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纳米光子学是先进光子学技术与纳米科学技术交叉融合而成的前沿学科,近年来,它凭借着独特的优势和巨大的潜力为生物医学领域的科学研究提供了新的研究视角和解决方案,成为时下的研究热点之一。作为纳米生物光子学领域最常使用的材料之一,纳米金颗粒具有许多有趣的光学特性和相关应用。本文将详细探讨两种纳米金颗粒一一纳米金球和纳米金棒的合成方法、表面包覆和修饰,并围绕着它的表面等离子共振特性(LSPR)在光学生物传感和成像中开展了大量的研究工作,主要包括：1.用化学方法合成了纳米金球和纳米金棒；并利用多种电解质聚合物、PEG和二氧化硅对其进行表面包覆,提高了纳米金颗粒的稳定性；详细介绍了对纳米金颗粒的多种表征方法,包括消光光谱、透射电子显微成像和zeta电位测定等等；另外还对纳米金颗粒的各种光学特性,如局域表面等离子体共振特性、SPR散射特性和局域电磁场增强特性都进行了研究。2.利用纳米金颗粒的LSPR共振峰对周围环境极其敏感的特性设计了一种纳米金颗粒链霉亲和素传感器：先将纳米金颗粒通过牛血清蛋白固定在玻璃表面,并在纳米金颗粒表面修饰生物素,通过生物素与链霉亲和素之间的特异性连接来进行传感。比较了基于纳米金球和纳米金棒的链霉亲和素传感器,获得了最低为1nM的传感极限；3.实现了纳米金颗粒的暗场散射成像及其在细胞质、细胞核标记中的应用。结合全内反射模块实现了对纳米金颗粒的白光倏逝场激发及瑞利散射成像,提出了这种方法在研究细胞膜生物过程方面的应用和优势；4.用皮秒脉冲激光器激发纳米金棒产生了非线性信号,包括宽谱的双光子光致发光(TPL)、二次谐波(SHG),以及相干反斯托克斯辐射(CAS)。对纳米金棒的CAS信号做了详细而深入的研究,并实现了纳米金棒自组装聚集结构的CAS信号成像,提出了它在光学生物成像中的应用前景；5.实现了基于纳米金棒的表面增强拉曼散射(SERS)在分子、细胞和活体三个层面的应用：利用纳米金棒的局域电磁场增强特性,使得附着在其表面的荧光染料分子的拉曼信号大大增强；合成了双层电解质包覆的PAH-PSS-Dye-GNRs拉曼探针,实现了对细胞的标记和多光谱SERS成像；合成了近红外荧光／拉曼探针PEG-Dye-GNRs,并成功将其应用在小鼠活体检测和肿瘤标记等方面。6.搭建了一套基于785纳米半导体激光和生物倒置显微镜的显微拉曼探测系统,并结合全内反射模块实现了倏逝波激发拉曼散射。