以应用需求为目的对纳米材料的组成、结构和形貌进行设计合成是当前纳米材料化学研究的热点问题之一。具备等离子共振可调变性质的金属纳米颗粒由于其独特的光学性质以及在生物医学、催化、电子、信息以及纳米器件等领域的广泛应用,近年来受到了人们的广泛关注。本论文以实现纳米材料生物功能为目的,设计材料结构并通过一些简单有效的化学方法可控制备了多种具备等离子体共振可调变性质的金属纳米颗粒。以材料的物理化学性能为基础,创新发展了金属纳米材料在癌症治疗、药物缓控释、增强聚合酶链反应效率、提高细菌转染效率、增强葡萄糖氧化酶生物传感器灵敏度等多方面的应用。本论文研究内容不仅注重理论探索,更注重实际应用的创新,论文的主要内容包括:（一）简易的化学镀法制备银壳聚苯乙烯微球。常见的化学镀法制备银壳聚苯乙烯微球普遍存在方法复杂,合成步骤多,包覆稀疏等问题。本论文采用三乙醇胺和银离子的络合物控制反应速度,通过三乙醇胺的用量来调节反应溶液中银离子的浓度,同时利用三乙醇胺的弱还原性,将银离子在已形成的银层上继续还原生长。并采用改性的聚苯乙烯微球作为核材料,利用其表面改性后更强的电负性,增加Sn²⁺敏化效果,进而制备出包覆均匀的银壳聚苯乙烯球。总体来说,这种制备方法操作简单、包覆层致密。该体系还可扩展到其他金属介电核壳结构包覆体系。（二）多种新型多功能金壳包覆介电结构材料的制备。在制备金壳包覆二氧化硅的基础上,采用壳聚糖作为功能化试剂,创新制备了金壳包覆聚苯乙烯颗粒。该方法既比硅烷偶联剂作功能化试剂的制备方法生物相容性优越,又比传统的层层包覆法方法简单。同时,本材料极易处理成为中空结构,同时由于壳聚糖的pH敏感性,相关药物累计缓释实验表明,该材料可作为抗肿瘤药物的缓控释载体。在此工作基础上,创新制备了金壳夹心二氧化硅纳米颗粒。该材料的显著特点之一就是其夹心结构可显著增大药物吸附比表面积;同时,通过控制二氧化硅粒径大小、夹心内核大小还可达到对载药量的控制。兼顾其等离子共振峰位优异的可调变性,该材料同上述金壳聚苯乙烯颗粒,均可作为一种将光热疗法的热疗与化疗药物缓释结合的多功能热化疗抗肿瘤药物。目前,这种金壳夹心二氧化硅颗粒的制备条件已摸索成熟,一次放量产品是小鼠单次治疗剂量的105倍,应用前景广阔。（三）开发具备等离子共振可调变性质的金属纳米颗粒前沿的生物医学应用。在金属纳米复合颗粒制备的基础上,本论文着重研究了金属纳米颗粒等离子共振的调变性能在癌症治疗方面的应用。并以目前国际研究很少的动物体内实验为主,以恶性Lewis肺癌为肿瘤模型,考察了金壳包覆聚苯乙烯颗粒对Balb/c小鼠体内Lewis肺癌的抑制情况。这种肿瘤模型恶性程度高,生物学特性复杂,治疗困难。经金壳聚苯乙烯纳米颗粒光热疗法治疗后,其对Lewis肺癌的动物体内抑制率可达55%,效果显著。该应用方向不仅具有深远的理论研究意义,其应用前景更令人期待。同时,本论文首次考察了金壳包覆二氧化硅颗粒在聚合酶链反应中的应用,聚合酶链反应是一项在短时间内大量扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,如何增强PCR反应的活性一直是人们研究的热点。金壳二氧化硅颗粒无毒、生物相容性良好,表面易功能化。经研究发现,金壳纳米颗粒在不同浓度下对聚合酶链反应过程有规律性的促进和抑制作用。基于金壳包覆二氧化硅纳米与单链DNA的作用,进一步考察了该材料对细菌转化实验的影响,细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的含有特定基因的脱氧核糖核酸（DNA）片段,从而获得了供体细菌的相应遗传性状。经研究发现,在细菌转染过程中加入金壳纳米颗粒可缩短操作时间,提高转染效率。（四）初探金棒纳米颗粒对生物传感器的光电作用机制。随着纳米材料的制备及应用的迅速发展,通过纳米材料提高生物传感器的灵敏度,扩大测试物质的种类,及传感器的微型化也逐渐发展为生物传感器发展的主要研究方向之一。本论文首次探讨了金棒纳米颗粒对葡萄糖氧化酶生物传感器的显著电流增强作用。并通过研究以金棒纵向等离子体共振峰同频率激光照射下对金棒复合葡萄糖生物传感器的规律性影响。这种光电作用对生物传感器的影响,可能为今后生物传感器的电子传递调控打开新的思路。