半导体纳米晶体(又称量子点,Quantum dot,简称QD)由于其独特的光学和电学性质,在光电转换、生命科学等领域备受广大科研工作者的关注,就其光致发光性质来说,比一些有机染料更适合生物标记。目前生物学上应用的半导体纳米晶体大多来自有机相合成,该方法工艺较成熟,纳米晶体质量好。但是制备条件苛刻、步骤繁琐、成本高、毒性大,稳定性差。相比之下,水相合成方法简单、毒性小、成本低、重复性好,并且从根本上克服了在水溶液中溶解度和稳定性的问题,具有非常大的潜在应用价值。如何提高水相合成半导体纳米晶体的质量,降低制备成本和毒性,与有机物或无机物复合,实现其荧光信号的放大,并最终应用于生命科学的研究是本论文研究的初衷和目标。本论文采用多种合成方法提高CdTe纳米晶体的质量,形成了一系列绿色、快速、节能、重复性好的合成体系。成功利用微波、超声波、微波—超声波技术、微波—水热技术制备高质量的CdTe纳米晶体,纳米晶体的荧光光谱覆盖范围广,覆盖了从可见光到近红外(500~830nm),量子产率(≤80%)可以与有机相合成的纳米晶体相媲美,并且将晶体生长时间缩短了两个数量级(≤55秒)。首次发现了化学试剂诱导半导体纳米晶体生长的现象,开发出常温常压下水相合成CdTe纳米晶体的新方法,突破了低温下(≤100℃)无法生长高质量纳米晶体的瓶颈,并且该方法的重现性非常好,可以实现大批量制备,值得指出的是在纳米晶体的生长过程中,其荧光发射光谱几乎完全对称(拟合度超过99%),并且没有出现明显的“散焦”现象,显著地区别于其他方法合成出的纳米晶体。我们还将制备的纳米晶体与无机硅复合,得到了纳米尺度的荧光复合晶体和微球,实现了荧光信号的富集,还可以自行设计具有不同荧光颜色的硅玻璃。最后我们将CdTe纳米晶体用于莱姆病螺旋体微生物的活体标记,潜在指纹的显现等。