傳感器在不同的激發(fā)波長下可發(fā)出綠色或紅色熒光。時間分辨熒光顯示納米復合材料傳感器存在聚積作用，激光共焦顯微鏡實驗顯示了H2N-PDI-NH-CO-GO在活細胞中有潛在的應用前景。
　　5.基于簡單的化學還原法，制備了具有高靈敏度的檢測葡萄糖的熒光探針。當有二氧化錳時。MnO2納米片的吸收帶與碳點（CDs）納米顆粒的熒光發(fā)射光譜有很好的重疊，導致碳點的