开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
⒈研究背景
近年来，化工，冶金等行业使得大量富含重金属的废水排入了自然界水体中，当这些金属离子污染物进入生态系统中以后，这些重金属无法被生物所降解，有些甚至会转化成毒性更强的重金属化合物[1]，例如，Cu2 进入细胞后会改变细胞膜的通透性导致细胞内的可溶性物质外渗，电导率增加。重金属也可降低植物的光合作用[2]，对动植物产生严重威胁。重金属污染对于人的健康危害，一方面通过直接饮用造成重金属中毒，另一方面通过污染农产品和生物，经食物链危害人体健康[3]。随着配位化学、分析化学等多个学科的发展，越来越多的人开始研究生物体内的金属元素及其化合物，特别是痕量金属元素和生物大分子形成的生物配合物[4]。铜元素作为一种重要的微量元素，在生命过程中有着不可低估的作用。铜元素缺乏会导致神经系统失调，冠心病等疾病。而过量的铜又会导致溶血性贫血、肝炎[5]。因此建立一种能够快速、简便、灵敏地检测 Cu2 的方法显得尤为重要。
荧光传感技术在人类健康及与健康相关的环境方面做出巨大贡献，一直是热门研究课题，科研工作者不断致力于开发不同类型、不同检测机理以及针对不同分析物的荧光传感器。近年来，碳材料由于其成本低，绿色合成，化学稳定性高，环境相容性好等优点而广受关注。其中，碳点（CDs）由于其良好的光学性质以及可修饰的官能团因而广泛应用于传感器，生物成像，物质检测与分析等领域[6]。Shoujun Zhu,与Qingnan Meng等人在用于多色图案、传感器和生物成像的高光致发光碳点的研究中讨论了如何提高CDs的产量与产率的方法及所合成的发蓝光的CDs的用途。文中所提到的CDs由一种水热方法制备，首先通过冷凝柠檬酸和乙二胺进行作用，然后它们形成类似CDs的聚合物，然后碳化形成CDs。碳化的过程中需要由低到高控制温度。所制得的CDs具有良好的分散性且大多数粒子是无晶格的无定形碳粒子。同时也揭示了PL产生与猝灭和高QY的原因，PL行为与其激发态有关，PL强度与离子强度无关而与pH有关，pH过高或低都会降低CDs的QY，而在pH4-11时保持稳定。高功率的紫外线也会破坏CDs的光化学中心导致QY降低。文中也探究了CDs产生高QY的化学条件，发现OH、COOH和NH2基团对CDs的形成非常重要。最后设计了CDs的应用领域，比如印刷图案用于防伪，与某些聚合物制备纳米复合材料，利用Fe3 与CDs的特殊配位作用来检测Fe3 。文章研究了简便，高效的制备CDs的方法，化学结构，发光机理和应用领域。但在CDs确切的化学特性与实验中碳化温度的改变会造成何种影响这两个问题上仍待解决[7]。
Jie Chen等人喷雾法检测指纹的红色发射碳点：干燥过程中的混合环效应和非猝灭荧光一文中详细研究了将红色荧光碳点应用于潜在指纹（LFP）的可视化及其PL行为的机理。CDs的合成采用水热法以对苯二胺和磷酸为原料合成R-CDs。纯化后，将R-CDs溶解于盐酸水溶液中。溶液被密封在一个小喷雾瓶中，喷在指纹上使其显形。表征显示其在酸性溶液中有良好的分散性且易于接受H 离子形成正纳米粒子，正表面电荷对于指纹的检测非常重要，因为汗液和皮脂的残留物都带有负电荷。R-CDs的紫外可见吸收光谱和荧光光谱显示表面结构和状态是红色发射的原因。相应的发光机制可能归因于表面分子态荧光。在识别LFP方面，R-CDs的荧光染色过程和非猝灭荧光机理，这是基于“咖啡环”效应与脂肪酸和R-CDs的静电相互作用。文章完备展示了制备红色荧光碳点的方法，应用和发光机理[8]。
王晨星，魏建航等人在水热法合成双发射碳点的研究中制备了一种新型的具有双发射波长的荧光碳点（CDs）。以柠檬酸和苯并咪唑为原料，以甲酰胺为溶剂，采用一锅煮水热法合成CDs。结果表明，制备的CDs呈现蓝色荧光和红色荧光，在水溶液中有良好的分散性和光稳定性。，在465nm和588nm均有发射峰，并且发射峰在588nm时，对pH有良好的响应能力。进行表征后可以看出。CDs的这种发射峰随着激发波长而改变的现象，不仅是由尺寸大小引起的，更多的是由于CDs上发射位点被激发产生的荧光不同。同时说明合成的CDs含有氮原子的掺杂。并且存在大量的含有大量的含氧官能团。随后考察了pH值对CDs荧光性能的影响，无论是蓝光，还是红光，都在碱性介质中展现较强的荧光强度，但是红光在强酸性介质中荧光淬灭，蓝光在强酸介质中荧光强度降低，但是没有淬灭。除此之外，还可以明显的观察到，随着pH值的增加，CDs溶液的颜色也呈现出透明液体到由粉红色变化的趋势，并且，颜色逐渐由浅到深变化。由此可初步建立可视化检测pH的方法。这对荧光生物成像来检测生物体内pH值提供了重要的参考价值[9]。
本课题我们将制备一种荧光碳点，并将其用于生物样品中 Cu2 的定量检测，期望可以开发出简便、快速并且具有高选择性的荧光传感材料。
⒉拟解决的问题：
⑴荧光碳点的制备及表征
⑵ Cu2 检测条件的优化
