随着纳米材料科学领域近年来的不断发展,功能性的纳米材料的控制制备及其生物医学应用越来越受到人们关注。特别是金和四氧化三铁纳米颗粒,因其独特的光学和磁学性质以及良好的生物相容性和安全性,在生物医学领域包括药物传递、免疫分析检测、生物分离、医学成像诊断、多模式诊疗一体化领域等多方面有着极广泛的应用前景。本论文以金和四氧化三铁纳米材料为基础,在形貌可控合成、光学磁学性质调制、表面修饰优化以及生物医学成像应用等方面进行了一系列研究,还设计制备了金、四氧化三铁以及金-四氧化三铁复合的纳米探针,对其各项性能进行了表征,并考察了这些纳米探针的表面增强拉曼光谱（SERS）、磁共振（MRI）和计算机断层扫描（CT）成像方面的应用特性。本论文主要的研究内容包括以下几个方面：（1）利用一种绿色温和及简易的合成策略,制备出多分支的金纳米颗粒,并通过二次生长的策略控制制备分支形貌可调的金纳米颗粒,实现分支金纳米颗粒的局域表面等离子共振在近红外区稳定可调。同时考察了多分支金纳米颗粒的成核生长和二次生长过程中各实验因素对其尺寸、分支形貌和局域表面等离子共振性质的影响。并通过有限时域差分法模拟,研究了多分支金纳米颗粒的分支形貌参数对局域表面等离子共振峰的影响。研究发现,多分支金纳米颗粒的分支越长、分支角度越小,其局域表面等离子共振峰越红移。我们通过对实验参数控制以及利用二次生长的方法来对多分支金纳米颗粒的局域表面等离子共振实现了在近红外区的广泛可调,从而获得一系列的多分支金纳米颗粒,为进一步的研究打下了一定的基础。（2）在已制备的一系列多分支金纳米颗粒的基础上,设计制备了近红外表面增强拉曼光谱纳米探针。并通过研究不同多分支金纳米颗粒及不同量的拉曼活性分子对探针性质的影响,优化了纳米探针的构建。为了深入理解多分支金纳米颗粒在表面增强拉曼光谱信号增强方面的优异表现,利用有限时域差分法模拟分析了不同形貌及多分支金纳米颗粒上不同分支的局域电磁场增强性质。同时,将得到的高性能近红外表面增强拉曼光谱纳米探针用于活细胞（SK-BR-3乳腺癌细胞）的SERS成像。实验表明,近红外SERS纳米探针可以成功地被细胞内在化,并可清晰的看到其在细胞核周围存在。因此,本研究得到的近红外SERS探针不仅具有良好的表面增强拉曼性质,而且还能作为近红外区表面增强拉曼探针,使其在更广泛的生物医学应用领域拥有有巨大的研究潜力。（3）针对于目前热分解方法得到的四氧化三铁纳米颗粒不具有水相分散性,难以实现生物医学应用的问题,本研究采用一种温和高效的反胶束氧化法对油酸包裹的四氧化三铁纳米颗粒进行大规模的水相转移。该方法的机制主要涉及到在反胶束体系中进行四氧化三铁纳米颗粒表面油酸分子的氧化断裂反应。实验结果表明,该方法可以明显缩短反应时间,提高相转移纳米颗粒的产率,可使得到的纳米颗粒具有很好的水相分散性、溶胶稳定性、低的细胞毒性以及良好的磁学性质。同时,进一步的体外和体内的磁共振成像结果证实了该相转移得到的四氧化三铁纳米颗粒可作为良好的T₂造影剂应用于生物成像领域。此外,该方法不仅可以直接得到具有表面羧基官能团的四氧化三铁纳米颗粒,可进行进一步的功能化应用,而且还可推广至其他类型的油酸包覆的纳米颗粒的相转移应用中,具有十分良好的应用前景。（4）在通过相转移过程得到的水相分散的四氧化三铁纳米颗粒的基础上,设计制备了基于金纳米核心、四氧化三铁纳米颗粒外层包覆的新型MRI/CT多功能成像探针。具体途径为,首先制备金纳米颗粒,再将其表面氨基化,然后利用纳米颗粒表面化学分子的缩合反应,将相转移得到的四氧化三铁纳米颗粒结合在金纳米颗粒的表面,得到金-四氧化三铁纳米复合材料。结果显示,该复合材料不仅具有良好的溶胶稳定性、生物相容性,还可同时具备金及四氧化三铁本征的光学、磁学性质。同时,通过进一步将其应用于体内的MRI/CT的双功能成像,证实了该金-四氧化三铁复合纳米探针具有可以同时实现体内T₂-MRI与CT成像的能力。此外,基于金与四氧化三铁共同的优势,该复合纳米材料不仅可以应用于MRI/CT成像领域,还可进一步推广至药物传递、生物标记以及其他成像治疗等领域,以期实现更多的功能化应用。