文献综述
一、柠檬酸钠为碳源的碳量子点荧光探针的意义和价值
1.1荧光探针的概述及作用
自然界中存在着各种金属，包括碱土金属、碱金属、过渡金属和重金属元素，而这些金属与环境、生物、医学和化学学科密切相关。例如镁离子在机体中的生化作用是十分重要的。镁能激活人体中的不少生物酶，对蛋白质的合成起重要作用。镁是构成叶绿素的重要成分。钙、钠离子是人类不可缺少的无机盐等等。一些重金属如汞、六价铬、铅等，是剧毒类金属元素，它们具有较强的潜在致癌和致畸性，对生物细胞、组织的毒性非常大，可使与新陈代谢相关的酶、生物蛋白质合成等出现异常。生命体中有益金属离子的浓度在一定的范围内则有利于生物的健康，而有害金属和有益金属离子浓度过大对环境和健康的危害也极大。因此对各种金属离子的监测和识别，将有助于研究金属离子在生物体内的产生作用机理、实时监测水质、土壤等环境中金属离子的含量、及时发现农作物所缺少的金属离子等等课题的研究。
而目前金属离子分析监测方法有原子吸收/发射光谱法、离子选择性电极法、金属离子指示剂和金属离子荧光分子探针等方法，但是传统的方法有其不足之处。随着技术的进步，金属离子荧光分子探针就顺势而生了，离子荧光分子探针的优点是简单方便、对特定金属离子的选择性和灵敏度都较高、可对金属离子实现(细胞内)原位分析和成像分析。
从20世纪初至今,有机荧光材料中研究的较为活跃和广泛的一类有机荧光材料是一种有共轭结构的分子内的电荷转移的化合物,此类化合物拥有较好的辐射衰变能力,同时也具有较高的荧光效率值[1]。一般认为，在一定的体系内，当某种物质或某一物理化学性质发生变化时，该分子的荧光信号会发生相应改变，该分子就称为某一物质或某一物理化学性质的荧光分子探针[2]。荧光探针在从紫外到近红外光区有特征荧光，且其荧光性质（如最大吸收和发射波长等）随着所处环境的改变而发生一定的变化。
1.2荧光探针的发光原理
荧光是一种光致发光现象，当某些物质受到紫外或可见光的照射时，吸收了能量，使得电子从基态跃迁到激发态，释放出能量而回到基态，发射出波长强度各不同的光，一旦停止照射，发光现象也就消失，即发射荧光，也就是荧光是受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基团所发出的辐射。
1.3荧光探针的结构
荧光分子探针【3】通常由三部分组成:受体、连接臂和荧光团。受体和荧光团分别代表着微观和宏观，也是目前研究的最广和最为成熟的两部分。受体即识别基团，是为实现选择性结合识别客体而设计的结构单元，它决定了荧光探针和识别客体之间结合的灵敏度和选择性。荧光团作用是将客体分子识别信息转化为荧光信号。连接臂部分连接荧光团和受体，此外它还起到当分析对象进入识别基团时引起荧光团的光化学性质发生变化的枢纽作用。当客体被识别时，荧光基团内在的光物理特性被影响，输出的荧光信号发生改变，例如荧光峰值位置的移动，荧光量子产率的高低，荧光寿命的变更，荧光偏振的改变以及新荧光峰的出现等。
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