量子点(QDs)是近年发展起来的一种新型荧光探针，与传统的有机荧光染料相比，具有许多优良的光学特性，表现为激发光波长范围宽以至单个波长即可激发多色量子点；可通过控制量子点的大小和组成来“调谐”其发射波长以获得多种可分辨的颜色；荧光发射峰狭窄对称并具有较大的斯托克斯位移；光稳定性好，可以经受反复多次激发而不易发生光漂白；水溶性好等。因此，量子点及相关研究成为近二十年来人们广泛探索的热点，其在分析化学、生物化学、细胞生物学等研究领域显示了极其广阔的应用前景。本文以制备性能优良的量子点为出发点，探讨了水溶性量子点在离子检测、生物成像、多功能材料研发等方面的应用。本研究分为五个部分： 第一章，量子点的研究进展。介绍了量子点的概念、发光原理、光学特性、合成方法及表面修饰技术，详细综述了量子点在无机离子及小分子检测、细胞以及生物活体成像、光学编码、荧光共振能量转移(FRET)研究中的应用，在此基础上提出了论文的研究设想。 第二章，水溶性CdTe量子点的直接制备及其用于铅离子测定的方法研究。水相合成较少报道的表面带正电的巯基乙胺-CdTe量子点(CA-CdTe-QDs)及表面带负电的巯基十一酸一纳米金(MUA-AuNPs)，尝试发展了一种基于量子点与纳米金之间荧光共振能量转移的Pb2+检测方法。该方法操作简便，灵敏度高，在优化的实验条件下，检测限为30 ppb，线性范围为0.22-4.51 ppm。与传统的Pb2+荧光检测方法相比，该方法有效克服了有机荧光染料光稳定性、水溶性差等缺陷，有望直接应用于生物样品中铅含量的测定，比如血铅的检测。 第三章，掺杂量子点合成初探。在水相中制备：Cu2+:ZnSe、Mn2+:ZnSe、Mn2+:ZnS、Eu3+:2nS掺杂量子点，与镉类量子点相比，掺杂量子点无毒或低毒性，在生物体系中具有极其广阔的应用前景。 第四章，硅壳型量子点的制备及其在生物标记方面的应用。基于油包水(W/O)反相微乳液体系，以上述水溶性CdTe量子点作为内核材料，采用TEOS在油包水形成的微囊中同步水解的方法，在温和的实验条件下，制备了SiO2包裹的CdTe量子点，提高其稳定性，降低其生物毒性，量子点硅球经万古霉素功能化修饰后，成功实现了对金黄色葡萄球菌的识别与荧光成像。在此基础上，采用SiO2包裹与层层自组装技术，制备了Fe3O4-QDs磁性、荧光双功能的纳米复合微球。Fe3O4的磁分离性能与量子点的荧光性能相结合，有望在生物标记、生物分离、靶向治疗等领域发挥重要作用。 第五章，作为论文核心研究内容的拓展，进行纳米金共振光散射应用研究。在水相中制备了表面负电性的MUA-AuNPs，用其检测葸环类抗癌药米托蒽醌，有望应用于药物筛选；制备了表面正电性的PADA-AuNPs，实现其对DNA的高灵敏检测。