贵金属纳米材料因其具有较为独特的光、电、催化等特性，目前在分析传感检测、纳米电子学、催化、表面增强拉曼光谱等领域都有着潜在的应用前景。本文主要是通过运用一些具有特殊结构的贵金属纳米材料（诸如聚苯胺包覆的金纳米棒，石墨烯负载的银三角纳米片等）与细胞的培养技术及表面增强拉曼光谱相结合，围绕贵金属纳米结构的可控制备和应用展开了一系列较为系统的研究工作。本论文的工作内容和创新点主要表现在以下几点：　　1、首次将不同厚度的聚苯胺包覆的金纳米棒应用于癌细胞的光热治疗中，利用外层包覆的聚苯胺提高了金纳米棒的稳定性，生物兼容性和光热转换效率。由于具有适当尺寸的金纳米棒在600-900 nm近红外范围内具有较强的表面等离子体吸收和散射效应，其被广泛的应用于体内及体外成像和癌症的光热治疗。在此我们通过调节金棒表面包覆的聚苯胺的厚度，优化实验条件，在很大程度上提高了金纳米棒在808 nm的光热转换效率。即使在较低的激光功率下（0.6 W cm-2），用808 nm的光源持续照射5 min后癌细胞会被有效的杀死，展现了该材料在光热治疗方面的巨大潜力。　　2、构建了局域表面等离子体共振(LSPR: Localized Surface Piasmon Resonance)吸收峰可调控的石墨烯负载Ag三角纳米片复合材料，并研究了其在表面增强拉曼检测中的应用。鉴于本组之前的工作，我们制备了一种基于石墨烯负载的Ag三角纳米片复合材料，该材料可用于构建新型化学传感器，通过其表面增强拉曼散射（surface enhanced Raman spectroscopy，SERS）用于超痕量对巯基苯酚（4-ATP）的检测。研究结果表明，该复合材料SERS平台可检测到浓度低至5×10-14 M的4-ATP。该研究不仅提供一种新型的超灵敏和高选择性的4-ATP检测方法，还发展了一种基于贵金属复合材料的SERS检测平台。　　3、提供了一种简单可行的基于比色法和明场显微镜成像的方法，通过使用两种较为常见的pH指示剂实现了对单细胞的成像和pH值传感。实验中用到的溴百里酚蓝和溴甲酚绿两种pH指示剂都具有较低的生物毒性和有效性，这使得它们能够有效的被运用到活细胞染色成像和pH传感中。通过紫外-可见光谱仪与显微镜联用的方法，可以在单细胞和亚细胞水平实现高灵敏度的pH值的测定，且具有较好的重复性，可以很简单的实现不同的细胞pH测定。此外，该法还可以快速的从共培养的正常细胞中识别癌细胞，并区别不同细胞内pH水平，以及在亚细胞水平区分细胞内不同部位的pH值。此法还可以对细胞的pH值变化进行实时的检测，还可以实时观测Ag/Au NSs的光热效果引起的细胞酸化过程。