金纳米棒的制备和应用
水溶性金纳米棒
金纳米材料是纳米材料的一类，就目前而言，其种类虽然没有磁性纳米材料的丰富，但也有越来越多的金纳米材料开始被广泛应用，本次就分享其中的一种—水溶性金纳米棒。
金纳米棒由于其独特的表面等离子共振（surface plasmon resonance, SPR）性质及良好的生物相容性被广泛地应用于生物医学领域。
相比于其他金纳米结构，金纳米棒的SPR峰随长径比的增高向近红外区红移。
根据长径比不同，金纳米棒的水溶液呈现出蓝色、棕色、棕红色等颜色。
由于可见光不容易穿透生物组织，而高长径比的金纳米棒在近红外区对光的吸收和散射能力都很强，因此对于皮下组织的癌症治疗是很好的选择。
金纳米棒在药物载体、肿瘤诊断、激光热疗、光声成像、计算机断层扫描（CT）成像等研究有广泛的应用。
水溶性金纳米棒的制备方式一般有三种。
第一种是模板法，即在表面活性剂水溶液中,采用电化学和光化学还原法可在多孔氧化铝、聚碳酸酯膜或碳纳米管模板制备金纳米棒，然后通过溶解模板可释放出其中的纳米棒。
这种方式制备的金纳米棒其纳米林的直径会受模板孔径的限制,比较均匀,缺点则是纳米棒的长度难以精确控制。
第二种是电化学合成法，即在一个双电极电化学反应池中，以Au片作为阳极提供金原子，不同链长的阳离子表面活性剂提供棒生长所需的模板，整个反应体系处于超声状态。
以该法合成的金纳米棒,其长径比(AR)可通过调节电流密度进行调控，在电极表面上生成的金纳米棒是在超声作用下进入溶液的。
第三种是种子生长法是在金纳米棒的合成方法中较为常用方法。
一般主分为两步：首先制备小粒径(3 ~4 nm)的球形金纳米颗粒种子，然后在棒状胶束溶液中让制备的金纳米颗粒生长成棒状。
种子生长法使整体的反应速率及生长速率均得以提高；并且其产物的粒径能够通过改变生长液中金盐与纳米颗粒种子的摩尔比例进行控制。
上述是对水溶性金纳米棒的相关介绍，下面介绍一家研发生产纳米材料的公司。
南京东纳生物科技有限公司是一家集产学研于一体的高新技术型企业，主要从事纳米材料及生物医学纳米技术，功能微球、体外诊断试剂与仪器等研发与生产。
金纳米棒的制备简史(四)——晶种法
金纳米棒的制备简史(四)——晶种法2016-04-13 12:44来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部晶种法制备可控长径比金纳米棒晶种生长法是目前制备金纳米棒最成熟的方法．Murphy小组在柠檬酸盐保护的情况下，用硼氢化钠还原氯金酸溶液，得到直径3.5 nm的球形金纳米粒子，然后精细调控生长条件，如最优化C16TAB(十六烷基三甲基溴化铵)和抗坏血酸的浓度，通过两步或三步晶种法制得了高长径比的金纳米棒，棒的产率大约为4%．随后，他们改进了这一方法，仅仅调节反应的pH值，就使高长径比金纳米棒的产率提高到90%．El-Sayed小组进一步改进了这种方法．他们用CTAB代替柠檬酸盐封端的金纳米粒子作晶种，克服了先前方法的一些缺点和限制(如形成非棒状，φ形纳米粒子以及大量的球形粒子)．此外，在单组份表面活性剂体系中，通过调节生长溶液中银量即可得到长径比在1.5-4.5之间的金纳米棒．为获得长径比为4.6-10的金纳米棒，则需要N-十六烷基-N，N-二甲基苄基氯化铵(BDAC)和CTAB混合使用．在Murphy小组和EI-Sayed小组工作的基础上，人们又进行了一些改进和调整．主要集中在各种参数的变化，如晶种陈化时间，晶种浓度或生长溶液中金离子量与晶种的比例，温度，不同性质的表面活性剂等．Michael等用硝酸代替硝酸银，得到的金纳米棒尺寸均一，直径19-20nm，长度400-500nm，平均长径比21-23．他们认为，与硝酸造成的轻微pH变化相比，硝酸根离子的存在对棒的形成影响更大．Zijlstra等利用无晶种生长途径，在高达97°C的条件下制得了金纳米棒．与晶种生长法中晶种异处制备相反，此处的晶种原位生成．即在剧烈搅拌的情况下，往生长溶液中快速注入硼氢化钠，成核与生长会在5s 后发生．尽管具体的制备方式有差异，但晶种生长法的基本原理可以表述为：制备出小尺寸的金纳米粒子作为晶种，然后生长溶液中的金离子在这些晶种上还原沿特定晶面生长得到金纳米棒．晶种法对设备的要求比较低，且反应温和，能扩大生产，是目前制备金纳米棒最成功的方法．。
羧基化金纳米棒-概述说明以及解释
羧基化金纳米棒-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述是引言部分的第一小节，主要是对整篇文章的主题进行简要介绍，给读者一个整体的概念。
在本文中，概述部分主要介绍羧基化金纳米棒的研究背景和概念。
羧基化金纳米棒是一种具有特殊结构和性质的纳米材料。
纳米棒具有高比表面积、可调控的尺寸和形状等优点，在材料科学、物理化学、生物医学等领域具有重要的研究价值和广阔的应用前景。
羧基化是指在金纳米棒表面引入羧基官能团的化学修饰过程。
羧基是一种含有羧基（-COOH）官能团的有机化合物，具有良好的亲水性和活性。
通过引入羧基，可以改变金纳米棒的表面性质和化学反应性，扩展其在各个领域的应用。
因此，羧基化金纳米棒的制备和应用成为当前纳米科学和纳米技术领域的研究热点之一。
本文将着重介绍羧基化金纳米棒的制备方法和特性应用。
通过分析不同制备方法对纳米棒形貌、尺寸和结构的影响，揭示羧基化金纳米棒的制备机制和控制策略。
同时，我们还将探讨羧基化金纳米棒在生物传感、催化剂、药物传递和光电器件等方面的应用，展示其巨大的潜力和前景。
通过本文的介绍，读者将能够更全面地了解羧基化金纳米棒的制备方法、特性和应用，为纳米科学和纳米技术相关领域的研究提供参考和启示。
同时，也有助于促进羧基化金纳米棒在生物医学、环境保护、能源存储等重要领域的应用与开发。
1.2文章结构文章结构部分的内容主要是介绍本文的组织结构和各个章节的主要内容。
本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括了概述、文章结构和目的三个小节。
概述部分简要介绍了羧基化金纳米棒的研究背景和重要性。
文章结构部分则是说明了文章的整体组织结构和各个章节的主要内容。
目的部分阐述了本文的主要目的和意义。
正文部分又分为羧基化金纳米棒的制备方法和其特性与应用两个小节。
制备方法部分将详细介绍羧基化金纳米棒的制备过程、步骤和关键技术，并探讨各种制备方法的优劣以及存在的问题。
特性与应用部分则会阐述羧基化金纳米棒在各个领域的应用，如生物医学、能源储存等，并着重介绍其在相关应用中的特性和表现。
金纳米棒光热效应杀菌
金纳米棒光热效应在杀菌领域的应用是一项备受关注的新兴技术。
这种技术利用金纳米棒对光的局部表面等离子共振现象，产生强热效应，从而实现对微生物的精准热灭活。
以下将深入探讨金纳米棒光热效应杀菌的原理、方法、应用领域以及未来发展趋势。
### **金纳米棒光热效应原理**金纳米棒的光热效应基于表面等离子共振现象。
当金纳米棒暴露在适当波长的光下时，金纳米棒的自由电子与光场耦合，导致电子被激发至高能级。
这个激发状态下的电子会与周围的原子和分子发生碰撞，产生局部升温效应。
由于金纳米棒的形状和尺寸可以调控，可以使其在特定波长范围内表现出明显的等离子共振峰，即光吸收的峰值。
这种局部表面等离子共振效应使金纳米棒在吸收光能的同时，产生局部高温，从而形成光热效应。
### **金纳米棒光热效应杀菌方法**1. **金纳米棒制备：** 首先，通过合成方法制备具有特定形状和尺寸的金纳米棒。
这可以通过溶液法、溶胶-凝胶法等合成技术实现。
2. **表面功能化：** 为了提高金纳米棒在生物体内的稳定性和生物相容性，通常需要对其进行表面功能化处理，例如涂覆生物相容性的聚合物。
3. **光照射：** 将经过功能化处理的金纳米棒添加到杀菌区域，然后利用激光或可见光源照射样品。
由于金纳米棒对特定波长的光吸收强，会发生局部表面等离子共振效应，产生强热效应。
4. **光热效应杀菌：** 金纳米棒的光热效应导致杀菌区域温度升高，微生物在高温下会受到损伤，从而实现光热效应杀菌。
### **金纳米棒光热效应杀菌的应用领域**1. **医学领域：** 金纳米棒光热效应杀菌被广泛应用于医学领域，特别是用于感染性疾病的治疗。
通过调节金纳米棒的形状和尺寸，可以实现对不同病原体的高效灭活。
2. **食品工业：** 在食品工业中，金纳米棒光热效应杀菌可以用于食品的无害化处理，提高食品的贮存期和安全性。
3. **水处理：** 金纳米棒光热效应也可以应用于水处理领域，通过对水中微生物的杀灭，提高水质的安全性。
金纳米棒的制备简史(二)——电化学法
金纳米棒的制备简史(二)——电化学法
2016-04-13 12:40来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
电化学法制备金纳米棒的示意图及不同长径比金纳米棒的TEM
Wang等首次使用电化学法制备了金纳米棒.此法合成金纳米棒的产率较高．图为电化学法制备金纳米棒的示意图，该法使用的是二电极系统．生长溶液中包含两种表面活性剂：十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和四辛基溴化铵(TC8AB)，将盛有生长溶液的电解池置于38°C超声池中，然后插入做牺牲阳极的金板(3.0 cm×1.0 cm ×0.05 cm)和做阴极的铂板．电解前，往电解池中加入适量的丙酮．丙酮的作用是松散胶束的结构以利于TC8AB进入CTAB胶束中，诱导金纳米粒子轴向生长，形成Au-C16TAB-TC8AB体系．然后在3 mA恒定电流下电解30 min．在金纳米棒的合成过程中，金板阳极开始消耗，形成AuBr4−离子，它们与铂板后面放置的银板发生氧化还原反应，生成银离子，wang等发现银离子的浓度和它们的释放速率可以控制棒的长径比．尽管银离子的作用和纳米棒的生长机理至今还不清楚，但为以后的光化学法和晶种生长法制备金纳米棒奠定了良好的基础．。
金纳米棒的制备
金纳米棒的制备2016-05-02 13:05来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部金纳米棒的制备由于贵金属在医学，光学及其他运用场景下发挥的作用与其形貌特征有很大的关系。
以往对于金等贵金属主要是从制备纳米球形的方向入手，这是最简单，最容易控制成核及尺寸的，但是棒状金纳米材料在其优异的性能影响下，越来越的研究也开始了。
人们发现金纳米棒的尺寸和晶体结构的差异对于应用有着显著的影响，对金纳米棒合成的有效调控直接决定着其后续应用研究的效果。
采用模板法，电化学法，种子生长法和无种子生长法对金纳米棒进行制备，采用TEM等对金纳米棒进行深入的研究发现：电化学合成的金纳米棒具有单晶结构，这是经典的银离子辅助合成金纳米粒子，在无银离子辅助条件下合成的金纳米棒具有五重孪晶结构，这与银离子辅助条件下合成的单晶结构差别很大。
研究发现，一旦种子长到一定的尺寸，孪晶层积缺陷便会产生以降低体系的表面能。
影响金纳米棒生长，行核的关键因素主要有表面活性剂，卤化物，溴化物，他们决定着金纳米棒粒子的行核机制和生长尺寸等。
同样，对于制备的金纳米棒粒子来说，分离纯化也是一个重要的过程。
目前合成出来的产物中还存在着一定程度的形状和尺寸多分散性，因此需要进一步纯化产物，目前常用的分离方法是离心分离，它的一个重要作用是除去溶液中未反应的原料，如过量的CTAB，此外离心还有助于进行形状分离与长径比分离，由于颗粒的直径对其沉降速率影响最大，因此直径越大越容易沉降。
另外对于分离纯化高长径比的金纳米棒也是一个重要的过程，目前主要利用重力沉降，静置10-12h后，纳米棒和纳米片沉降于离心管底部，球形颗粒仍留在液体中，将底部的产物取出分散后，加入复合物Au（Ⅲ）/CTAB，利用氧化刻蚀速率的形状依赖性，可使片状颗粒体积减少40%并转变为圆形的纳米盘，而纳米棒体积只减少20%。
金纳米棒的制备方法
金纳米棒的制备方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊金纳米棒的制备方法。
这金纳米棒啊，就像是微观世界里的小魔法棒，有着神奇的魅力和用途呢！要制备金纳米棒，咱得先准备好材料。
就好像要做一顿美味大餐，得先有新鲜的食材一样。
然后呢，就是一系列精细的操作啦。
比如说，可以用种子生长法。
这就好比是种小树苗，先要有个小小的种子，然后给它合适的环境，让它慢慢长大、变强壮。
把金种子放在合适的溶液里，给它提供适宜的条件，看着它一点点地变成我们想要的金纳米棒，那感觉可神奇啦！还有一种方法叫电化学法。
这就好像是给微小的物质世界通上电，让它们在电流的作用下发生奇妙的变化。
通过控制电流的大小和方向，来引导金纳米棒的形成，是不是很有意思？你想想看，我们就像微观世界的小魔法师，用各种方法和技巧，让这些小小的金纳米棒乖乖地出现，为我们所用。
这难道不是一件超级酷的事情吗？在制备的过程中，每一个步骤都得小心翼翼，就像走钢丝一样，稍微有点偏差可能就前功尽弃啦。
但这也正是它的魅力所在呀，充满了挑战和惊喜！而且哦，不同的制备方法会得到不同特性的金纳米棒呢。
这就跟不同的烹饪方法能做出不同口味的菜一样。
有的金纳米棒可能更细长，有的可能更粗壮，它们都有着各自独特的用处呢。
制备金纳米棒可不只是在实验室里玩玩哦，它在很多领域都有着重要的应用呢。
比如在医学上，它可以帮助诊断疾病、治疗疾病，就像是小小的健康卫士。
在材料科学里，它能让材料变得更厉害、更有用。
所以说呀，学会制备金纳米棒的方法，那可真是打开了一扇通往神奇微观世界的大门呢！咱可得好好钻研钻研，说不定还能发现更多关于金纳米棒的秘密和惊喜呢！怎么样，是不是对金纳米棒的制备方法充满了好奇和期待呢？那就赶紧行动起来，去探索这个奇妙的微观世界吧！。
金纳米棒制备综述
106化学工程与装备 周丽秀：陕西省凤县双唐红地区金水文地球化学特征及其找矿标志 Chemical Engineering & Equipment2011 年 第 4 期 2011 年 4 月引言 金纳米棒(gold nanorods，GNRs)是一种胶囊状的金纳 米颗粒， 比球形金纳米粒子具有更为奇特的光电性质， 金纳 米棒具有一个横向等离子共振吸收峰(transverse surface plasmon resonance，TSPR)和一个纵向等离子共振吸收峰 (longitudinal surface plasmonresonance，LSPR)，分别 对应其横轴和纵轴两个特征尺寸， 纵轴长度和横轴直径之比 为金纳米棒的长径比(aspect ratio，AR)。
改变实验条件可以制备长度、长径比可调的金纳米棒。
通过改变金纳米棒的长径比， 其 LSPR 可从可见光区向近红 外光(NIR)区调控，而在近红外波长范围通过人体组织的光 学透射是最理想的， 金纳米棒为自由进入近红外光区提供了 一条有效途径。
同时， 金纳米棒的 LSPR 对周围环境的介电 常数十分敏感， 金纳米棒应用于非标记传感器方面有很大的 优势。
其独特的可调的表面等离子共振特性以及合成方法简 单、化学性质稳定、产率高等优点，使其在材料学、生物医 学以及疾病诊断和治疗等方面的应用越来越广泛。
如应用于 纳米材料组装、DNA 和氨基酸检测、抗原识别、癌细胞成像 和光热治疗等领域。
1 金纳米棒的制备 近年来,对于金纳米棒的合成已经研究出来许多有效的 方法。
主要分为晶种生长法，模板法，电化学法和光化学法 等不同方法制备出分散性好颗粒均匀的金纳米棒。
1.1 晶种法 晶种法是使用最为广泛的在金纳米棒的合成方法。
晶种 可以是球型金纳米粒子， 或者是短的金纳米棒。
晶种法合成 金纳米棒可以分为三个步骤：晶种的制备、生长液的配置、 金纳米棒的生成。
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金纳米棒的制备及其在生命科学上的应用第一章研究背景金属纳米微粒的研究，尤其是对其形貌可控制备及其相关应用的性质和应用研究一直是材料科学以及相关领域的前沿热点。
非球形的金纳米颗粒如棒、线、管及核壳结构相继被成功合成，其各种性质不仅仅依赖于尺寸而且还依赖于拓扑结构，其中金纳米棒（gold nanorods，GNRs）是最受关注的一类。
金纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒。
金是一种贵金属材料，化学性质非常稳定，金纳米颗粒沿袭了其体相材料的这个性质，因此具有相对稳定，却非常丰富的化学物理性质。
金纳米棒拥有随长宽比变化，从可见到近红外连续可调的表面等离子体共振波长，极高的表面电场强度增强效应（高至107倍），极大的光学吸收、散射截面，以及从50%到100%连续可调的光热转换效率。
由于它独特的光学、光电、光热、光化学、以及分子生物学性质，金纳米棒在材料科学界正受到强烈的关注，并引发众多材料学家、生物化学家、医学家、物理学家、微电子工程师等科研工作者对之进行广泛和深入的研究。
第二章 GNRs的制备及修饰2.1 GNRs的制备近年来，对于金纳米棒的合成已经研究出来许多有效的方法。
主要分为晶种生长法，模板法，电化学法和光化学法等不同方法制备出分散性好颗粒均匀的金纳米棒。
2.1.1 晶种法晶种法研究的时间最长，因此研究的最深入。
晶种可以是球型金纳米粒子，或者是短的金纳米棒。
晶种法合成金纳米棒可以分为三个步骤：晶种的制备、生长液的配置、金纳米棒的生成。
1 种子制备：将5mL 0.50 mM氯金酸（HAuCl4)溶液与5 mL 0.2M十六烷基溴化铵（CTAB）混合，加入0.6 mL 冰冻的0.01 M 硼氢化钠（NaBH4）溶液，搅拌 2 min 后 25℃静置2h。
2 生长溶液制备：向反应容器中依次加入5mL 0.20 M CTAB，5mL 1 mM HAuCl4， 0.5 mL硝酸银（AgNO3）， 0.07 mL 0.10 M抗坏血酸（AA），搅拌 2 min。
3 GNRs制备：在生长溶液中加入0.012 mL种子溶液,搅拌2min后28℃，静置3h，得到充分生长的GNRs。
在生长过程中纳米棒的纵横比可以通过改变晶种与金属盐的比例进行控制。
在随后的研究中,通过调节溶液的 pH 也可改善纳米棒的合成。
对于长的金纳米棒的制备，侧需使生长液中同时存在一定比例的CTAB 与 BDAC。
另外通过控制 CTAB 浓度，也能进一步还原并获得高纵横比的金纳米棒。
而 Danielle K. Smith等报道应用不同厂家生产的CTAB都会对金纳米棒的制备产生影响。
一定范围内Ag+的加入量能控制金纳米棒的纵横比，提高金纳米棒的产率。
这种方法设备要求低，制备过程简单，改变反应物浓度就可改变纵横比，使用最广泛。
2.1.2 模板法模板法是指用孔径为纳米级到微米级的多孔材料作为模板，使前驱体进入后在模板的孔壁上反应，结合电化学沉淀法、溶胶凝胶法和气相沉淀法等技术，形成所需的纳米棒。
模板法具有良好的可控制性：通过对模板尺寸的控制，可以制备出粒径分布范围窄、粒径可控、反应易于控制等贵金属纳米颗粒。
Martin等最早利用模板法制备金纳米棒，利用金纳米棒的生长空间受限的原理，来合成金纳米棒。
van der Zande等发展了该方法，利用电化学沉积法将金沉积在纳米多孔聚碳酸酯或氧化铝模板内，先喷上少量的导电基底，再电沉积金，随后去除模板，加入PVP以保护和分散金纳米棒，具体的制备流程如图1所示。
邵桂妮等利用HAuCl4以柠檬酸三钠为还原剂，利用在多孔氧化铝(AAO)模板中浸泡金溶胶，制备出一维金纳米材料。
总体来说，模板法的优点在于通过控制模板孔道的长度、直径以及电沉积时间可以有效的控制金纳米棒的长径比，但该方法最大的缺点在于生成金纳米棒的产率比较低，制备过程复杂，产物难以控制。
图1 (a)和(b)氧化铝膜的扫描电镜图；(c)模板法制备金纳米棒的流程图；(d)模板法制备金纳米棒的不同形貌TEM图2.2 GNRs的表面修饰晶种法合成金纳米棒过程中使用大量的表面活性剂，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），且CTAB分子在金纳米棒表面吸附，生物分子很难与金纳米棒偶联，从而限制了在生物分析中的应用，但是将大量的CTAB去除，又会导致金纳米棒由于缺少了颗粒之间相互排斥力而发生不可逆的聚集，这种聚集现象对许多应用是极为不利的；另外，金纳米棒溶液中有力的大量CTAB分子对蛋白分子有毒性，使用中需要适量去除在合成金纳米棒过程中大量的CTAB。
2.2.1 GNRs的m-SH-PEG表面修饰在去除GNRs溶液中CTAB的同时，为便于其体内应用，还需要对金纳米棒进行修饰以进一步提升金纳米棒的生物相容性。
在研究中，我们首先利用具有良好生物相容性的m-SH-PEG对所合成的金纳米棒进行了初步的修饰，并测量和比较了两者的Zeta电位由于阳离子表面活性剂CTAB的存在，金纳米颗粒表面被阳离子包围，其Zeta 电位显示为(28.47±1.15)mV 相比之下，m-SH-PEG修饰后的金纳米颗粒的Zeta电位大大降低，说明每个金纳米棒上耦联的带正电荷的分子数目大大减少这一结果表明金纳米颗粒表面上绝大部分CTAB已经被m-SH-PEG所取代(表1)。
表1 m-SH-PEG修饰前后金纳米棒的Zeta电位值2.2.2 GNRs@mSiO2的制备各向异性金纳米粒子的很多重要应用都需要将颗粒组装到表面，因此颗粒表面化学修饰是其中的关键。
利用表面化学实验方法，不仅可以有效的保护金纳米棒避免聚集，而且使它们更适于组装。
常做的处理是在金纳米颗粒表面包覆二氧化硅外壳。
将制备所得的GNRs用Milli-Q去离子水清洗两遍，离心去除过量的CTAB后重新分散在40 mL去离子水中。
然后加入50uL氨水(25%， wt%)将GNRs水溶液调至pH 10.0左右,再以3.5mLh-1速度滴加入10.5 mL 10 mM TEOS/乙醇溶液。
40℃条件下温和搅拌反应24 h。
反应产物分别用乙醇和水离心清洗数遍。
为了更好去除介孔孔道内的CTAB残留分子，采用离子交换法，加入60 mL乙醇/硝酸铵溶液(10mg mL-1) 回流6h,然后再用乙醇溶液离心清洗。
最后获得的GNRs@mSiO2产物分散于去离子水中保存。
第三章在生命科学上的应用3.1 医学成像随着科技发展、社会的进步，疾病诊断和治疗的非侵入式思想逐渐占主导。
而在非侵入式的诊断和治疗领域中，活体生物组织的实时成像是人们一直追求的目标。
但荧光成像技术面临着两个难题：（1）细胞在可见光区的自发荧光对标记分子所发信号的掩盖；（2）对所研究分子很难进行长期荧光标记观察。
这就迫切需要研制开发光稳定性好的近红外荧光探针。
采用双光子激发有以下优点：1）由于用近红外光激发，对活细胞的损伤很小，适于活体观察，光漂白作用也小；2）在组织中由于700～1000 nm近红外光比可见光的透过率高，可达几个厘米，因此可观察样品中更深层的荧光像，能够进行体外或在体内的非破坏、非介入性分析；3）许多原本只能在可见区甚至是紫外区使用的荧光探测试剂也可以应用在近红外区域。
金纳米棒的纵向共振峰通过调整长径比率可以精确调控到近红外区域，而这一近红外波长范围正是生物组织所具有的光的窗口，光穿透血管和其下面的组织，克服了可见光不能很好穿透组织的壁垒。
金纳米棒是一种理想的“双光子荧光” 成像类型，能比常规的荧光影像提供更高的对比度和亮度。
这种高对比度的“ 非线性光学技术” 具有灵敏检测早期癌细胞的能力。
另外，与球形金颗粒相比，棒状金颗粒具有更为特殊的表面等离子体共振(SPR)特性，通过控制不同长短轴比可以实现纵向SPR峰位置的人为调控(从可见光区到近红外光区)。
由于金纳米棒表面SPR 的强吸收导致的发光特性，使其在生物组织成像，癌症的诊断和治疗中存在着巨大的应用前景。
结合配体的金纳米棒能够特异性地标记癌症细胞上的受体，并提供特定分子的特有信息，进行生物成像和癌症检测。
2005 年美国Purdue 大学的研究人员Wang等将金纳米棒颗粒注入实验鼠体内，在其流经血管时,利用双光子成像技术(TPL)透过皮肤得到了血管结构的原位图像。
记录的图像比传统荧光染料法明亮得多，单个金纳米棒颗粒比单个罗丹明6G分子发出的双光子荧光要亮58倍。
图2 单个金纳米棒在实验鼠耳血管的原位成像：(a) 两个血管的发射图像；(b)通过血管的金纳米棒颗粒的双光子图像；(c) 发射图和单幅的双光子图像的叠加图；(d)与c图对应的双光子强度谱图3.2 免疫检测生物活性物质如抗体蛋白等，由于自身可检测的信号比较弱，难以定量分析或检测。
为此需引入外源标记物，通过其强的可检测信号来定量或示踪极微量的生物活性物质。
已有的标记免疫分析包括酶免疫分析、化学发光免疫分析、电化学免疫分析和荧光免疫分析等。
其中荧光分析以其无污染性及高灵敏度等特点而被广泛应用，是最为成熟和普及的标记技术。
近年来，基于量子点荧光的生物标记技术也日益受到重视。
但荧光谱峰较宽，信号的选择性相对较差；若用荧光分子标记，还存在光解和光致褪色现象，因而荧光标记技术亦有其局限性。
近年来随着纳米科技的快速发展, SERS 标记技术已引起了国内外科学家的广泛关注。
首先，拉曼光谱具有高度的分子特征性，且谱峰窄，能减小不同分子间的谱峰重叠。
其次，在多元检测中一种波长的激发光就能激发出不同的拉曼活性分子的谱峰。
第三，SERS信号很少受光漂白的影响，可在一定程度上为获得较好的SERS信号而延长积分时间。
第四，SERS信号不象荧光分子那样易发生自淬灭现象，可通过增加拉曼活性分子数目来提高信号强度，从而提高免疫检测的灵敏度。
金纳米棒有着独特的光学性质，它有两个等离子体共振(SPR)吸收带：横向SPR吸收峰和纵向SPR吸收峰，其中纵向等离子体吸收峰的位置可以随其长径比的增大而逐渐红移。
金纳米棒SPR的这种可调性使其能作为很好的SERS基底。
因为按照SERS的电磁场增强机制，当激发光和SPR共振时，可以最大程度提高单个纳米颗粒的增强能力。
基于金纳米棒表面增强拉曼散射(SERS)的免疫检测。
将拉曼活性分子对巯基苯甲酸吸附于金纳米棒表面，制备出SERS标记的金纳米棒探针。
该探针和蛋白抗体结合形成SERS标记抗体。
通过SERS标记抗体、待测抗原和俘获抗体(固体基底上修饰的抗体，即俘获抗体)之间的免疫应答反应, 将金纳米棒探针组装到固体基底上，形成SERS标记抗体-抗原-俘获抗体“三明治”夹心复合体。
待测抗原浓度越大，固体基底上俘获的金纳米棒探针的数目越多，从而可通过SERS信号的强弱来检测待测抗原的浓度。
由于金纳米棒的表面等离子体共振(SPR)峰位置可以在较宽的范围内调控，可通过激发光和SPR的耦合来提高SERS信号，从而提高免疫检测的灵敏度。