非球形贵金属纳米粒子具有更加丰富、可调的表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance)行为,生物相容性较好,毒性低,以及丰富的表面可修饰性而被广泛的应用于生物方面。本论文中,我们合成了其中一类应用较为广泛的金纳米棒,研究了对其光学性质的调控及其在生物成像方面的应用。论文主要包括以下四部分:第一章为绪论。首先介绍了非球形贵金属纳米粒子,着重介绍了金纳米棒及其表面等离子体共振性质;其次,对近年来金纳米棒的合成方法进行了总结,对金纳米棒表面丰富的可修饰性进行了介绍,以及介绍了其在生物方面的应用;最后,提出了待解决的问题和潜在应用,提出本论文的工作设想;第二章研究了影响金纳米棒表面修饰二氧化硅的因素,对修饰的准确条件作了一系列考察,例如,影响二氧化硅修饰的条件包括温度、pH、时间、正硅酸乙酯(TEOS)的浓度、金纳米棒溶液中十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)的浓度等因素,并研究了金纳米棒表面二氧化硅层厚度调节,以及继而在二氧化硅层表面修饰氨基。通过实验条件的精确调控,提高实验的重复性。第三章首次提出了通过金纳米棒的等离子体共振性质增强金纳米团簇的荧光,实现其在生物成像中的应用。以牛血清白蛋白(BSA)为配体合成的金纳米团簇具有较好的荧光性质以及良好的生物相容性,但其量子产率较低,一般介于4%到7%之间,大大的限制了其更广泛的应用。我们设计了引入金纳米棒,从而利用它的表面等离子体共振性质,以期达到提高金纳米团簇的荧光的效果,并且通过调控两者之间的距离,考察对金纳米团簇荧光的影响。实验结果表明,当金纳米棒—金纳米团簇组装体两者距离约为15 nm时(距离通过二氧化硅层调控),金纳米团簇的荧光强度增强达到最大,约为5倍;其荧光寿命与单纯的金纳米团簇相比,有所缩短。且由于所得金纳米棒—金纳米团簇组装体表面有丰富的BSA基团,不需要对其进一步修饰即可进入细胞内,最终实现了其在细胞内的双功能成像(暗场成像和荧光成像)上的应用。第四章为本论文的创新、特色之处以及工作展望。我们对已经开展的工作进行了一些总结,并对后续的研究工作进行了展望。