超微粒子である量子ドットは、体内のあらゆる場所に送達可能であり、医療用画像やバイオセンサーなど、様々な生物医学用途に適しています。また生体適合性高分子などで、量子ドットをコーティングすることで、血中に分散させることが可能です。また、抗体などの特定の分子と結合させて、標的細胞に用いることも可能です。現状では、蛍光を用いたバイオセンサーには、スペクトル幅の広い有機色素が用いられていますが、有効色が少ないことや、標識寿命が短いなどの制約があります。これに対し量子ドットは、あらゆる波長領域の光を発光することが可能である点や、高輝度、長い蛍光寿命など、 従来の有機色素よりも優れた特徴を持っています。さらに、生体にとって安全な組成の赤外線吸収、発光が可能な量子ドットなどができれば、ドラッグデリバリーシステムなどの手法により、悪性腫瘍への熱治療の可能性などもあります。