近些年来，单分子技术在各领域的应用，为我们揭示了许多原本掩藏于集体效应中的单个分子的新奇行为和现象，极大促进了各研究领域的发展。尤其在生物领域，单分子技术可直接捕捉单个生物大分子运动行为，直观而实时性强的实验结论有助于准确全面地诠释相关作用机制，增进研究人员对生物学功能的深入理解。　　本文的主要工作分为两部分:第一部分发展了一种可达纳米分辨率的单分子荧光技术sm-SIFA(Single Molecule Surface Induced Fluorescence Attenuation,sm-SIFA)，并将sm-SIFA技术应用于抗菌肽LL-37的跨膜过程及其跨膜通道的动态结构的研究。第二部分研究了量子点发光性质的调控及机理。　　第一部分工作中，我们基于氧化石墨烯单层提出了一种可实现纳米级纵向检测精度的sm-SIFA技术。以抗菌肽LL-37的跨膜过程作为模型系统，利用sm-SIFA测量跨膜过程中单个LL-37在膜内的实时位置变化信息，揭示了LL-37的跨膜通道的动态平衡过程。分子动力学模拟不但验证了由sm-SIFA得到的这一LL-37跨膜通道动态平衡过程的存在，同时也在细节上对跨膜过程进行了补充。基于sm-SIFA与分子动力学模拟的结果，我们从动态角度全新诠释了LL-37跨膜通道的结构模型，对复杂蛋白的跨膜通道具有重要参考意义。sm-SIFA作为一种单分子荧光技术，其装置简单且实施性强，对荧光探针的限制性小，纵向分辨率高，在跨膜过程的研究方面具有极大的应用潜力。　　第二部分工作中，我们提出了一种以还原剂巯基乙醇为媒介的单个量子点光强精确调制技术:利用周期性外电压连续改变还原剂的氧化还原状态，原位实现还原剂分子的分子能级变化，从而可实现在单分子水平对同一量子点的光强性质连续且精确的周期性调制。量子点的周期性光强调制不仅在生物体中的高分辨率荧光成像技术中有极大的应用潜力，而且外电压作为一种宏观的操纵手段，其调制手段可精确控制数十纳米级别的半导体材料性质，大大便利了微观元件的操纵技术。相关的电荷转移机制的深入了解也助于其在太阳能电池应用方面相关研究的开展。