量子点作为一种新型的荧光材料，与传统的有机染料荧光物质相比，具有连续的激发光谱、窄的发射光谱、荧光寿命长、稳定性高、并且通过调节粒径大小和化学组成可以发射不同颜色的荧光等优点。荧光量子点这些独特的发光特性极大地引起了科研工作者的研究兴趣。荧光量子点在生物传感器、细胞标记、细胞分离和药物运输等领域都有重要应用。然而目前所使用的荧光量子点一般都是在高温有机溶剂中合成，表面修饰有一层憎水性的有机配体，这些油溶性的配体使得荧光量子点不能很好地溶解于水中，从而很难直接应用于生物医学领域。因此，需要对油溶性的荧光量子点进行适当的改性或表面修饰，使其转移至水相中，并具有较好的水溶性和生物相容性。对于荧光量子点的表面修饰，目前主要有三种方法。第一种方法是配体交换法，即用亲水性的配体取代量子点表面的憎水性配体，从而合成水溶性的荧光量子点；第二种方法是基于二氧化硅的包覆法，利用二氧化硅前驱体在量子点表面发生水解而进行包覆；第三种方法则是基于两亲性聚合物的方法，两亲性聚合物的憎水端与量子点表面的有机配体之间会产生范德华力相互作用，而两亲性聚合物的亲水端则使得荧光量子点能很好地溶于水中。这三种方法各有利弊，配体交换法转移的量子点具有非常小的粒径，二氧化硅和两亲性聚合物转移的量子点则具有非常好的稳定性。本文分别采用配体交换法和二氧化硅包覆法对荧光量子点进行水相转移，并分别对所合成的水溶性荧光量子点在细胞标记和生物检测领域中的应用进行了初步研究，具体工作和取得的实验结果如下：第二章采用了配体交换法，利用聚马来酸酐（PMA）作为交换配体来制备水溶性的CdSe/ZnS荧光量子点。通过研究反应温度和时间对配体交换效率和量子点荧光强度的影响，可以发现配体交换的最佳温度是150°C，反应时间为240min。利用傅立叶变换红外光谱仪、热重分析仪、动态光散射仪和透射电子显微镜等，分别对油溶性和水溶性的荧光量子点表面配体、转移效果及粒径大小进行表征，结果显示PMA配体与量子点表面的油酸（OA）配体发生了部分交换，而且合成的PMA-CdSe/ZnS水溶性荧光量子点粒径较小，平均粒径23nm左右。在各种不同生理环境中对量子点的荧光稳定性进行测试，结果表明水溶性量子点在各种生理环境中都具有较好的生物相容性。采用类似的方法对油溶性的Fe3O4、Ag、Au量子点进行水相转移，说明此种配体交换法对油酸修饰的量子点具有较好的通用性。随后对合成的水溶性PMA-CdSe/ZnS荧光量子点进行毒性测试，可以发现量子点具有较小的毒性。将水溶性荧光量子点通过偶联剂与肽分子进行偶联后，对人体胚胎干细胞（HESC）进行标记，发现其完全符合制备高质量生物荧光探针的需求。第三章主要介绍了利用反相微乳液法在油溶性CdSe/ZnS量子点表面包覆二氧化硅（SiO₂）壳层，并采用十八烷基三甲氧基硅烷（OTMS）和聚马来酸十六醇酯（PMAH）对合成的SiO₂-CdSe/ZnS量子点进行表面修饰，来制备含有羧基的水溶性荧光量子点SiO₂-CdSe/ZnS-OTMS-PMAH；采用3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）对量子点进行表面修饰，来制备含有氨基的水溶性SiO₂-CdSe/ZnS-APTMS荧光量子点。分别测试这三种水溶性荧光量子点在不同生理环境（不同温度、不同pH值溶液，PBS缓冲溶液和不同NaCl浓度溶液）中的荧光稳定性，发现水溶性SiO₂-CdSe/ZnS-OTMS-PMAH量子点荧光稳定性最高，而且在猪尿这种比较苛刻的环境中仍然具有较高的荧光强度。最后将制备的水溶性SiO₂-CdSe/ZnS-OTMS-PMAH荧光量子点作为荧光探针，与微孔免疫层析试纸条相结合组装成生物传感系统，并将这个系统用于检测猪尿中盐酸克伦特罗的含量，其检测灵敏度（0.1ng/mL）是传统胶体金作标记材料灵敏度的30倍左右。