新型碳纳米材料——发光碳量子点（Carbon dots,CDs）具有荧光信号稳定、无光闪烁、激发波长和发射波长可调控等独特的光学性质，以及生物毒性小和生物相容性好等优势，逐渐成为碳纳米材料的研究热点。本学位论文用微波法合成了具有优良光学特性的CDs，并展开以下研究。（1）探讨了表面活性剂、氧化剂、还原剂、离子、酸、碱、温度、时间等因素对CDs荧光性质的影响，不仅获得上述因素影响CDs荧光信号和波长的规律，而且发现CDs荧光信号对体系pH值和某些离子有灵敏的响应，有望开发新的pH传感器和离子探针用于pH值和离子的测定。这些研究结果为CDs的深入研究与应用奠定了实验基础。（2）基于CDs表面的–COOH和F–配体之间竞争交换反应而形成Zr（F）2EDTA，以及该探针“开”与“关”时荧光信号的变化（F）与F–在1.0×10^-10–1.0×10^–8mol mL^–1范围的线性关系，设计了一种测定F^–含量的开关式探针Zr（CDs–COO）₂EDTA。该探针可用于牙膏和水样中F–含量的快速检测，结果与离子色谱法相吻合，体现了其灵敏、准确、选择性好、简便、无污染的优势。同时探讨了该开关式荧光探针测定F–的机理，为新型开关式探针的开发与应用提供理论依据。（3）研究发现赖氨酸（Lysine，Lys）可以增强牛血清白蛋白（Bovine serum albumin，BSA）修饰的CDs的荧光强度，而Cu²⁺与CDs–BSA–Lys的反应导致体系的荧光强度剧烈猝灭，据此首次开发了高灵敏(检出限为5.8×10^–13mol mL^–1)的测定Cu2+含量的CDs–BSA–Lys荧光探针。该探针与等离子体质谱（Inductively coupled plasma-massspectroscopy，ICP–MS）测定头发和自来水的结果无显著差异，显示其灵敏、准确、选择性好等分析特性。同时探讨了CDs–BSA–Lys荧光探针测定Cu²⁺的反应机理，推动了CDs分析应用方法学的研究进展。