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纳米结构因具有量子效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,呈现出许多不同于宏观结构的物理化学性质,而引起了人们广泛的关注。其中,金纳米结构因为独特的局域表面等离激元共振（Localized surface plasmon resonance,LSPR）性质,在诸多领域具有重要的应用前景。金纳米结构的LSPR性质与其形貌尺寸关系密切。人们可以根据其性质需求而设计出具有不同形貌和尺寸的金纳米结构。为进一步探索形貌对LPSR性能的影响,本文制备了三种具有代表性的金纳米结构,并在探索其性能影响因素的基础上,以建立高灵敏的生物医学分析方法为目标,拓展了他们在生物医学领域的应用。研究包括如下三个方面:1.金-炔键对金纳米球等离激元共振能量转移的影响及ATP测量。金纳米球（Gold nanospheres,Au NSs）具有强LSPR、抗光漂白、良好的生物相容性和稳定性等优异性能。金纳米球特异的LSPR散射特性使其能够在等离激元共振能量转移（Plasmon resonance energy transfer,PRET）中充当供体,结合受体分子的特异性识别,从而在PRET光谱分析法中具有很好的应用。但往往需要有Au-S键介导的Au NSs功能化为前提。然而,复杂介质中的Au-S键易受高浓度生物硫醇的影响,导致表面受体的非特异性释放,产生测量误差。为避免硫醇化合物的干扰,这里利用Au-C（?）C键连接受体C（?）C-Rh B-EDA分子与供体Au NSs。研究发现,当靶物三磷酸腺苷（Adenosine 5’-triphosphate,ATP）存在时,C（?）C-Rh B-EDA上的螺内酰胺环打开而发生电子共振,产生在564 nm的吸收峰。据此,选择具有570nm等离激元共振散射峰的Au NSs为供体,发生由Au NSs到Rh B-EDA的PRET,引起Au NSs LSPR散射信号降低。实验结果表明,在0.5–10 mmol/L范围内,Au NSs散射强度的降低与ATP浓度呈线性相关,实现了对ATP的测量,检测限低至0.380 mmol/L。结果表明,Au-C（?）C键十分稳定,由此而构建的PRET光谱分析法适用于ATP的稳定测量,并成功应于人血清样品中ATP的含量测定。2.3,3’,5,5’-四甲基联苯胺二价阳离子对金纳米棒的加速刻蚀及端粒酶活性测定。各向异性金纳米棒（Gold nanorods,Au NRs）具有横向和纵向两个离散的局域表面等离激元共振模式,其LSPR散射依赖于径向比,以至于径向比变化能十分灵敏地反映在其光学性质上。羟基自由基（·OH）是一种十分重要的活性氧,具有很强的氧化能力,能有效地在溶液中刻蚀Au NRs,因此·OH刻蚀能很好地调节Au NRs径向比。然而在单颗粒分析时,由于·OH的寿命短（3（?）s）,传输距离有限,使得固定在玻片基底上的Au NRs刻蚀受到限制。为此,本文将短寿命的·OH转化为稳定的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺二价氧化产物（TMB2+）,能够有效地刻蚀固定在玻片基底上的Au NRs,从而开发了一种无需信号放大的高灵敏端粒酶活性测定方法。端粒酶引发端粒酶引物延伸,富含G碱基的延伸序列在血晶素（hemin）和K+辅助下形成hemin/G-四联体DNA酶,能够催化双氧水（H2O2）生成·OH。将·OH转化为稳定存在的TMB2+,从而有效蚀刻Au NRs,使LSPR散射特征在暗场显微镜（Dark-field microscopy,DFM）下发生变化。研究发现,Au NRs散射强度降低与端粒酶水平在100-2.4×104个细胞范围内具有良好的线性关系,检测限低至43个细胞。从MCF-7、He La和Hep G2等不同癌细胞中提取的端粒酶也证明了该分析方法良好的实用性,表明Au NRs的TMB2+蚀刻策略用于端粒酶活性分析是成功和可靠的。方法具有抗聚集干扰和原位分析的优势,解决了单颗粒分析中由于·OH的寿命短,传输距离有限,以至于在玻片基底上的Au NRs刻蚀受到限制的问题。3.金纳米双锥等离子激元增强活性氧物种产生及光热/光动力协同抗菌研究。细菌感染是生物医学领域最困难的挑战之一。本文利用金纳米双锥（Gold nanobipyramids,Au NBPs）独特的尖端结构在Au NBPs两端各向异性生长Ti O2获得Au NBP/Ti O2纳米哑铃复合材料（Au NBP/Ti O2 NDs）。Au NBPs作为一种等离激元金属（Plasmonic metals）,近红外光激发的热电子可以通过肖特基结注入到Ti O2的导带（CB）中,在Au NBPs中留下氧化反应生成的空穴。而纳米哑铃异质结构因空间分离而具有电荷定向分离特性,具有更高的自由基生成效率,为高效NIR光触发I型PDT和PTT协同抗菌提供了理论前提。研究结果表明,在808nm激光照射下,纳米复合材料表现出良好的光热性能以及显著的大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）抑制活性。方法克服了单一的光热治疗模式效率不高、传统光敏材料只能吸收紫外线光子以及依赖氧气不适于厌氧细菌治疗的问题,为制备红外光响应抗菌活性的医用材料提供了新的思路。