不同粒径的AuNPs引起的Hela细胞死亡动力学曲线
Shukla等在研究3.5 nm AuNPs对巨噬细胞RAW264的细胞毒性时，发现在短的作用时间内， AuNPs未表现毒性。但是经过1天或增加AuNPs浓度时，可观察到AuNPs的毒性。他们的工作提出了浓度和时间对于被胞吞的AuNPs的毒性是十分重要的。
实际上，AuNPs作为一种金的胶体颗粒，浓度和时间对于聚集体的形成和稳定都应当是十分重要的。他们的实验也从一个侧面说明了在细胞内部AuNPs聚集体的形成是使细胞死亡的重要原因。
如果在研究浓度和时间的作用时，能进行一些理论的计算，那么会得到一些十分有趣的结果。例如Jiang工作中使用了3种由 PVP保护的不同大小的AuNPs——2，10和25 nm，对其不同浓度所引起的Hela细胞毒性进行了动力学计算。
利用AuNPs摩尔浓度来进行在不同粒径AuNPs时细胞死亡反应动力学的计算。可以研究出不同浓度和时间时AuNPs对细胞的毒性。得出反应级数后，可以了解作用的性质。
下图表明AuNPs对细胞的毒性服从一级反应，是一个一级直线方程式。已知一级直线方程式适用于不可逆过程，这也从另一个角度表示出的AuNPs和细胞作用的性质是一种不可逆的反应。可以看出，所有的进入细胞的AuNPs都是有毒的，但是小颗粒的AuNPs毒性很小， 在短期内看不到毒性，而大颗粒的AuNPs却具有很高的毒性，这也是一个使许多人误认为小尺寸的AuNPs对细胞无毒的原因。2 nm 颗粒达到细胞半数致死率需要20天而25 nm只需不到一天，这就为使用AuNPs提供了实验和理论依据。
余下的问题就是，如果小颗粒容易进入细胞，那么应当是小颗粒进入细胞多、毒性大，为什么它们的毒性反而小呢？在许多文章中，都用电镜显示出AuNPs被胞吞后，大的AuNPs在细胞中容易形成聚集体。而小的AuNPs不易于形成聚集体。因此可以认为，不是AuNPs颗粒的大小决定其毒性，而是颗粒聚集体的大小决定其毒性。
根据这一性质，可以利用在小浓度和短时间时(当AuNPs的毒性不足以杀死细胞时)，利用AuNPs的SPR，SERS信号来研究细胞和纳米颗粒的相互作用。也可以利用这一特性，控制AuNPs的浓度和时间，使AuNPs变成有毒，从而作为药物来杀死癌细胞。