Described herein are compositions useful for the detection of analytes. In certain embodiments, the invention relates among other things to DNA- encapsulated single -walled carbon nanotubes (SWCNTs) functionalized with an antibody or other analyte-binding species, for detection and/or imaging of an analyte in a biological sample or subject. Other embodiments described herein include systems, methods, and devices utilizing such compositions for ex vivo biomarker quantification, tissue optical probes, and in vivo analyte detection and quantification. In one aspect the invention relates to a single -walled carbon nanotube (SWCNT) sensor, comprising a SWCNT a polymer associated with the SWCNT and an analyte-binding species. Detection of one or more analytes is achieved by measuring changes in fluorescence intensity, shifts in fluorescence wavelength, and/or other characteristics in the spectral characteristics of the described compositions.La présente invention concerne des compositions utiles pour la détection danalytes. Dans certains modes de réalisation, linvention concerne, entre autres, des nanotubes de carbone monoparoi (swCNT) encapsulant de lADN fonctionnalisés avec un anticorps ou dautres espèces de liaison danalyte, pour détection et/ou imagerie dun analyte dans un échantillon biologique ou un sujet. Dautres modes de réalisation de linvention comprennent des systèmes, des procédés et des dispositifs utilisant de telles compositions pour la quantification de biomarqueur ex vivo, des sondes optiques tissulaires et la détection et la quantification danalyte in vivo. Dans un aspect, linvention concerne un capteur à nanotubes de carbone monoparoi (swCNT), comprenant un swCNT un polymère associé au swCNT et une espèce de liaison danalyte. La détection dun ou plusieurs analytes est obtenue en mesurant les changements dintensité de fluorescence, les décalages de longueur donde de fluorescence et/ou dautres caractéristiques dans les caractéristiques spectrales des comp