生物医学的发展离不开纳米技术的不断进步。纳米材料是近几十年来飞速发展的一种柔性新兴材料,因其独特的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧穿效应等特性而进入人们的视野,得到了许多学者的青睐。对纳米材料表面功能调控可以赋予它们独特的声学、光学、电学、热力学和磁学性质,进而在催化材料,光学材料,医疗材料和其他新材料中显示出广阔的应用前景,促进相关基础研究的发展。作为最重要的贵金属材料之一,金纳米材料（Au NMs）通常具有良好的生物相容性、良好的生物催化性能、优异的生物传感性能等,是多种生物医学应用的有力候选材料。近十年来,学者们进行了大量的研究,用不同的配体修饰金纳米颗粒,使其具有独特的功能和不同的形貌,在生物检测、生物催化、污染监测、疾病诊断、靶向给药、药物控释、肿瘤成像等多个领域发挥了巨大的作用。本文研究了功能化金纳米材料在生物传感和类酶催化中的应用潜力。通过对金纳米结构的表面功能调控,获得形貌良好、尺寸均一、性能稳定的纳米荧光探针,并利用其优异的光学和催化性质,通过荧光法及比色法实现了谷胱甘肽（GSH）、碱性磷酸酶（ALP）、糜蛋白酶（Ch T）、半胱氨酸（Cys）等功能性生物分子的灵敏检测。此外,二价金属离子以及海藻酸水凝胶的引入,使得金纳米材料被赋予了可循环利用的性能,提高了纳米酶的储存方便性、稳定性和可回收性。进一步地,以不同尺寸的海藻酸水凝胶微球为反应富集容器,在水凝胶内部实现金纳米材料的配体接枝和交换,实现了Cys的灵敏检测,并用此方法温和地合成了半胱氨酸稳定的金纳米簇。此外,以第二信使环磷酸腺苷（c AMP）为模板合成的金纳米簇,可以在肿瘤细胞内快速响应,抑制肿瘤细胞的恶性生长。具体结果如下:（1）以ALP、牛血清白蛋白（BSA）、过氧化氢酶（CAT）和纤维蛋白原（FIB）为模板,合成了一系列形貌良好、尺寸较小、功能稳定的荧光金纳米簇（Au NCs）。其中,过氧化氢酶稳定的金纳米簇（Au CAT）在Ch T的切割下荧光强度减弱,但却可以暴露出更多的酶活性位点,使催化活性显著提高。利用Au CAT荧光强度和酶活性的变化也实现了Ch T的荧光/比色双重检测和验证功能。（2）采用简单温和的方法,以单磷酸腺苷（AMP）、二磷酸腺苷（ADP）和三磷酸腺苷（ATP）为配体,合成了三种具有小尺寸、良好光学性质和类过氧化物酶活性的荧光金纳米颗粒（Au AXP）。与天然酶类似,这种模拟酶也表现出对p H、温度和底物浓度的依赖性。而GSH诱导的Au AXP分解导致其在TMB-H2O2系统中催化活性变化,实现了在一定范围内GSH的灵敏、线性检测。此外,二价金属离子（Ca2+、Mg2+和Zn2+）的引入赋予了金纳米材料可回收再利用的性能,为纳米酶的设计和研究提供了新思路。（3）通过Zn2+同时触发海藻酸钠（SA）的交联和Au AMP NCs的系结,以绿色、温和的方式成功制备了结构稳定、形貌完整、机械强度高的水凝胶生物传感器（Zn SA-Au AMP）。这种内置荧光的水凝胶材料不仅具有Au NMs的良好光学性能和催化性质,还具有水凝胶材料优良的力学结构。游离的磷酸盐离子可以诱导水凝胶“蛋盒”结构的分解,使得包裹的Au AMP NCs能够灵活地控制释放。基于此,实现了ALP活性的灵敏检测,并成功应用于稀释血清样品中ALP活性的定量检测。而水凝胶独立的结构使其可以很好地从催化反应缓冲液中提取和分离,使得纳米酶的回收再利用更加方便、高效和快捷。（4）以c AMP为模板,合成了尺寸超小、分布均匀、性能稳定的蓝色荧光金纳米簇（Auc AMP NCs）。该Auc AMP NCs在人三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞中,可以与细胞内的含巯基物质发生快速、高效的配体交换,使得细胞内c AMP含量升高,进而抑制癌细胞的生长。基于该策略,利用海藻酸水凝胶微球作为反应富集容器,合成了Cys稳定的荧光金纳米簇,同时也实现了Cys的荧光检测。最后,通过微流控电喷技术制备出不同尺寸的水凝胶微球,探究了不同尺寸下Cys响应的灵敏度和配体转换效率。