纳米材料组装体对生化传感器的构建和生物医学成像及分析的研究具有非常重要的意义,其中显著的是基于贵金属纳米颗粒间的组装体。通过合理的设计和可控的组装,使贵金属纳米颗粒组装成为一维、二维或三维的纳米结构,使其在生物传感、成像以及治疗等方面具有广阔的应用前景。因此,本文制备了一种基于金纳米棒和金纳米球组装体的生物传感器,实现对细胞凋亡酶-3的检测。主要内容如下:1、构建基于金纳米棒和金纳米球组装的生物传感器。采用晶种诱导生长法合成金纳米棒,然后用11-巯基十一烷酸和链霉亲和素合成的一端有巯基,另一端有亲和素的小分子通过金-硫共价键作用修饰在金纳米棒表面;用一端带有巯基,另一端带有生物素,中间带有特异性序列DEVD的肽链通过金-硫键作用修饰在金纳米球表面,最后通过链霉亲和素和生物素的特异性结合,完成金纳米棒和金纳米球的自组装。通过紫外-可见吸收光谱和透射电子显微镜对组装材料进行表征和分析,结果表明组装体具有良好的均一性和分散性。2、利用金纳米棒和金纳米球的组装体实现对细胞凋亡酶-3的检测。分别用溶液态紫外-可见光谱、单颗粒的局部表面等离子体共振光谱和光声成像三种表征方式实现对目标分子细胞凋亡酶-3的检测。由于细胞凋亡酶-3可以识别并裂解肽链中的特异性序列DEVD,造成组装体中金纳米棒和金纳米球的分离,此分离过程会引起紫外-可见光谱峰位蓝移、单个纳米组装体局部表面等离子体共振光谱峰蓝移以及光声成像信号强度值降低等信号变化,因此可以通过这些检测方式的信号变化来监测细胞凋亡酶-3,并实现对细胞凋亡酶-3的检测。此外,根据对组装材料在活体内的光声成像数据的分析,表明该生物探针有望应用于活体光热治疗及评价抗癌药物的治疗效果。3、金纳米棒的偏振光学性质和表面修饰的研究。将金纳米棒固定在玻璃表面,在暗场显微镜下,通过调节入射光的偏振方向,研究了入射光偏振方向的改变对金纳米棒的局部表面等离子体共振光谱的影响。另外,本文还研究了巯基聚乙二醇5000对金纳米棒的生物表面修饰。