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由于其独特的光学性质(强的表面等离子体共振吸收和共振光散射)和良好的生物相容性，功能化的金纳米粒子(GNPs)可作为探针/标记物广泛应用于DNA、蛋白质、小分子、金属离子检测及细胞分析研究。本文发展了一系列基于功能化GNPs的分析方法并将其应用于生物分子与细胞的相互作用研究及细菌检测。
1.GNPs的合成及功能化：(i)发展基于微波加热法，一步、快速地合成六边形金纳米盘的方法，该方法合成的金纳米盘具有良好的(111)单晶结构，大的比面积，有望作为表面增强拉曼和原子力显微镜等技术的新型基底应用于生物分析。(ⅱ)按照柠檬酸钠还原法合成了13 nm GNPs，通过特异性识别法(生物素，链酶亲和素相互作用)和共价偶联法(双功能的PEG NHS酯二硫化物)两种方法分别合成了凝集素修饰的GNPs。这两种功能化方法均比较简单，且得到了稳定的功能化GNPs，为其在细胞分析中的应用提供了可能。
2.发展基于凝集素修饰GNPs的比色方法用于研究活细胞表面糖基与凝集素的相互作用。通过普通的光学显微镜和紫外-可见光谱仪研究了凝集素和几种细胞系之间的相互作用。结果表明凝集素修饰的GNPs可以作为一种光学纳米传感器检测不同细胞表面糖基表达模式的差异。
3.发展了一种简单、通用的基于凝集素修饰GNPs的比色方法，用于研究药物与活细胞的相互作用。以常见抗生素，衣霉素与两种细胞(HeLa和SHG-44)的作用为模型，利用凝集素与糖的高亲和力作用，在生理环境下监测抗生素诱导的细胞膜表面糖基的变化。通过普通的光学显微镜和紫外-可见光谱仪研究药物抑制的剂量和时间依赖关系。实验结果表明该方法简单、可靠，可作为一种新的分析方法应用于如抗生素诱导的细胞表面糖基表达差异的识别以及药物活性的定量分析等研究。
4.发展了一种基于苯硼酸修饰GNPs的比色检测方法，用于选择性地检测金黄色葡萄球菌。在该体系中，硼酸作为功能基团能够与细菌表面糖基复合物上的顺式二醇结构反应，生成稳定的共价复合物，CALNN作为稳定配体以提高纳米粒子的稳定性。该方法在溶液中的检测限能够达到50个/mL。并且与标准检测方法相比，该方法简单、快速，为实时原位检测金黄色葡萄球菌提供了可能。
5.利用有机玻璃模具制备了富精氨酸肽链-GNPs修饰的琼脂糖基底，并通过普通的光学显微镜对PC-12细胞在此基底上的黏附状况进行了研究，考察了GNPs表面修饰肽链序列、粒径大小和浓度以及培养时间对细胞黏附的影响。实验结果表面该富精氨酸肽链能够促进细胞的黏附、增殖和神经突伸展，该基底为研究细胞黏附和神经突伸展机理提供了新的途径。