荧光碳纳米材料作为一种廉价易得的新型生物友好发光材料,具有优异的发光性能,如发光稳定性好、抗漂白性、尺寸和激发波长依赖性等优点。相对于传统应用于生物相关检测的荧光材料（如CdTe、CdS等）,由于碳纳米荧光材料以碳为基本骨架,不含重金属元素,细胞毒性大大降低。该新型碳纳米材料在某些程度上也解决了传统荧光纳米材料易团聚、低水溶性的缺陷,并具有更高的荧光性能和光稳定性。如此种种优良特性,使得荧光碳纳米材料不仅在物理发光、发光材料等领域有着较大的应用空间,在荧光标记、药物载体、疾病诊断等生物医学方面同样有着巨大的潜力。而纸芯片技术以基于纸质的微流控分析设备为概念自2007年第一次被提出以来,因其材料价格低廉、生物相容性好、易制备、易处理、样品需求少等优点而迅速发展起来成为研究热点。基于以上,本文将荧光碳纳米材料与纸芯片技术结合,对低成本生物友好的检测方法的开发进行了探索。首先,本文主要以盐酸多巴胺为碳源,邻苯二胺为修饰剂,探究其最优合成条件,通过水热法制备了一批发射波长约为600 nm的近红外发光碳纳米材料,其最佳合成条件为反应温度为180℃,反应时间为16 h（λem:596 nm,λex:532 nm）,在室温下具有良好的水溶性。进一步研究了该碳纳米材料对微痕量重金属检测的可行性,经过大量的重金属实验筛选,发现该材料可用于对Hg²⁺的高选择性专一检测。在0⁰.04μg/mL以及0.6¹0μg/mL范围内,该碳纳米材料对Hg²⁺的检测表现出良好的线性响应,检出限低至0.0006μg/mL（S/N=3,n=6）,此外,经过细胞毒性实验分析,证明材料生物毒性较低,具有生物友好性。其次,本文利用常规喷墨打印机将所制备的新型碳纳米材料固载于纸芯片材料上,从而构建了可用于重金属Hg²⁺快速检测的纸芯片检测条带,值得一提的是,纸芯片检测条带制备作过程简单,工具商品化,且所固载的碳材料荧光稳定性好,可作为低成本检测器件使用。文中进一步对碳材料打印条件进行了考察,主要包括油墨成分、打印所用的纸基底材料、打印次数,最终选定最佳条件为:选择Whatman 4号滤纸作为打印基底,打印次数为20次,油墨成分为含碳纳米材料浓度为60μg/mL。本文的第三章,主要介绍了纸芯片检测条带结合配套有3D自动进样平台的便携式荧光仪器的应用。为了使纸芯片检测过程能够实现自动化的批量检测,实验中设计了可在便携式微流控荧光检测仪器中配套使用的3D打印制作而成的自动进样器装置,通过步进电机和程序为平台提供定时定点检测,可配套纸芯片检测条带使用,从而实现连续大批量快速进样。此外,本文仪器设备在与商品化仪器的测试对比实验中,该便携式仪器检测效果与商品化仪器检测效果一致,检测结果可靠。最后,考察了纸芯片在应用于Hg²⁺检测的主要影响因素,主要包括Hg²⁺检测响应时间、纸芯片耐盐程度、pH条件等等。应用固载有碳纳米材料的纸芯片条带器件,实现了水样中微痕量重金属Hg²⁺的检测,检出限可达0.0005μg/mL（S/N=3,n=6）,加标回收率在90%¹17%之间,方法重现性较好。此外,在一个月周期内,考察了纸芯片器件的荧光强度稳定性,以便于更好的实现其实际检测应用。