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近年来,纳米颗粒通过自组装技术快速发展,能够可控的将单个纳米颗粒组装成一维、二维或三维空间构象的新型复合材料,从而在纳米材料领域的研究中越来越受到关注。相对于单独的纳米颗粒而言,纳米颗粒组装体可表现出许多新颖或优异的性质,具有巨大的应用前景,特别是贵金属纳米颗粒组装体具有独特的等离子激元光学性质,在生物传感、成像和治疗等方面具有广阔的应用前景。金纳米棒(AuNRs)由于其独特的光学和光热特性等,受到了研究者们广泛的关注,到目前为止,已有许多关于AuNRs组装方面的报道,但是许多研究只是将AuNRs组装成一定的形状而没有实现将其进一步应用,并且关于AuNRs组装的研究大多仅局限于实现AuNRs单一形貌的组装。基于此,本文探讨了AuNRs和金纳米颗粒(AuNPs)的可控自组装方法,利用其组装体的性质,实现了对肿瘤细胞的光热治疗以及对细胞凋亡酶-3(Caspase-3)的传感。除此之外,还研究了对AuNRs进行表面修饰,探索在AuNRs上包覆介孔硅层之后再包覆一层pH响应的聚合物用于药物释放。主要内容如下:(1)探讨了AuNRs和AuNPs“玉米”结构组装体的构建。Au NRs采用晶种生长法合成,用11-巯基十一烷酸(MUDA)和链霉亲和素(streptavidin)合成一端带有巯基另一端带有streptavidin的小分子,利用Au-S的共价作用将现合成的小分子修饰在AuNRs表面以使其带上streptavidin。用一端含有巯基氨基酸另一端带有亲和素(biotin)的肽链通过Au-S键作用修饰在AuNPs表面以使其带上biotin,并用牛血清蛋白(BSA)封闭AuNPs上未被占用的位点以增加其稳定性和生物相容性。随后利用streptavidin和biotin的特异性反应可将修饰后的AuNRs和AuNPs进行组装。透射电子显微镜图(TEM)表征结果表明AuNRs和Au NPs组装成“玉米”状结构,并且形状比较均一,分散性好。紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱图表明组装后AuNRs的长轴吸收峰发生了明显的红移,位于近红外区域。(2)利用AuNRs和AuNPs组装的“玉米”状组装体对肿瘤细胞进行光热治疗以及实现对Caspase-3的检测。组装后AuNRs表面经历了小分子和吐温20的置换,此组装体对细胞的毒性非常小,并且其在近红外区有很强的吸收,可将吸收的光能转化为热能使得温度升高进而杀伤肿瘤细胞,我们利用此组装体对HeLa细胞进行光热治疗,实验结果表明此组装体具有很好的光热治疗效果。此外,组装过程中所用肽链含有Caspase-3的活性DEVD序列,光热治疗引起肿瘤细胞凋亡而产生的Caspase-3会打断肽链使得AuNRs和AuNPs分离,致使组装体的UV-Vis光谱发生蓝移,因此可通过组装体紫外光谱的变化实现对Caspase-3的检测,进而对肿瘤治疗的过程实现监控。(3)利用晶种生长法合成AuNRs,通过调节硝酸银(AgNO3)用量和种子加入量合成较大长径比的AuNRs,再用过氧化氢(H2O2)氧化缩短的方法将其缩短成长径比较小的、形貌好、尺寸均一、分散性好的AuNRs。随后用传统的Stober法在AuNRs表面包覆一层介孔硅,并探索在介孔硅包覆的AuNRs(AuNRs@SiO2)上再包覆一层pH响应的聚合物用于药物可控释放。