Depuis leurs découvertes dans les années 1980, les quantum dots ou nanocristaux fluorescents de matériaux semi-conducteurs ont attiré beaucoup d’attention grâce à leurs propriétés photophysiques exceptionnelles facilement modulables en fonction de leurs tailles et leurs compositions. Premiers à être découverts, les quantum dots binaires comme le CdS, CdSe, et PbS sont les plus étudiés pour les applications optoélectroniques comme dans les LEDs ou le photovoltaïque. Il faudra attendre jusqu’à 1998 pour démontrer les premières applications biomédicales des QDs de CdSe/CdS et CdSe/ZnS utilisés in vitro en tant que sondes biologiques. Bien que ces QDs présentent d’excellentes propriétés optoélectroniques, ils contiennent des métaux lourds très toxiques. La toxicité de ces composés binaires a été démontrée autant sur les cellules (cytotoxicité) que sur l’ADN (génotoxicité). Leur application dans les composants électroniques est restreinte par la directive européenne RoHS (Restrictions of hazardous substances). Il est donc nécessaire de remplacer ces métaux lourds toxiques par des éléments moins toxiques ou non-toxiques si l’on souhaite développer des sondes biocompatibles. Les quantum dots ternaires contenant du cuivre (CuInS2) ou de l’argent (AgInS2) ainsi que le composé binaire Ag2S sont des alternatives prometteuses qui permettent de couvrir des gammes d’émission allant du visible à l’infrarouge. Cette thèse décrit des méthodes de synthèse permettant d’obtenir des quantum dots de CuInS2, AgInS2 (émission visible) et Ag2S (émission infrarouge) dans l’eau et les possibles application de ces composés comme sondes biologiques et pour l’imagerie biomédicale.