纳米材料长期以来一直都是生物研究领域中一个重要的研究方向。到目前为止,纳米材料已经被广泛应用于载药运输,荧光探针等方向,起到了极为重要的作用,具有广泛的研究前景。然而,人们对于在细胞内的纳米粒子的运动机制和反应原理依旧缺乏足够的了解。尤其是缺乏纳米粒子在细胞内物质运输定量的认识。传统的单粒子轨迹追踪技术（Single Particle Tracking,SPT）和互相关函数技术（pair-Correlation Function,p CF）在过去数年的研究中已经成为了细胞内物质运输过程研究的重要手段,但是这两者各自拥有自己明显的缺陷。单粒子轨迹追踪适用于分析细胞内少量纳米粒子长距离的运动,而互相关函数适用于分析细胞内大量粒子短距离跨越细胞内障碍。在对纳米材料细胞内运动的定量化分析的时候,研究人员需要一种可以同时分析长距离运动和短距离跨域障碍的方法。我们希望可以将两种技术结合起来,互相取长补短。在本论文中,我们建立了一个基于扫描转盘共聚焦显微镜平台（Scanning Disk Confocal Microscope,SDCM）新型分析方法:i SPT-p CF-SDCM分析方法。此方法将单粒子轨迹追踪和互相关函数这两种经典的数学工具建立在同一套实验设备上。并且建立了一整套基于MATLAB的程序,实现了半自动化地分析;另一方面,在论文中,基于我们设计的分析方法,我们构建了一个纳米粒子细胞内运输的二维细胞数学模型并使用MATLAB对模型进行了实现。我们用模型预测纳米粒子在细胞内运输的定量数据与实际细胞实验的数据进行了对比。在本论文中,文章的第一章为绪论;文章的第二章主要论述了我们设计的分析方法的具体实现过程并通过实验验证了这种分析方法在水相和细胞环境中的可靠性;文章的第三章主要论述了我们利用我们设计的分析方法考察了两种具有代表性的细胞:He La细胞和骨髓间充质干细胞（BMSC）中纳米粒子运动的动力学特征和跨越细胞内各种障碍的能力;文章的第四章主要论述了我们利用分析方法得到的数据,模拟我们自行设计构建的纳米粒子细胞内物质运输模型并与现实中的细胞实验结果进行了对比。