随时间和空间不断变化的微环境中的动态生物化学信息的获取正日益成为限制生命过程深入研究的瓶颈.生物纳米技术所具有的种种优势,为解决此类难题带来了新的希望.本文提出了“时-空耦合”调控活细胞内不同生化反应途径进行量子点等纳米标记材料合成的策略，以制造合成的机会和更多控制的机会，使得自然界从未发生而永远也不可能自发发生的合成成为可能，成功实现了活细胞可控合成半导体荧光CdSe纳米晶，其生物相容性、稳定性、粒径(发光颜色)的可控性均较好。进一步将此原理扩展，将制造的细胞内的过程转移至细胞外，通过胞外模拟的“准生物体系”，也成功实现了水溶液中极难溶、超小粒径、低毒、近红外荧光AgzSe量子点的可控制备，在粒径和性质极难在水相中控制的无机纳米晶材料的合成方面进行了有益的探索。得到的AgzSe量子点具有良好的耐光漂白性质和荧光穿透性，可用于活体动物的体内成像。此外，还利用电化学方法实现了对荧光碳点的粒径及表面状态的调控，提出了一种可控制备碳点的新策略，阐明了一种表面氧化相关的碳点的发光机理，为认识碳点及其它荧光标记纳米材料的发光机理及有目的地改造这些纳米材料的性质找到了一个切入点。