金纳米粒子独特的光学性质在1857年由Faraday首次观测到，他报道了金纳米粒子具有尺寸依赖性。Mie在1908年建立了小球模型定量解释了金纳米粒子的光学特性，解决了金纳米粒子对光的吸收和散射等问题。

金纳米粒子的尺寸和形貌决定了其独特的等离子体性能。不同尺寸和形貌的金纳米粒子溶胶呈现出不同的颜色，例如球形金纳米粒子溶胶呈现出红色，金纳米棒随着其长径比的增大，颜色会由蓝色变为红色。从本质上来说，这是由于导带中电子的集体振荡导致的，即表面等离子振荡现象。金纳米粒子的振荡频率在可见光区域，变现为强烈的表面等离子体共振(SPR)吸收行为，宏观表现为不同色彩的溶胶。

当分子吸附在金颗粒上时会产生电磁场增强效应，这种增强导致吸附分子产生了表面增强拉曼散射信号（SERS）。金属颗粒接近会导致颗粒表面的电磁场发生耦合，对等离激元共振产生影响，即金纳米粒子表现出荧光性能。对于球形颗粒，当间距在2nm和颗粒直径的2.5倍之间时，峰位移动近似指数衰减。

金纳米粒子还具有超分子和分子识别特性。金纳米粒子与某些有机官能团通过吸附等作用结合后，观察其谱图会发现表面等离子共振峰的位置会发生改变，利用该性质可以进行监测。在生物传感器领域，由于金纳米粒子的超分子与分子识别特性使得它有很大的发展和应用前景。论文网

1.2.3 金纳米粒子的制备方法

许许多多的科学工作者自纳米科技开始发展就对金纳米粒子的制备做出了许多探索，发展至今，金纳米粒子的制备技术已经比较成熟了。由于金纳米粒子性能依赖于它的的尺寸和形貌，所以制备高性能纳米颗粒的关键，就在于精确控制颗粒尺寸和形貌。到目前为止，已经发展了许多制备金纳米粒子的方法大致划分为物理法和化学法。物理法有机械研磨法，气相法，金属蒸汽溶剂化法等。这是将块体金用物理方法分散为纳米级小颗粒的方法。但是物理法对设备的要求比较高，得到的纳米粒子尺寸分布很广，这很大程度上限制了制得的纳米粒子的应用。化学法有氧化还原法，晶种法，电化学合成法，光化学合成法等。[6]

迄今为止，最为经典的金纳米粒子制备方法为Turkevich法，即柠檬酸钠水相还原法。向HAuCl4 溶液中加入柠檬酸钠酸性水溶液，柠檬酸钠作还原剂从HAuCl4 还原出Au原子，柠檬酸钠在反应中也兼做稳定剂。但是柠檬酸钠的还原能力不是很高，所以反应条件 为较高的温度。制得粒径约为20 nm呈现出酒红色的金纳米粒子溶胶。在此后的研究发现，所要制备的金纳米颗粒的粒径大小和还原剂的选择有关。

晶种法制备金纳米粒子分为两步，即为晶种合成和晶种长大。该方法得到的粒径分布较一步法得到的纳米粒子粒径窄。第一步生产小尺寸的金纳米粒子作为Au种子；第二步在金种子溶液中加入含有HAuCl4、较弱还原能力的还原剂和稳定剂的溶液，在金种子表面会生成较大尺寸的金纳米粒子[1]。该方法的优点是可以通过调节晶种和HAuCl 4溶液的摩尔比例来控制金纳米颗粒的粒径大小。该法在科研工作中也得到了很多应用。

人们对金纳米粒子光学性能不断研究，也发现可以用光化学法合成金纳米粒子。金纳米粒子的制备广义上说是一个还原反应，而光照或者电磁波辐射可以诱导此类氧化还原反应的产生。有研究表面，紫外光辐射可以用于晶核生长。

1.2.4 染料介导的金纳米颗粒的应用

在存在化学或生物物种的情况下，在光谱纳米探针和光化学或感官装置的光学或电学性质的开发中，一个具有挑战性的领域是对颗粒间相互作用和金属或半导体纳米颗粒的反应性的研究探索。在这种研究最近的发展过程中，分子封端的纳米晶体吸引了越来越多人的兴趣。因为分子封端或连接可以用作保护壳以抵抗聚集的倾向，并且也可以以可控的方式来界定界面间距和化学性质。有许多利用这种纳米结构的界面性质的实例，包括配体的位置交换反应，逐层组装，DNA连接组装，聚合物或树状聚合物介导的分子识别，氢键键合介导的组装和多齿-硫醚介导的组装[17]。分子介导的纳米颗粒组件也被用于化学感测，催化，药物递送，纳米电子学和医学诊断。作为越来越重要的一类纳米结构，染料分子固定在纳米颗粒上已经吸引了人们利用其化学和生物应用的光学性质的兴趣，包括在金纳米颗粒上的小染料分子的荧光猝灭，单链DNA连接的金属纳米粒子的互补寡核苷酸或条形金属纳米线，以及用于医学诊断和标记的荧光染料掺杂纳米粒子。染料覆盖金属纳米粒子的研究也引起了各种基础研究领域的兴趣，包括用荧光素荧光猝灭、荧光素功能化的水溶性单层保护簇(MPCs)来检测DNA与噻吗啉/乙胺MPCs23的结合，以及由于染料分子与金属纳米颗粒表面的接近而引起的荧光猝灭的电子或能量转移的分子相互作用等[12]。