3.1 金纳米粒子性质
研究金纳米颗粒的光电学性质及其表面改性
研究金纳米颗粒的光电学性质及其表面改性金纳米颗粒在纳米科学和纳米技术中拥有广泛应用的前景。
其中，它的光电学性质受到研究者的广泛关注。
本文旨在介绍金纳米颗粒的光电学性质及其表面改性。
首先，将从理论基础入手，介绍金纳米颗粒的光学性质；其次，将介绍针对金纳米颗粒的表面改性方法及其在光电学方法中的应用。
一、金纳米颗粒的光学性质金纳米颗粒的光学性质取决于其大小、形状、晶体结构、表面性质等因素。
其中，最主要的因素之一是金纳米颗粒的局域表面等离子体共振（localized surface plasmon resonance, LSPR）效应。
LSPR效应来源于光在金纳米颗粒表面诱导振荡的现象，使其表现出强烈的吸收和散射光谱响应。
这种现象可以明显改变金纳米颗粒的颜色、形状、散射、吸收光线的强度和波长等特征。
理解金纳米颗粒的光学性质，需要涉及一些基础的物理原理。
金纳米颗粒的LSPR效应源于中心对称的阳离子组成和表面电子密度，这种电子密度分布形成了畸变的局域场。
当光线进入金纳米颗粒时，光的电场会与电子的电荷相互作用，引起金纳米颗粒表面电子在外场作用下的振荡。
这种振荡与入射光场呈现相互频率耦合，导致金纳米颗粒的表面电荷分布和振荡频率产生明显改变。
当垂直于入射光方向的振荡频率匹配到金纳米颗粒的固有局域表面等离子体振荡频率时，就会形成强烈的本地化热和电场，驱动金纳米颗粒发生特定的光学响应。
应用热力学原理，可以对金纳米颗粒LSPR效应进行建模。
根据Mie散射理论，可以得到金纳米颗粒在不同尺寸和形状下的吸收和散射谱线，这些谱线与局域表面等离子体振荡有关联。
通过调节金纳米颗粒的形状、大小、晶体结构和表面修饰等因素，可以定量调节其光学性质。
因此，这种局域表面等离子体振荡是对实现高灵敏度、高选择性和可控性的光学检测具有重要意义的基础。
二、金纳米颗粒表面改性方法及其应用改变金纳米颗粒的表面性质可以通过植入分子、修饰基团或涂覆材料等方式实现。
基础实验：金纳米粒子的制备及其光学性质
58Univ. Chem. 2019, 34 (1), 58−63收稿：2018-06-22；录用：2018-06-26；网络发表：2018-07-09*通讯作者，Email: ylzhao@基金资助：国家自然科学基金(21606021)；北京师范大学青年教师基金(2014NT07)；北京师范大学化学国家级实验教学示范中心教改项目；北京师范大学教改项目(15-06-20)；北京市教育委员会共建项目；北京师范大学本科教学实验室建设项目•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX201806030 基础实验：金纳米粒子的制备及其光学性质南彩云，张宇，李玉峰，赵云岺*北京师范大学化学学院，北京师范大学化学国家级实验教学示范中心，北京 100875摘要：围绕金纳米粒子前沿内容，设计了一个简易的本科生基础实验，利用柠檬酸钠还原氯金酸法制备分散性好的金纳米粒子溶液，讨论了其尺寸与颜色的关系，探究了不同电解质和非电解质对金纳米粒子团聚及其颜色的影响，初步了解金纳米粒子的光学特性和探针效应基本原理。
关键词：金纳米粒子；光学性质；尺寸；基础实验中图分类号：G64；O6Preparation of Gold Nanoparticles and Their Optical PropertiesNAN Caiyun, ZHANG Yu, LI Yufeng, ZHAO Yunling *Experimental Chemistry Center of Beijing Normal University, College of Chemistry, Beijing Normal University,Beijing 100875, P. R. China.Abstract: This paper designed a facile comprehensive experiment based on the frontier research topic of gold nanoparticles. The well-dispersed gold suspensions were synthesized by the reduction of chloroauric acid with sodium citrate and their size-dependent optical properties were discussed. Moreover, the gold nanoparticles were explored as primary electrolyte sensors because the addition of electrolytes induced aggregation of the nanoparticles and caused color changes.Key Words: Gold nanoparticle; Optical property; Size; Fundamental experiment金单质通常称为“黄金”，常用作货币或用来装饰，然而金还会通过一种人们并不熟悉的形式“金纳米粒子”发挥更大的作用。
纳米金材料的制备技术及应用研究进展
纳米金材料的制备技术及应用研究进展作者：陆静蓉朱炳龙李静秦恒飞岳喜龙童霏吴娟樊红杰周全法来源：《江苏理工学院学报》2018年第06期摘要：纳米金材料有着特殊的表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，在电学、磁学、光学和化学性质方面具有常规材料不具备的优越性能。
综述了纳米金的制备方法，介绍了纳米金材料的应用领域。
关键词：纳米金材料;制备技术;应用领域中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2018）06-0033-05纳米材料是一种具有与微观原子、分子和宏观物质不同性质的新型材料，在电子、化工、航天等行业得到了广泛的应用。
纳米金是直径为1～100 nm的微小颗粒，通常以胶体的形态存在于水溶液中，其性质主要取决于颗粒的尺寸及其表面特性，当尺寸减小到纳米范围时就会表现出表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应等特性。
[1]纳米金酷游独特的光、电、催化等特性，在化工、环境、光学、电子、生物医疗等领域受到广泛关注。
1 制备方法纳米金的制备方法有物理方法、化学方法和生物方法。
物理法主要是通过各种分散技术将金直接转变为纳米粒子，主要有气相法、液相法、高能机械球磨法等，该方法对仪器设备要求较高、生产费用昂贵，得到的粒径分布较广，大大限制了这类方法的应用。
1.1 化学法化学法主要有氧化还原法、微波法、电化学法、微乳液法等，该方法具有粒径可控、生产效率高等优点，是生产纳米金材料的主要途径。
1.1.1 氧化还原法通过向高价金离子溶液中加入还原剂，将金离子还原并制备纳米金颗粒，常用的还原剂有抗坏血酸、柠檬酸钠等。
纳米金颗粒粒径与还原剂的种类、用量等因素有关，通常制备粒径在5～12 nm的纳米金时用白磷或抗坏血酸，制备粒径大于12 nm的纳米金时用柠檬酸钠，纳米金颗粒粒径与还原剂的用量成反比。
[2]周睿璐等[3]以氯金酸为原料、柠檬酸三钠为还原剂，采用经典的柠檬酸三钠还原法制备出纳米金溶液，利用目测法、紫外-可见分光光度法和扫描探针显微镜法对其进行表征，结果表明，纳米金粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。
金纳米粒子的紫外吸收峰220-概述说明以及解释
金纳米粒子的紫外吸收峰220-概述说明以及解释1.引言1.1 概述金纳米粒子是一种具有特殊结构和性质的纳米材料，在科学研究和工业应用领域具有广泛的潜力。
金纳米粒子的制备方法多种多样，其中包括化学合成、溶液法、电化学法等。
这些方法可以根据需要控制金纳米粒子的形状、尺寸和表面性质，从而使其具备特定的物理和化学特性。
金纳米粒子的性质和应用也十分丰富和多样化。
由于其尺寸效应和表面效应的特殊性质，在光学、电学、磁学等领域展现出了独特的优势。
金纳米粒子在荧光标记、生物传感、催化剂等领域的应用具有广泛的前景。
此外，金纳米粒子还被广泛用于纳米电子器件、纳米催化反应、纳米医学等领域的研究和开发。
本文主要关注金纳米粒子的紫外吸收峰220的特性和影响因素。
紫外吸收峰220是金纳米粒子的一种光学性质，具体指金纳米粒子在紫外光区域的吸收峰位于波长220纳米附近。
这一特性对于金纳米粒子的表征和应用具有重要意义。
本文通过对金纳米粒子的制备方法、性质和应用的介绍，以及对金纳米粒子紫外吸收峰220的特性和影响因素的探讨，旨在增加对金纳米粒子的理解并推动金纳米粒子在相关领域的研究和应用的进一步发展。
此外，本文还展望了金纳米粒子未来研究的方向，并总结了金纳米粒子的紫外吸收峰220的影响因素，提供了对金纳米粒子研究的有益参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将从以下几个方面进行探讨金纳米粒子的紫外吸收峰220以及相关的性质和应用。
首先，在引言部分，将对金纳米粒子的背景和重要性进行概述，以及文章的目的和结构进行介绍。
接下来，正文部分将着重介绍金纳米粒子的制备方法。
将介绍常见的化学合成、物理法等制备方法，并重点分析不同制备方法对金纳米粒子的粒径、形态和表面性质的影响。
然后，将深入探讨金纳米粒子的性质和应用。
将介绍金纳米粒子的表面等离子共振现象，以及其与电磁波的相互作用机制。
同时，还将探讨金纳米粒子在生物医学、催化和传感等领域的应用。
特别地，将重点关注金纳米粒子的紫外吸收峰220带来的应用前景和潜在的研究方向。
The Properties of Metal Nanoparticles
The Properties of Metal Nanoparticles随着纳米技术在各领域中的广泛应用，金属纳米粒子也成为了纳米研究中的热门话题之一。
金属纳米粒子具有许多独特的性质和应用，本文将从其物理性质、化学性质和生物学性质三个方面来详细介绍金属纳米粒子的特性。
一、物理性质金属纳米颗粒的物理特性主要受纳米尺度效应的影响。
一方面，由于金属纳米颗粒的尺寸小于100纳米，因此其表面积相对于质量呈现出显著的增大，表面原子数明显增加，表面能随之增强；另一方面，由于量子限制效应的存在，纳米颗粒中自由电子的行为与金属块体内的不同。
金属纳米颗粒的电子能级结构变得离散化，其能级间距明显增加并向高能级移动，最高价电子位于费米能级附近的表面一定深度范围内，这就导致了光学、电学、热学和磁学等方面的不同于块体的特殊性质，如表面增强拉曼散射（SERS）、局域表面等离子体共振（LSPR）等。
二、化学性质金属纳米颗粒的化学反应往往是发生在其表面的离子或分子基团上，因此，纳米颗粒的表面特性对其化学性质和反应活性有着决定性的影响。
随着金属纳米颗粒的尺寸减小，比表面积增大，表面活性位点密度增高，其表面化学性质变得越来越活泼，其与环境中物质的交互作用也更为复杂。
因此，通过表面修饰改变表面化学性质具有重要意义。
另外，金属纳米颗粒的光学性质也具有很好的响应性，可根据光学信号调控其化学和生物作用。
三、生物学性质金属纳米颗粒在生物应用方面具有广泛的应用前景，其中最为重要的就是这些纳米颗粒在生物体内的生物学性质。
这些性质包括，纳米颗粒的生物相容性、细胞摄取、毒性、药物释放、成像等。
纳米颗粒的生物相容性的提高，得益于表面修饰方法的发展，可以通过适当的修饰来减少其与生物体内其他分子和细胞的亲和性，达到生物相容理想的境地。
此外，不同大小和形状的金属纳米颗粒对生物体内部分器官和细胞的摄取能力也各不相同，这就为纳米颗粒在生物成像和药物释放等应用领域提供了丰富的思路和选择。
金纳米粒子
金纳米粒子简介金纳米粒子是指直径在1到100纳米之间的金颗粒。
由于其独特的光学、电学和化学特性，金纳米粒子在多个领域具有广泛的应用。
本文将介绍金纳米粒子的制备方法、性质和应用。
制备方法金纳米粒子的制备方法多种多样，包括化学合成法、溶剂还原法、激光蚀刻法等。
其中，化学合成法是最常用的方法之一。
1.化学合成法：化学合成法是通过还原金盐溶液中金离子形成金颗粒，再经过后续处理得到金纳米粒子。
常用的化学合成方法有湿化学合成法、多相合成法和微乳液法。
其中，湿化学合成法是最常见的方法之一。
该方法通过控制反应条件和添加还原剂、表面活性剂等物质来控制金纳米粒子的形貌和大小。
2.溶剂还原法：溶剂还原法是将金盐溶液和还原剂加入有机溶剂中进行反应，生成金纳米粒子。
该方法通常需要高温和压力条件下进行。
3.激光蚀刻法：激光蚀刻法是利用激光在金膜表面进行局部蚀刻，形成金纳米粒子。
该方法具有高精度和高控制性。
性质金纳米粒子的性质主要包括形状、大小和表面等。
这些性质对金纳米粒子的光学、电学和化学特性有重要影响。
1.形状：金纳米粒子的形状多样，包括球形、棒状、多面体等。
不同形状的金纳米粒子有不同的表面能和电荷分布，从而影响其物理化学性质。
2.大小：金纳米粒子的大小直接影响其表面积和光学性质。
通常情况下，金纳米粒子的光学性质会随着尺寸的减小而发生变化。
3.表面：金纳米粒子的表面往往具有较大的比表面积，在催化、传感等领域具有重要作用。
此外，金纳米粒子的表面还可以进行功能化修饰，以增加其稳定性和特定的化学反应。
应用金纳米粒子因其独特的性质在多个领域具有广泛的应用。
1.生物传感：金纳米粒子可以通过表面修饰与生物分子特异性结合，用于生物传感和检测领域。
例如，利用金纳米粒子可以制备出高灵敏度的生物传感器，用于检测蛋白质、DNA等生物分子。
2.催化剂：金纳米粒子在催化领域具有重要应用。
由于其高比表面积和活性位点，金纳米粒子可以作为有效的催化剂，用于半导体制备、化学反应等。
优质纳米金粒子基本性质及应用介绍
优质纳米金粒子基本性质及应用介绍2016-10-28 13:52来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部【产品说明】中文名称：纳米金粒子英文名称：Gold nanoparticles中文别名：金纳米、纳米金胶体、奈米金粒子CAS号：7440-57-5【产品特性】外观：紫红色液体保护剂：PVP（聚维酮）PH：7.0±0.5粒径：5-10nm黄金纯度：99.95％光学密度：5/cm包装规格：按客户要求包装保存方法：密封，4℃冰箱避光保存【详细介绍】纳米金即指金的微小颗粒，其直径在1～100nm，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响其生物活性。
由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金，其颜色依直径大小而呈红色至紫色。
一般为分散在水溶液中的水溶胶，因此也被称为胶体金。
纳米金颗粒制备方法有许多，与大多数纳米粒子一样，主要可以分为物理法和化学法。
物理法制备金颗粒主要是通过各种分散技术将金直接转变为纳米粒子，主要包括真空沉积法、激光消融法等方法。
化学法是以金的化合物为原料，利用还原反应生成金纳米粒子，通过控制反应条件，来制备所需尺寸的颗粒。
化学法主要包括：柠檬酸钠氧化还原法、模板法、电化学合成法、光化学合成法、晶种生长法、巯基配体法、微乳液法等。
随着科技的进步和发展，利用细菌、真菌、酵母菌、藻类等微生物或纯天然植物提取物等无毒无害且环境友好的绿色环境法制备纳米金粒子，逐渐成为纳米技术领域一个重要的趋势[13]。
关于纳米金粒子表面修饰的研究在国内外都很活跃，目前主要运用聚合物分子、生物分子、树枝化超大分子和环境友好型分子修饰。
纳米金材料由于其基本单元都是微小尺寸的粒子故存在很多宏观粒子所不具备的物理、化学特性，包括光学效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应、久保效应以及一些其他的特殊效应；具备荧光特性、电化学特性、吸附特性以及超分子和分子识别特性等，因而广泛应用于感光、催化、生物标识、光电子学、信息存储以及表面增强拉曼散射等诸多领域，涉及材料、医学检验、临床医学、食品、化工、陶瓷、染料等行业。
40nm金纳米粒子体内代谢 理论说明
40nm金纳米粒子体内代谢理论说明1. 引言1.1 概述：本文旨在探讨40nm金纳米粒子在体内的代谢机制，并对其进行理论说明。
随着纳米技术的不断进步和应用领域的扩展，金纳米粒子作为一种重要的纳米材料，在生物医学研究和药物输送领域展示出巨大潜力。
了解金纳米粒子体内代谢途径是深入研究其生物效应以及对健康影响具有重要意义的一步。
1.2 文章结构：本文分为五个部分，除引言外，正文部分包括理论说明、结果与讨论、结论与展望三个章节。
在理论说明部分，将详细介绍金纳米粒子的特性、细胞摄取与代谢途径以及40nm金纳米粒子体内代谢研究现状。
结果与讨论部分将介绍实验的设计与样本处理、实验结果的分析以及对结果的解读与讨论。
最后，在结论与展望中，总结主要发现，指出存在问题和不足之处，并提出进一步研究展望。
1.3 目的：本文旨在通过理论说明金纳米粒子体内代谢的机制，深入了解40nm金纳米粒子的生物行为，并为进一步研究提供基础。
通过探究金纳米粒子在体内的代谢途径，能够更好地评估其安全性和应用潜力，并为设计和合成更具有靶向和生物相容性的金纳米粒子提供指导。
同时，本文也旨在为相关领域的研究者提供参考，促进金纳米粒子体内代谢研究的发展。
2. 正文金纳米粒子是目前研究领域中备受关注的一类纳米材料，其具有独特的物理、化学性质和广泛的应用潜力。
在生物医学领域，金纳米粒子由于其良好的生物相容性和可调控的表面特性而成为了重要的研究对象。
然而，在应用过程中，我们需要深入了解金纳米粒子在体内代谢途径及其对生物体产生的影响。
金纳米粒子在体内代谢过程涉及多个层面。
首先，它们需要被细胞摄取。
细胞摄取是金纳米粒子与生物体相互作用最初且最重要的部分。
经过摄取后，金纳米粒子会进入细胞内，并被不同类型的细胞器或细胞结构进行处理和转运。
进一步研究显示，40nm大小的金纳米粒子因其较小尺寸而容易通过细胞膜进入细胞内部。
此外，它们还可以通过特殊机制（如聚集、脱包裹等）进入其他组织或器官，并参与更复杂的代谢过程。
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金纳米粒子性质1 金纳米粒子类型不同形状的金纳米粒子对应着不同的应用目的。
目前为止，人们已经制备了多种不同形状的金纳米粒子，主要有棒状，球状，壳状，笼状，多面体，星状等，不同形状的金纳米粒子有着自身独特的优势。
例如棒状的金纳米粒子具有良好的光热性能，而笼状的金纳米粒子更适合于内部物质的负载等。
根据金纳米粒子的尺寸可以将其分为金纳米团簇及金纳米晶，通常来说，金属粒子具有一定的导电性，而当金纳米粒子的尺寸小于2 nm时，金纳米粒子的性质由原来的金属导电性质变为了绝缘体性质，因此这个尺寸被称为临界尺寸。
通过这个临界尺寸可以将金纳米粒子分成两类：尺寸小于2 nm的金纳米粒子，被称为金纳米团簇；而金粒子的粒径尺寸大于2 nm时，通常被称为金纳米晶。
2 金纳米粒子特性块状的金在通常被认为是惰性金属，而纳米金却显示出了区别于宏观尺寸的高活性。
金纳米粒子作为纳米材料中的贵金属纳米粒子的一类，金纳米粒子除了具有纳米材料的普遍特性之外还具有自身独特的性质，主要表现在以下几个方面：2.1 表面等离子体共振特性有较高的比表面积，其表面自由电子较多，自由电子受到原子核的正电荷束缚较小，电子云在表面自由运动，当表面的电子云产生相对于核的位移时，来自电子和核之间的库仑引力会产生一个恢复力，从而产生表面电子云的震荡，振荡频率由四个因素决定：电子密度、有效电子质量电荷分布的形状和大小。
表面等离子体（surface plasmons），又被称为表面等离子体激元，是由于金属粒子表面的自由电子的集体谐振而产生。
当金属纳米粒子被一定波长的光照射后，入射的光子与表面自由电子相互作用，入射的光子与金属表面自由电子耦合后产生的疏密波。
当入射光的振动频率与金属粒子表面的自由电子谐振频率相同时产生的共振被称为表面等离子体共振。
金纳米粒子的表面等离子体共振对光子产生的吸收能够使用UV-vis-vis光谱检测，通过不同的吸收峰值反映金纳米粒子的形貌，大小等特性，实心球形的金纳米粒子具有一个单峰，不同尺寸的金纳米粒子具有的峰位不同，而金棒具有两个典型的吸收峰，分别为横向和纵向，而笼状的金粒子的吸收峰也有别于球状和棒状，而即使同为球形金粒子，壳层结构的金粒子的吸收峰也有很大的区别。
金纳米粒子的这种表面等离子体共振特性被广泛应用与检测，传感，光热等领域。
金属表面带有大量的自由电子，自由电子激发后产生集体震荡，称为表面等离子体。
纳米尺寸的金属材料，对表面等离子体产生一种不同于宏观材料的束缚（即局域）。
纳米尺寸的金材料在光照下，表面自由电子产生的集体震荡称为局部表面等离子共振（localized surface plasmon resonance, LSPR）。
一般来说，这一过程包括两种类型的光－物质相互作用：散射，即入射光以相同的频率再福射到所有方向；吸收，即入射光被表面等离子体吸收而转化成热能。
这两个过程一起导致入射光的消光或衰减，这使得我们看到的金纳米材料的溶液呈现出不同颜色，并使得金纳米材料具有光热转化能力。
金纳米材料的LSPR性质（如LSPR峰的位置，光散射与吸收的比例）与材料的尺寸、形状、结构有关，依据金纳米材料的几何形状，其LSPR性质可通过麦克斯韦方程（Maxwell equations）推算得出。
同时，金纳米材料的LSPR性质也会受到颗粒间距离及周围环境等因素的影响。
由于在水和生物组织，波长位于近红外区域（near-infrared region, NIR, 650-900nm）的光吸收和散射较低，该区域的光具有更好的组织穿透能力，因化LSPR峰位于近红外区域的金纳米材料更适合于生物医学领域的应用。
传统的球形金纳米颗粒，可通过控制其尺寸来调整其LSP民光谱的形状和峰的位置。
但是，仅仅改变金纳米颗粒的尺寸，对其LSPR峰的影响非常小，很难得到峰值位于近红外区的颗粒。
例如，直径为50 nm的球形金纳米颗粒LSPR峰位于520 nm处，而直径为100 nm的球形金纳米颗粒LSPR峰位仅红移到550 nm处。
而通过对非球形金纳米颗粒进行精确的形貌控制，如改变其形状，多枝结构的角锐度，棒状结构的纵横比，中空结构的壳层厚度等，对其LSPR峰的调节效果却十分显著。
以金纲米棒为例，其圆柱状结构的长轴和短轴显示出不同的表面等离子共振频率，形成纵向和横向两个LSPR峰。
提离金纳米棒的纵横比（纵轴长度：横轴长度），其横向LSPR峰位置保持在约520 nm化而纵向LSPR峰的位置明显红移。
例如，Wu等报道的金纳米棒纵横比在2.1到3.5之间调节化相应的纵向LSPR峰位于600 nm到800 nm之间。
因此，通过精确的形貌控制，可以得到多种形态、尺寸各异，吸收峰可控的金纳米材料，如表1.1所示。
表1.1 金纳米材料的形貌控制与相应LSPR性质金纳米结构尺寸LSPR峰金纳米棒颗粒5-150 nm 520-650 nm金纳米棒20 nm至数微米（纵径）600-1800 nm（纵向共振峰）金纳米盘／金纳米片40-1000 nm（边长）700-1300 nm（平面共振峰）金纳米壳5-50 nm（厚度）520-900 nm金纳米笼10-400 nm 400-1200 nm金纳米多面体20-200 nm（边长）560-1000 nm20-60 nm（核直径）650-900 nm金纳米星10-30 nm（枝长度）金纳米囊泡200-300 nm 650-1000 nm 一些形貌的金纳米材料，如由直径2 nm以下的金纳米微粒构成的金纳米团簇等，还具有光致发光（photoluminescence）的能力。
光致发光是指受到光玻激发的电子在弛豫过程中，在不同能级之间跃迁时发射电磁福射的过程。
电子在单重态么间跃迁时，发出的光为费光，寿命在毫微秒到微秒级；在Ｈ重态和单重态间跃迂时，发出的光为磯光，寿命在微秒级。
根据激发方式的不同，光致发光可分为单光子光致发光（single-photon photoluminescesence, SPPL），双光子光致发光（two-photon photoluminescence, TPPL）和三光子光致发光（three-photon photoluminescence, 3PPL）。
同时，金纳米材料在光照下，由于表面等离子共振，可在材料表面产生强烈的局域电磁场，较入射光电场大大増强，可极大的提高周围分子产生的一些光信号这一性质常被应用于表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS），増强检测分子的光信号强度，使得含量微少的分子更易检出。
2.2 光学特性金纳米粒子的光学特性也是基于其表面等离子体共振特性发展而来，主要体现在不同尺寸的金纳米粒子吸收不同波长的光，因此具有不同的颜色表现。
不同尺寸的壳状的金纳米粒子溶液体现出不同的颜色。
而另一个表现就是基于金纳米粒子的这种吸收特定波长的光而产生的光热效应，强烈的光吸收和随后的非辐射的能量耗散使得金纳米粒子具有光热效应。
Link等人描使用飞秒瞬态吸收光谱观察到光照在金纳米粒子后的加热过程。
当一定波长的光照射到金纳米粒子表面后，由于表面等离子体的持续震荡，使得光能转化为热能，金纳米粒子的这种现象在癌症治疗领域有着广泛的研究。
2.3 催化特性传统意义上认为，金是具有化学惰性的，金纳米粒子的催化并没有引起重视。
直到20世纪80年代，Bond等人的工作介绍了金纳米粒子的在烯烃的加氢反应中具有高的催化性能。
十多年后，Haruta和Hutchings等人通过实验证实了金纳米粒子的催化性能。
金催化剂分为负载型和非负载型，非负载型的催化主要是基于金纳米粒子具有较高的表面能和表面自由电子，而负载型的金纳米粒子作为催化剂的原理仍在不断的探索中，但这并没有阻挡科学家们对金催化剂使用的探索。
2.4 金纳米材料的其他性质金是一种极为惰性的金属，在空气中具有巧强的抗氧化和耐腐蚀性。
在生物环境中，金纳米材料的低反应性和生物惰性使其更加适合应用于生物医学领域。
目前，已有大量报道证实了金纳米材料的低急性毒性和良好的生物相容性。
金在空气和生物环境中具有良好的惰性，而它在与含巯基（-SH）或二硫键（S-S）的化合物反应时，能够生产键能更强（约184 kJ·mol-1）的金-硫键（Au-S）。
利用带有不同官能团的含硫化合物与金纳米材料反应，可对材料进行丰富的化学修饰，赋予其丰富的功能并使其更加适应于生物应用。
例如，在金纳米材料表面修饰一层生物相容性高分子，如聚乙二醇（Polyethylene glycol, PEG）等，能够有效地防止金纳米材料团聚，减少材料对蛋白质的非特异性吸附，避免材料被网状－内皮系统（reticuloendothelial system, RES）摄取和清除，延长材料的血液循环时间，增加材料在肿瘤部位的聚集。
同时，将祀向分子（如抗体，适体，亲合体等）等功能性集团修饰在金纳米材料的表面，可赋予材料与肿瘤持异性结合的能为，实现肿瘤的主动视向。
另外，除了形成Au-S外，生物分子也可通过非特异性方式吸附到金纳米材料表面而赋予材料新的特性和功能。
因此，金纳米材料作为一种生物相容性良好的纳米材料，具有可控的形貌，独特的光学性质，及易于修饰的表面。
将金纳米材料应用于肿瘤的成像与治疗，为肿瘤诊疗提供了新的思路。
3 金纳米颗粒的表面修饰金纳米颗粒的表面修饰可以分为共价和非共价修饰。
通过表面修饰，一方面可以提高金纳米颗粒的生物相容性，另一方面，可以赋予金纳米颗粒新的功能，用于成像、诊断、载药和光热治疗等领域。
3.1 共价修饰金纳米颗粒表面的共价修饰一般采用硼氢化钠还原法和配体置换法。
硼氢化钠还原法为一步法，在氯金酸被硼氢化钠还原成金纳米颗粒的过程中，可以将配体连接到金纳米颗粒的表面，例如，硫辛酸及其衍生物可以通过此方法共价修饰到金纳米颗粒表面(图 3.1.2-1)。
对于表面已经修饰有配体的金纳米颗粒，通过配体置换法，溶液中的配体分子可以取代金纳米颗粒表面原有配体，从而实现表面新的功能化修饰。
例如，对于柠檬酸根包被的金纳米颗粒，由于柠檬酸根与金纳米颗粒表面的作用力较弱，因此，当溶液中存在与金纳米颗粒表面作用力较强的硫醇配体时，溶液中的硫醇会取代金纳米颗粒表面的柠檬酸根，与金纳米颗粒DNA修饰的硫醇共孵育时，通过配体置换，可以得到表面修饰DNA的金纳米颗粒。
图3.1.2-1 具有抗癌活性的噻唑烷酮化合物１和３与硫辛酸反应生成化合物２和４，通过硼氢化钠还原法，将化合物２和４共价连接到金纳米颗粒表面，用于识别噻唑烷酮化合物在细胞内的靶点3.2 非共价修饰金纳米颗粒的表面自由能较高，因此，其可以通过非共价作用吸附周围的分子，从而降修饰到金纳米颗粒表面。