石墨烯量子点(graphene quantum dots，GQDs)由于其自身的优良性质，近几年吸引了广泛的研究兴趣，已经在药物转运、生物传感器、生物成像和抗癌药物等方面展示出潜在的应用前景。因此制备高质量、适合生物医药应用的GQDs就尤为重要。目前文献已报道多种制备GQDs的方法，但大部分制备方法对GQDs的尺寸大小不可控。我们课题组前期初步研究发现金属离子可以用于分离制备的GQDs，得到尺寸均一的GQDs。　　基于课题组前期的研究，本论文系统考察了金属离子用于GQDs的大小分离及其机制，且对分离后得到的GQDs在生物领域的应用做了初步研究。首先我们考察了不同金属离子的分离效率，发现利用铝离子(Al3+)可得到尺寸约为3-10nm的GQDs，且相比其它金属离子，Al3+的分离效果最好。利用荧光光谱(FL)、紫外光谱(UV-Vis)、聚丙烯酰胺胶电泳(PAGE)及原子力显微镜(AFM)等方法对分离得到的GQDs进行了系统的表征。通过红外吸收光谱(FT-IR)等手段探究了金属离子分离GQDs的机理，发现金属离子可与GQDs边缘上的羧酸根进行鳌合，尺寸较大的GQDs容易发生团聚，因而很容易通过离心的方法将其分离，上清液中则保留了尺寸较小，横向尺寸分布范围较窄的GQDs。初步研究表明分离得到的小GQDs对细胞的毒性大于未分离的GQDs。这种分离方法为获得能在生物医药以及材料器件等领域应用的GQDs在提供了材料基础。　　用Al3+分离得到的GQDs虽然尺寸分布较窄，但是其荧光量子产率较低。因此我们又利用氨水作为氮源通过水热反应对初始制备的GQDs结构进行了修饰，期望提高GQDs荧光量子产率。初步研究发现掺氮后的GQDs(N-GQDs)与细胞共培育后，荧光量子产率明显提高，在荧光显微镜下可观察到细胞内发蓝色荧光的N-GQDs，表明N-GQDs可用于追踪GQDs在细胞内的分布等性质，为研究GQDs在药物转运、生物成像等方面应用奠定了基础。