纳米金刚石(nanodiamond，ND)是具有纳米尺寸的金刚石(diamond)晶体，本文的主要研究对象是由爆炸法合成的纳米金刚石和由高温高压法合成的纳米金刚石。其中，爆炸法合成的纳米金刚石具有晶体缺陷，因其特殊的晶格结构、能带间隙和良好的生物相容性而成为理想的活细胞荧光成像材料;高温而高压法合成的纳米金刚石在1332 cm-1处具有明显的拉曼特征峰，因此是一种理想的活细胞拉曼成像材料。本文的主要研究内容是对纳米金刚石进行表面功能化修饰，然后将其应用在活细胞光学显微成像领域。　　首先，本文研究了对纳米金刚石进行的羧基化、羟基化、氨基化等初步表面修饰。利用混合酸氧化法氧化原始纳米金刚石表面的含氧官能团，提高-COOH含量;利用Fenton反应等可以使得金刚石表面-COOH、-OH含量增加;利用三甲氧基硅烷和羟基化金刚石表面发生水解反应，成功连接-NH2。研究的意义在于-COOH、-OH和-NH2是生物体中常见的官能团，它们的引入能提高纳米金刚石的生物相容性。　　第二，本文对纳米金刚石在水相分散体系中的团聚粒径进行了研究。粒径过大或过小的纳米金刚石团聚体都不利于细胞对其的吞噬，因此通过一系列的后续处理对纳米金刚石表面进行修饰并控制其团聚体在水相分散体系中的粒径对纳米金刚石在细胞荧光成像方面的应用有深刻的意义。通过混合酸氧化的方法对原始纳米金刚石进行表面的功能化修饰，然后通过调节纳米金刚石水相分散体系的pH值来影响纳米颗粒之间的静电作用力，从而调控纳米金刚石在水相分散体系中的分散性，提高其在活细胞荧光成像领域的适用性。　　第三，本文研究了纳米金刚石-叶酸复合物在活细胞拉曼显微成像方面的应用。在催化剂(EDC/NHS)存在条件下，金刚石表面羧基与叶酸(Folic acid，FA)中的氨基之间形成酰胺键，成功制备ND-FA复合物。采用激光扫描拉曼显微镜Raman-11、傅里叶转换红外吸收光谱、能量色散谱、X射线光电子能谱等检测方法对实验结果进行表征。拉曼显微成像结果表明，利用C-H伸缩振动拉曼峰和1332 cm-1特征峰可以分别对HeLa细胞和ND进行拉曼成像，融合二者的图像可以揭示ND与细胞的相互作用情况。ND-FA与HeLa细胞表面的叶酸受体有特异性相互作用，在细胞表面富集。对比原始纳米金刚石(raw ND)和叶酸修饰的纳米金刚石(ND-FA)在活细胞拉曼显微成像的灵敏度可以发现，ND-FA与细胞具有更强的亲和性，因此与raw ND相比能够更快地与细胞膜上的膜结构结合，从而更快地被运载到细胞内部。这一修饰方法增强了纳米金刚石的灵敏度。