表面增强拉曼成像(SERS)和光声成像(PAT)是近年来新兴的分子影像手段，具有高穿透深度、高灵敏度、高分辨率、高对比度等突出特点。金纳米花因其形貌尺寸可调控、光学性质独特、生物相容性良好、表面易修饰等优点，成为分子影像领域最具潜力的造影剂，并有望促进SERS/PA双模式成像的发展。本文采用独特的胺还原法合成出形貌完美、单分散性良好的金纳米花结构，并将其应用在SERS细胞成像和PA活体成像中。本研究主要内容包括：　　⑴采用三乙醇胺作为还原剂，以乙二醇作为反应溶剂，合成出结构可调控、单分散性良好、无表面活性剂的金纳米花结构。通过对合成过程的吸收光谱以及中间产物形貌进行表征，推测出金纳米花的形成过程为经典生长模式，并且限制反应活性物质扩散速率和增强反应体系各向异性效应，能够促进金纳米花向多分枝结构生长。　　⑵对金纳米花的各项物理化学性质进行了表征。首先，对金纳米花的紫外-可见吸收光谱进行表征和分析，发现其在短波长段和长波长段各有一个吸收峰，分别来自于金纳米花的核与分枝的区域表面等离子体共振，并且随着分枝对核的比例增大，长波长段的吸收峰发生红移并且吸光度增强。其次，以4-巯基吡啶(4-MP)为拉曼分子，对比了单层金纳米花聚集体与单层金纳米球聚集体的SERS增强，前者远大于后者;同时，计算了单个金纳米花颗粒的SERS增强因子，数值高达108;通过FDTD法模拟单个金纳米花的电磁场分布，发现分枝的尖端处和与核的交界处场强极高，即“hot spot"。此外，进行了金纳米花的细胞毒性研究，在于金纳米花共孵育24 h后细胞存活率接近100％，并且具有相同尺寸、相同浓度、相同表面电性的金纳米花相比于金纳米球更容易进入细胞。最后，计算了金纳米花在生物体内不同深度处的光声灵敏度，结果表明金纳米花的灵敏度极高，而且在近红外光下，相同浓度的金纳米花的光声信号远远大于有机染料亚甲基蓝。　　⑶以金纳米花为造影剂进行了SERS细胞成像与PA活体成像。首先，以表面修饰了拉曼分子4-MP、保护剂PEG与靶标分子叶酸的金纳米花对HepG2细胞进行SERS成像，SERS像图与实际细胞很好地吻合。其次，将表面修饰了保护剂PEG的金纳米花尾静脉注射入雌性昆明白老鼠后，在不同时间点对小鼠的脑部血管进行光声成像，结果表明金纳米花的存在很大地提高了血管的光声信号，增强了成像效果。最后，以表面修饰了保护剂PEG与靶标分子叶酸的金纳米花对接种了HepG2细胞的雌性裸鼠进行肿瘤部位的PA成像，金纳米花在肿瘤部位富集2h后，肿瘤部位开始出现光声信号，且随着时间的推移光声信号增强，对肿瘤部位进行三维成像，能够清晰地观察到肿瘤分布情况。