本发明涉及一种单分散胺化纳米金刚石胶体溶液的制备方法及其二次分散工艺和在细胞标记中的应用，属于纳米金刚石加工技术领域。本发明的单分散胺化纳米金刚石胶体溶液制备工艺包括：将纯化纳米金刚石粉体与氯化铵、氯化钠混合后进行球磨处理，将球磨后的混合物经去离子水洗涤，超声，离心制得。二次分散工艺：将胺化纳米金刚石胶体溶液干燥后，在超声或剪切作用下再次分散在DMSO，水，乙醇或DMF等溶剂中。本发明方法制得的胺化纳米金刚石产率高，且制得的胺化纳米金刚石胶体具有单分散性。另外，本发明方法简单易操作，无需特殊反应设备，且原料廉价易得，生产成本低，易于工业化生产，且制得的胺化纳米金刚石可应用于细胞标记。