一、纳米金广泛运用于生物化学领域的原因
1.
纳米粒子生物相容性好，实时测量时对细胞无损伤或微损伤；
2.
纳米金荧光探针具有优良的光谱特征和光化学稳定性，有独特颜色变化；
3.
纳米金比表面积高，可富集组装药物和靶向模块等，实现药物输送和靶向治疗；
4.
有功能化的表面，可构建一个多模块自组装平台，自由结合寡聚核苷酸链、抗体和蛋白质等；
5.
纳米金直径与大多数生物分子（如蛋白质、核酸等）的尺寸相似，这使得纳米金能作探针进入生物组织内获取活细胞甚至亚细胞层次的生物化学信息，特别是实时测量动态生化信息。
二、纳米金的定义
纳米金（Au
Nanoparticles,
AuNP）指直径在1-100nm的微小颗粒，由于在水溶液中通常以胶体金的形态存在，故在生物科学研究中一般将其称作胶体金。
三、纳米金常作荧光猝灭剂的原因
纳米材料的表面等离子效应使金银等贵金属纳米粒子对荧光有优异的猝灭能力，使其在以荧光共振能量转移（FRET）为基础的生物传感器材料中经常被用作猝灭剂。
四、非共价吸附的特点
非共价吸附是生物分子与纳米金颗粒最简单的连接方式，操作简便。主要通过静电吸附、疏水性相互作用、特异性亲和等不同的物理方式连接。生物分子与纳米金非共价结合后生物活性基本不变，可实现生物分子的可逆性释放。
五、金纳米粒子具有特殊光学和电子学特性的原因
与块体金不同，金纳米粒子的价带和导带是分开的。当金的粒子尺寸足够小时，会产生量子尺寸效应，导致金纳米粒子向绝缘体转化，并能在不同能级间形成驻电子波。若能级间隔超出一定的范围，也会同时发生单电子跃迁，并表现出特殊的光学和电子学特性。
六、光热治疗（PTT）的基本原理
在近红外激光的辐照下，富集于肿瘤或病变组织的近红外吸光纳米材料产生热量，从而使肿瘤局部快速升温致蛋白变性死亡。生物体本身的近红外吸收较弱，近红外光很容易穿透皮肤作用于与吸光纳米材料靶向结合的肿瘤或病变组织，而不引起正常组织的损伤。
七、经典Frens法合成纳米金
Frens
通过调整氯金酸与柠檬酸钠的比例以控制纳米粒的大小，这种方法操作简单、原料便宜，可制备不同尺寸和形貌的金纳米粒子。柠檬酸钠既是还原剂又是稳定剂，使金纳米粒吸附柠檬酸根而带负电。当今，金纳米粒子合成的研究主要围绕如何控制颗粒大小，形状和表面功能化等方面。
八、晶种法合成纳米金粒子
首先利用硼氢化钠、柠檬酸钠等强还原剂将金离子还原为小的金纳米粒子作晶种，然后采用抗坏血酸、羟胺等弱还原剂，在晶种表面继续还原金，生成较大的金纳米粒子。通过控制晶种和氯金酸的比例可对金纳米粒子的形状和尺寸进行精确控制，同时避免二次成核，也可用于制备棒状金纳米粒子。
九、理想纳米生物探针的组成与功能
理想的纳米生物探针由分子识别和示踪两部分组成，其主要功能是捕捉和识别生物靶分子，并通过标记示踪基团或纳米粒子将分子识别信息传递给换能器进行放大检测。探针的分子识别部分可根据需要来设计和合成，示踪部分通常是荧光基团、量子点、酶和电活性基团等。每个探针上所携带的示踪基团越多，产生的信号就越强，灵敏度越高。
十、纳米火焰的原理
利用双链核酸探针和互补配对靶链间的置换反应进行核酸检测，探针结构由两条碱基数目较少、互补配对双链的DNA组成，一端标记荧光基团，一端标记猝灭剂分子。当溶液中不存在靶链DNA时，两者由于DNA链的杂交而靠近，荧光被猝灭；当溶液中存在更长靶链DNA时，靶链与探针链竞争杂交，短链DNA被置换下来，导致荧光团和猝灭剂分离，从而检测到荧光信号。
十一、分子信标的原理
分子信标是一种能形成茎环结构的寡核苷酸。其两端分别标记FRET的能量供体和受体，茎干部是一段长4-12bp的互补发夹结构，而中间环状结构所包含的寡核苷酸是探针对基因的识别配对部分。当目标DNA单链不存在时，染料分子接近于纳米粒子表面，导致荧光猝灭。当目标DNA存在时，与分子信标中互补序列杂交，信标的发夹结构被打开，荧光染料远离纳米金球表面，荧光信号得以恢复。此法可检测单链核酸或DNA分解过程。
十二、金纳米粒子用于光热治疗（注意与NIR和药物释放的联系）
金纳米棒、金纳米壳、金纳米笼是三种典型的具有强近红外光吸收和散射性质的金纳米材料，其在近红外光区的吸收和散射峰位置可以通过调整其尺寸或形貌进行调控，如纳米壳层的厚度、纳米棒的纵横比以及纳米笼的边长或壁厚等。此外，金纳米棒还具有较强的双光子激发荧光，可用于荧光成像，而金纳米壳的内核中也可以掺杂不同的荧光团，如荧光染料分子或量子点等，从而适用于生物体肿瘤或病变组织的同步荧光成像和光热治疗。
十三、金比色法的原理
金比色法是最早应用金纳米粒子表面等离子共振效应（SPR）的光学检测技术。该方法主要在溶液中进行，常采用粒径10-20
nm的纳米金颗粒。因该尺寸的纳米金等离子吸收峰在520nm左右，故溶液呈现红色，当纳米金颗粒间发生聚集时，会导致等离子吸收峰发生较大幅度红移，使溶液颜色变为蓝色甚至紫色。也可利用聚集态纳米金作金比色法探针，通过金外连接生物分子等方法使金保持在聚集态，当目标物出现或溶液条件改变时，纳米金解聚，颜色由蓝色变为红色。
十四、共价吸附的方法
1.
巯基修饰的寡聚核苷酸、多肽、蛋白质表面的半胱氨酸残基、血清白蛋白等由于自身存在巯基末端，可以直接与纳米金表面形成稳定的 Au-S
共价键，可直接共价连接；
2.
在金球表面通过配体交换修饰上一层单分子层（其中与金结合一侧带有巯基，另一侧带有与生物分子上的官能团进行键合反应的官能团），进而使得纳米金与无巯基的生物分子偶联；
3.
为了提高所附生物大分子的稳定性，多聚乙二醇（OEG）或聚乙二醇（PEG）也常被用在交联剂中，目的在于尽可能减少其他材料的非特异性吸附，提高探针的生物相容性。
十五、金纳米粒子的特性
1.
荧光特性：将具有荧光性质的分子组装到金纳米粒子表面，该荧光团在激发下发光；通过分子内能量传递将表面组装分子吸收的能量给金纳米粒子，使金纳米粒子产生辐射发光。在金纳米粒子表面组装上不同的分子后，其表面将发生荧光共振能量转移。
2.
电化学特性：由于金属纳米粒子的禁带和导带间存在带隙，当纳米粒子的粒径足够小时，会产生量子尺寸效应，使金属从导体向绝缘体转换并产生不连续能级。对于有机单分子层保护的金纳米粒子，其表面将存在双电层电容，其电容值随着粒子表面烷基链长度的减少而逐渐增加。
3.
超分子与分子识别特性：金纳米粒子可与很多基团通过范德华力、氢键、静电吸附、π-π键、抗原抗体等相互作用结合，可用多种方法进行识别、检测、分析。另外，金纳米粒子与被识别体的官能团结合后也可以诱导超分子结构的形成，使纳米金能识别离子、小分子和生物大分子。
4.
表面等离子共振特性：表面等离子共振由金纳米粒子表面导带电子共振产生，与入射光的电磁场有关。这也是金纳米粒子在水溶液和玻璃中呈深红色的原因。随着金纳米粒子的尺寸和形状发生变化，其表面等离子共振峰位置和形状也不同，因此可以通过吸收峰的位置以及溶液的颜色变化，判断金纳米粒子的产生、粒径大小和表面自组装情况。
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