作为一种新型的零维碳纳米材料,石墨烯量子点(GQDs)具有纳米尺寸、优异的发光性质、良好的生物相容性、极佳的稳定性,在生物医学领域得到广泛的应用。GQDs的发光性质易于调控,其发光波长可覆盖全可见光谱及近红外区域,且具有抗光漂白、抗光闪烁特性。虽GQDs的制备方法众多,但其微观结构各异,尺寸分布较广,分子结构不明确,严重阻碍其深入应用。针对以上问题,本文采用有机合成方法,制备核心结构为C_(96)的分子级GQD,并对其微观结构、光学性质及生物应用方面进行了研究。本论文的主要工作如下:分子级GQD的合成:(1)首先设计逐步有机合成路径,以芳香环小分子为前体,通过偶联、Diels-Alder和Scholl等反应,成功制备出核心结构为C_(96)的边缘甲基化分子1(MGQD-1);(2)其次通过Suzuki-Miyaura等反应,逐步合成了核心结构为C_(96)且边缘具有对乙氧基羰基苯基的分子2Japanese medaka(MGQD-2)。两者均有明确分子结构,其精确相对分子量均已由MALAI-TOF-MS表征获得。亲Ipatasertib试剂水性GQDs的制备:(1)利用硝酸将MGQD-1氧化为O-GQDs。O-GQDs呈现出优异的亲水性与高结晶度,其平均粒径为2.14 nm,具有激发非依赖性,最大发射波长为625 nm。(2)采用水解反应由MGQD-2制备出高结晶度的单层HMGQD,其平均粒径为2.34 nm,其发光具有非激发依赖性,最大发射波长为647nm。亲水性GQDs的生物应用:OCB-839核磁-GQDs和HMGQD生物相容性良好,在460 nm和520 nm光照下,都具有产生ROS的能力。在460 nm的光源下,以4T1细胞为研究对象,成功将O-GQDs和HMGQD用于细胞成像及光动力学治疗应用。