采用种子生长法，分别制备了金纳米星和金纳米双锥，利用透射电子显微镜、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等对样品进行了表征，并评价了金纳米星和金纳米双锥的光热转换性能、生物相容性以及体外光热治疗性能。结果表明，金纳米星和金纳米双锥的UV-Vis吸收峰位于808 nm和815 nm左右。在808 nm激光辐照下，光热转换效率分别为48.43%和53.68%。细胞实验表明，金纳米星和金纳米双锥具有良好的生物相容性。808 nm激光辐照5 min后，MCF-7细胞存活率分别降至22.54%和13.73%；且在同等条件下，金纳米双锥具有更加优异的光热治疗性能，是一种安全、高性能的肿瘤光热治疗用纳米探针材料。

无损光声成像技术结合了纯光学成像高选择特性和纯超声成像中深穿透特性的优点, 克服了光散射限制, 实现了对活体深层组织的高分辨、高对比度成像。该成像技术对内源物质例如脱氧血红蛋白、含氧血红蛋白、黑色素、脂质等进行成像, 提供了活体生物组织结构和功能信息, 已经在生物医学领域表现出巨大的应用前景。然而, 很多与病理过程相关的特征分子的光吸收能力较弱, 在活体环境中难以被光声成像系统所识别, 从而限制了光声成像技术的应用范围。基于功能纳米探针的光声成像-光声分子成像极大拓展光声成像的应用范围, 可以在活体层面对病理过程进行分子水平的定性和定量研究, 将为实现目标疾病的早期诊断提供强大的技术支持。本文发展在近红外具有窄吸收线宽(半高宽仅为60 nm)的纳米金锥作为新型的光声探针。通过选择不同径长比的纳米金锥, 可以任意调节纳米金锥的吸收峰。通过调谐激光器的波长, 可实现对不同吸收峰纳米金锥的选择性激发。纳米金锥将有可能用于多光谱光声成像, 实现对不同靶标的目标分子探测。

金属增强荧光(MEF)理论一直是近年来研究的热点。通过研究光谱测量、细胞共聚焦成像和流式细胞术(FCM)等方法来定量分析不同长径比(3.1~6.5)的金纳米双锥对光敏剂铝酞菁(AlPcS)的荧光和光动力疗法(PDT)效果的增强效应。荧光光谱和共聚焦成像结果表明, 高长径比的金纳米双锥使铝酞菁的荧光强度大大增强, 最大增强因子为6; 低长径比的金纳米双锥由于其等离子共振带与铝酞菁的荧光带接近, 因此使铝酞菁的荧光强度大大降低。Hela细胞(人上皮宫颈癌细胞)的凋亡测定结果显示: 金纳米双锥的加入, 特别是高长径比的金纳米双锥的加入, 使得铝酞菁的载药率和产生单线态氧的能力提高, 从而降低了Hela细胞的存活率, 增强了铝酞菁的光动力疗法效果。本实验为表面增强荧光的研究提供了一个新的途径, 并扩展了金属纳米粒子在生命科学领域的应用。