半导体纳米晶由于其量子尺寸效应在光电转换、传感、光学显示及生物成像等领域具有潜在的应用价值。其中，水相纳米晶可以直接用于细胞标记和成像领域，引起了众多研究者的热情。近年来，许多制备水相纳米晶的新技术、新方法陆续出现，使水相纳米晶的制备方法逐渐成熟起来。然而，目前水相制备的纳米晶普遍存在量子效率低、尺寸分布较宽等缺点；同时，虽然纳米晶可以用于生物成像，但是它的毒性问题却始终困扰着人们，也阻碍其进一步发展。纳米晶对细胞的毒性主要来自镉离子的释放，而减少镉离子释放主要有两条途径，一是可以增强纳米晶的稳定性，二是对纳米晶进行表面修饰。基于以上这两条途径，本论文的具体研究内容包括：（1）通过一步法制备高质量稳定的CdHgTe准核/壳型纳米晶，系统研究其结构和性能之间的关系。实验结果表明：Cd²⁺与Hg²⁺投料比为1时量子效率约为50％。进一步通过优化配体和金属离子的比例，金属离子和碲源的比例，pH值和温度等实验条件，将量子效率提高到～80%。在此基础上，对CdHgTe纳米晶的细胞毒性进行系统研究。结果表明，组成为Cd0.21Hg0.79Te的纳米晶，其准核/壳结构比较稳定，仅有少量Cd²⁺被释放出来，因此，该纳米晶表现出很小的细胞毒性作用，可应用于生物成像或检测。（2）利用聚合物对纳米晶进行表面修饰。将水相CdTe纳米晶与三种聚合物，即聚乙烯醇（中性）、聚二丙烯基二甲基氯化铵（带正电荷）和聚苯乙烯磺酸钠（带负电荷）复合，研究聚合物与CdTe纳米晶之间相互作用对其发光性质的影响。通过研究发现，与单纯CdTe纳米晶相比，聚乙烯醇和聚二丙烯基二甲基氯化铵修饰的纳米晶量子效率降低，聚苯乙烯磺酸钠修饰的纳米晶量子效率升高，均可以满足荧光标记的要求。在此基础上，进一步考察修饰聚合物对细胞的毒性作用，当低浓度时(<5μg mL^-1)，CdTe纳米晶和修饰聚合物后的纳米晶没有表现出明显的细胞毒性。高浓度时，随着培养时间延长，CdTe纳米晶和修饰聚合物后的纳米晶对细胞毒性增加。特别是当浓度在10μg mL^-1时，修饰聚合物的纳米晶比单纯纳米晶表现出低的毒性，因此聚合物修饰在一定条件下可以起到降低纳米晶毒性的作用，该复合材料在生物成像或检测领域中具有潜在应用。