碳点是一种粒径小于10 nm的碳纳米晶,由于具有良好的生物相容性和低毒性、良好的水溶性、很好的化学惰性、抗光漂白性以及可调的带隙等优点,作为碳纳米家族的一颗新星,引起了人们的广泛关注。尤其是碳点具备独特的光学和电化学性质,在传感、光电子、生物医药和电催化等领域具有潜在的应用。乙酰胆碱,作为一种研究最为普遍的神经递质,在中枢和外周神经系统起着神经传导的作用。乙酰胆碱在多种生命过程中,如学习、记忆、情感和运动等,都起到了重要的作用。因此,神经系统中乙酰胆碱的检测十分重要。另外,乙酰胆碱不仅存在于神经系统中,而且普遍存在于一切活细胞中,包括上皮细胞、内皮细胞、免疫细胞等,这些细胞中合成的乙酰胆碱属于非神经性乙酰胆碱系统。在非神经性乙酰胆碱系统中,乙酰胆碱可以调节不依赖神经的细胞功能,如增殖、分化、细胞骨架构建、运动、分泌、鞭毛活动和局部释放调节等。然而,非神经性乙酰胆碱系统中,乙酰胆碱的含量非常低,为pmol L-1级。因此,非神经性乙酰胆碱系统中乙酰胆碱的检测不仅非常重要,而且还是一项具有很大挑战性的工作。在本论文研究中,我们开发了一种新的制备碳点的方法,并利用碳点/层状双金属氢氧化物复合物和碳点/阳离子二肽纳米囊泡复合物分别构筑乙酰胆碱电化学和电致化学发光生物传感器。具体工作如下：1、高能球磨法制备碳点利用高能球磨活性炭和氢氧化钾的混合物,再经过超滤纯化的方法制备了具有丰富表面态的碳点。所制备的碳点展现了双波长荧光性质。进一步研究表明,第一个发射峰与表面含氧官能团数量有关,且不随激发波长的移动而移动；第二个发射峰与碳点的粒径有关,且随着激发波长的增加单调红移。同时,所制备的碳点也展现了双波长电致化学发光性质。2、基于碳点修饰花状镍铝层状双金属氢氧化物构筑无酶乙酰胆碱传感器利用水热方法合成了由纳米片交叉连接构成的高比表面积花状镍铝层状双金属氢氧化物,之后,将带有负电荷的碳点修饰到镍铝层状双金属氢氧化物表面而获得镍铝层状双金属氢氧化物/碳点复合物。与纯的镍铝层状双金属氢氧化物相对比,镍铝层状双金属氢氧化物/碳点复合物展现了更好的导电性和电催化氧化乙酰胆碱的能力。此镍铝层状双金属氢氧化物/碳点复合物修饰的玻碳电极对乙酰胆碱的检测具有宽的线性范围(5-6885μmoL-1),高的灵敏度(133.20±0.03mAM-1cm-2)和低的检测限(1.7μmol L-1)。同时,此生物传感器还表现出了良好的耐久性和长期稳定性,以及非常好的选择性。这些优异的性能要归功于镍铝层状双金属氢氧化物和碳点之间的协同作用：由纳米片交叉连接构成的高比表面积花状镍铝层状双金属氢氧化物有效地提高电极与电解液的接触面积,从而加快了反应动力学；带有负电荷的碳点修饰在带有正电荷的层状双金属氢氧化物的层板上,提高了镍铝层状双金属氢氧化物/碳点复合物的导电性,生物相容性以及对乙酰胆碱的亲和力。3、基于阳离子二肽纳米囊泡/碳点复合物构筑乙酰胆碱电致化学发光传感器利用阳离子二肽纳米管向阳离子二肽纳米囊泡的微结构转变,将单分散的碳点嵌入到阳离子二肽纳米囊泡壁内形成阳离子二肽纳米囊泡/碳点复合物。此复合物具有良好的生物相容性,结构稳定性以及由于二肽纳米囊泡和碳点双电致发光体之间的协同作用而产生的稳定而强烈的电致化学发光信号。此阳离子二肽纳米囊泡/碳点复合物修饰电极可以用于乙酰胆碱超灵敏检测,检测限可低至2.4 pmol L-1(信噪比为3),同时,此体系还具有很好的选择性和长期稳定性。此优异的性能要归功于阳离子二肽纳米囊泡和碳点之间的协同作用：带阴离子表面电荷的碳点嵌入到阳离子二肽纳米囊泡内,形成稳定的结构；二肽纳米囊泡和碳点形成复合物,使电致化学发光的路径增加；二肽纳米囊泡和碳点都对乙酰胆碱具有很好的选择性。这种具有协同作用的纳米复合材料将在生物传感器、生物成像、生物药物、生物电子、生物催化和生物能源等领域具有广阔的应用前景。