金纳米粒子制备简单,粒径均一可控,化学性质稳定,易于表面功能化,并具有强烈的局域表面等离子体共振(Localized surface plasmon resonance, LSPR)等光学性质,成为目前研究最多的纳米材料之一,已广泛应用于催化、生物医药、分析检测等领域。本硕士学位论文利用金纳米粒子独特的光学性能,通过合适的生物偶联和／或功能化,将其应用于免疫分析、重金属离子检测等生化分析中的信号传导和放大,具体包括以下三部分工作：(1)采用金纳米粒子增强表面等离子体共振成像(surface plasmon resonance imaging, SPRi)的信号,用于灵敏免疫检测小分子真菌毒素。各种真菌毒素的检测对于食品安全具有重要意义。SPRi是一种可同时进行多目标物免疫检测分析的光学成像技术,广泛应用于生物大分子免疫检测和相互作用研究。然而,在免疫法检测小分子真菌毒素时,SPRi的灵敏度有限,不能满足检测的实际需要。本文采用竞争免疫模式,利用金纳米粒子放大SPRi信号,对多种小分子毒素进行了同时检测,实现了高选择性、高灵敏度同时检测黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1, AFBl)、赭曲霉素(Ochratoxin A, OTA)和玉米烯酮(Zearalenone, ZEN)三种典型的真菌毒素,其检测限分别为8、30和15 pg mL-’,动态范围达到3个数量级。(2)采用金纳米粒子及其表面原位引发聚合进行SPRi的连续信号放大,实现在大浓度范围灵敏免疫检测肿瘤标志物。现有的SPRi信号放大方法存在定量关系差、难以在大浓度范围内对目标物进行定量检测。本部分工作采用SPRi在夹心免疫法模式下对肿瘤标志物进行免疫检测,通过引入同时负载抗体蛋白和表面引发原子转移自由基聚合(Surface initiated-atom transfer radical polymerization, SI-ATRP)表面引发剂的金纳米粒子实现SPRi信号的第一次放大；此后,在芯片表面以金纳米粒子上的引发剂为活性位点原位引发ATRP,实现第二次SPRi信号放大。采用该方法对典型的肿瘤标志物甲胎蛋白(a-fetoprotein, AF P)在10%的人血清中进行检测,检测限达到1.0ng mL-1,检测的动态范围达到2个数量级。(3)基于2,2’-联吡啶诱导金纳米粒子聚集的可视化汞离子(Hg2+)检测。重金属离子Hg2+是高毒性污染物,简单可靠的现场检测方法非常重要。本部分工作发展了一种基于2,2’-联吡啶诱导金纳米粒子聚集的可视化Hg2+检测方法：2,2’-联吡啶(2,2’-Bipyridyl, Bipy)能诱导金纳米粒子发生可控的线性聚集,伴随溶液由红到蓝的颜色变化；而Hg2+能在金纳米粒子表面形成Au-Hg合金层,从而有效抑制Bipy引起的金纳米粒子聚集。基于此规律建立的可视化Hg2+检测方法选择性良好,检测动态范围为0.2-2μM,采用简单的可见光分光光度计,其检测限可进一步降低到38 nM。同时,该方法对样品pH值和离子强度不敏感,对实际样品表现出良好的检测可靠性和选择性,具有快速现场检测Hg2+的潜力。