細(xì)胞標(biāo)記是目前量子點(diǎn)應(yīng)用zui廣泛的研究領(lǐng)域，量子點(diǎn)對(duì)活體細(xì)胞的標(biāo)記主要有兩種方法：（1）通過(guò)受體介導(dǎo)的細(xì)胞膜內(nèi)吞作用將QDs轉(zhuǎn)入到細(xì)胞質(zhì)中從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的標(biāo)記。將（CdSe）ZnS通過(guò)巰基乙酸與轉(zhuǎn)鐵蛋白共價(jià)交聯(lián)，然后在受體介導(dǎo)下通過(guò)內(nèi)吞作用將QDs轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)HeLa細(xì)胞中，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞的標(biāo)記，而且還證明連接了量子點(diǎn)的轉(zhuǎn)鐵蛋白仍然具有活性。通過(guò)內(nèi)吞作用將QDs引入T-淋巴細(xì)胞，應(yīng)用QDs作為熒光探針觀察小鼠的淋巴細(xì)胞成像，試驗(yàn)結(jié)果證明，量子點(diǎn)標(biāo)記物很穩(wěn)定并且不影響細(xì)胞活動(dòng)和功能，可以在一周內(nèi)追蹤活體內(nèi)的淋巴細(xì)胞；（2）通過(guò)細(xì)胞表面蛋白質(zhì)的特異性結(jié)合來(lái)標(biāo)記細(xì)胞。通過(guò)偶聯(lián)了抗體的QDs標(biāo)記血紅細(xì)胞膜上的Band3蛋白，觀察到Band3蛋白在細(xì)胞膜上的分布及血紅細(xì)胞在受到瘧原蟲(chóng)侵襲時(shí)細(xì)胞膜的變化。此外，通過(guò)標(biāo)記的量子點(diǎn)并從正常淋巴細(xì)胞中分離出白血病細(xì)胞，其結(jié)果優(yōu)于商業(yè)化FITC–lectin。

2、DNA標(biāo)記和編碼

將QDs裝入內(nèi)部鏤空的磷脂高分子小球，然后進(jìn)行PEG-PE表面改性并偶聯(lián)寡聚核苷酸，通過(guò)堿基配對(duì)從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)體內(nèi)或體外特異性DNA的標(biāo)記。用特別的方法制作了一個(gè)直徑為1.2微米、內(nèi)部鏤空的高分子小球，球內(nèi)放入了大小不同的（CdSe）ZnS量子點(diǎn)，從而形成具有不同光譜特征和亮度特征的可標(biāo)記到生物大分子的微球。根據(jù)理論計(jì)算，使用10種不同發(fā)光強(qiáng)度和6種顏色的量子點(diǎn)就可對(duì)100萬(wàn)個(gè)不同的DNA進(jìn)行編碼。然而，實(shí)際應(yīng)用中只需要5-6種顏色和6種發(fā)光強(qiáng)度的量子點(diǎn)就可給出10000-40000個(gè)可識(shí)別的編碼。根據(jù)完成的人類(lèi)基因組測(cè)序草圖，人類(lèi)具有的基因不超過(guò)40000個(gè)，該技術(shù)可對(duì)所有這些基因進(jìn)行編碼，這正是傳統(tǒng)熒光染料*的新技術(shù)的意義所在。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中利用這些微球在混合的DNA試樣中進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)備了3種顏色的微球，并將它們連接到遺傳物質(zhì)的條帶上，每種顏色對(duì)應(yīng)一個(gè)特殊的DNA序列。這些序列作為探針用于檢測(cè)DNA混合物中相對(duì)應(yīng)的遺傳物質(zhì)，取得了初步的成功。2005年通過(guò)多顏色量子點(diǎn)標(biāo)記DNA末端用來(lái)檢測(cè)單鏈DNA分子，為蛋白質(zhì)-DNA相互作用及核酸檢測(cè)研究提取了一個(gè)新的借鑒方法。