量子点（Quantum Dots,QDs）具有光化学稳定性好、量子产率高、表面易于修饰等优异的特性。因此,量子点作为一种新型的荧光探针在生物成像、荧光免疫分析及纳米载药等生物医学领域中备受关注。目前虽然以Cd Se为代表的Ⅱ-Ⅵ族量子点在生物中得到广泛应用,但是Cd元素会对环境和生物体造成潜在的毒害,这迫使人们不得不寻找更为安全的替代材料。In P由于不含有重金属元素（如镉、铅、汞等）,且与Cd Se有着类似的光学性质,被认为是含Cd量子点的理想替代者。但是,受现有合成方法的制约,In P量子点的光学性能还远远落后于Cd Se。此外,由于In P量子点内部的激子更容易受到表面修饰的影响,导致其在水溶液中的荧光强度、分散性、稳定性等光学性能很差,严重影响了其作为荧光探针的灵敏度。基于以上问题,本论文以In P量子点为主要研究对象,分别研究了In P量子点的合成、表面修饰及以其作为荧光探针在生物方面的应用等,具体内容如下:（1）基于氨基膦制备高质量的红色In P量子点:目前的研究表明,由硅基膦作为磷源可以获得量子产率近于100%的高质量In P量子点。但也明显存在着以下缺点:（1）硅基膦非常昂贵,并且易燃易爆,高度危险;（2）在合成过程中无法避免氧化层的产生,往往需要添加额外的氢氟酸来刻蚀氧化层,这无疑增加了操作的难度和危险性。相比之下,氨基膦具有价格低廉、使用安全的优点。并且已有研究表明,基于氨基膦可以获得表面无氧化层的In P量子点。基于以上分析,我们选择以氨基膦为磷源制备高质量的红色In P核壳结构量子点。具体地,我们设计以Zn Se/Zn Se S作为中间壳层,以带隙更宽的Zn S作为最外壳层,这种多重厚壳层结构有效地减小了In P核与外层Zn S之间的晶格失配,减少了内部的晶格缺陷,同时增强了对内部激子的限域作用。而且稳定性测试表明这种多重厚壳层结构可以最大程度地保护内部的激子不受表面缺陷的影响,具有良好的光化学稳定性与热稳定性。特别强调的是,在整个合成过程中我们均以氯化锌代替羧酸锌作为锌源,该无酸体系避免了羧酸盐和羧酸的使用,从而在In P表面没有氧化层的生成,并且为In P后续的壳层生长创造一个低水氧的环境。最终,我们得到了量子产率超过90%、半峰宽仅47nm且具有荧光非闪烁特性的高质量红色In P量子点。（2）以In P量子点作为线粒体探针并用于细胞成像:量子点在生物医学应用中的关键因素是保证其在水溶液中的强而稳定的荧光。但是对In P量子点而言,使用对Cd Se常用的水相转移策略往往会造成较大的荧光损失,甚至是荧光猝灭。这主要是由于以下两点造成的:（1）相对Cd Se而言In P的有效电子质量较小,导致In P的电子波函数更容易在整个壳层中离域;（2）In P与Zn Se或Zn S之间的导带偏移较小,导致壳层对In P的电子的限制能力弱于Cd Se,并且目前的合成方法很难生长较厚的Zn S层。综合这两方面原因导致In P量子点壳层内部的激子对表面非常的敏感,在表面修饰后其荧光性能往往出现显著的下降,严重影响了其作为荧光探针的灵敏度。基于上述难题,我们采用聚乙烯亚胺（PEI）进行表面修饰,得到了表面富含氨基的水溶性In P量子点。PEI是一种两亲性聚合物,可以在不破坏表面结构的情况下赋予量子点水溶性,同时PEI还具有钝化量子点表面的作用。经过测试,In P量子点在水溶液中保持着良好的分散性、稳定性与较高的荧光（初始荧光强度的91%）。接下来,我们将具有线粒体靶向性的小分子（3-羧丙基）三苯基膦（TPP）通过羧基-氨基间发生的酰胺反应而偶联在一起,制备线粒体荧光探针。线粒体共定位实验显示,该探针的分布范围和线粒体荧光染料的染色位置高度重合,并且不依赖于细胞类型,表明修饰后的In P量子点可以作为一种通用的线粒体探针,拓展了无Cd量子点在生物成像中的应用。（3）制备兼具高亮度与稳定性的水溶性In P量子点并用于肝癌的早期灵敏诊断:在制备量子点探针时,一般通过活化量子点表面的羧基,再与抗体中的氨基反应具有较高的偶联效率。其中,使用巯基丙酸进行配体交换是一种常用的使得量子点表面富含羧基的转水策略。然而,我们发现In P量子点在配体交换后荧光损失非常严重,甚至出现了荧光猝灭,这主要是由以下两点原因所致:（1）配体交换改变了In P的表面结构,严重影响了内部激子的辐射复合;（2）巯基丙酸对量子点有一定的刻蚀作用,造成了更多的表面缺陷。为了解决上述问题,我们提出了在水溶液中通过动力学生长更厚的Zn S层的策略。具体地,将配体交换后的In P量子点,分散在含有3-巯基丙酸（3-MPA）与氯化锌的水溶液中,通过紫外辐射促使3-MPA分解出S2-并与溶液中的Zn2+反应,激发Zn S在低温下的动力学生长。在这一过程中,由于量子点内离子的热运动受到抑制,因此在生长较厚的Zn S壳层过程中不会产生额外的晶格缺陷。该厚壳结构有效地减少了配体交换对激子辐射复合的影响,从而成功地提高了荧光量子产率。同时该策略增加了In P量子点表面的配体密度,这对于保持水溶液中的稳定性至关重要。接下来,利用水溶性In P量子点表面的羧基与肝癌标志物AFP中的氨基反应制备荧光探针。在体外诊断的研究中,基于QDs-FLISA技术实现了对AFP抗原的灵敏检测,检测范围为1-1000 ng/m L,检测限低至0.58 ng/m L,足以满足临床检测的需求。在生物成像的研究中,该探针可用于肝癌细胞的特异性标记和小鼠体内肿瘤的靶向成像。这些研究结果表明In P量子点在生物医学应用中的潜力。