抗生蛋白链菌素与贵金属纳米团簇的偶合
目前，利用有机染料和QDs标记固定细胞在生物医学研究中是比较普遍的。由于金纳米粒子具有前两者标记物所不具备的优点如粒径小、生物相容性好，使其成为一种新型的荧光探针，并逐渐应用于细胞标记、细胞成像、细胞分化和示踪技术等领域。
1、体外细胞标记
活细胞标记一般通过对被标记的细胞成像和示踪等技术来追踪了解细胞的作用和行为。金纳米粒子可通过受体介导和非特异性内吞的方式进入细胞，并用于标记广泛存在于体内的内4性生物素，尤其是分散于肾脏、肝脏和大脑中的生物素。Yu研究小组在活细胞标记成像方面做了大量工作。他们首先利用亲合素(avidin)和抗硫酸乙酰肝素(anti-heparin/heparinsulfate，anti-HS)修饰的ssDNA-Ag NCs分别标记经生物素和硫酸乙酰肝素(heparin/heparin sulfate，HS)处理的成纤维细胞NIH 3T3表面。量子产率可达到40%。最近，该小组设计了一种新的标记方法，首先Ag+与硅烷偶联剂(3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane，APTMOS)结合制备包被的AgNCs，经聚丙烯酸(poly(acrylic acid)，PAA)固定形成PAA-AgNCs，而AgNCs更容易从PAA转移到亲合力强的ssDNA上。
抗肌动蛋白抗体修饰后的ssDNA-AgNCs共轭物可用来标记细胞骨架成分——肌动蛋白。该共轭物对甲醇固定的牛肺动脉内皮细胞染色后，肌动蛋白就会被制备的AgNCs标记。这种标记方式作为直接、多色的细胞内标记将在进一步的研究中突现其重要性。
在病理学中，细胞核的染色和定位可以反映癌变细胞的增殖活性咱怨愿暂。Lin小组在正常及癌细胞的标记方面做了较多的研究暂。他们将核定位信号肽(nuclear-localization signal，SV40NLS)修饰的MUA-GQDs(goldquantum dots)用于HeLa细胞的染色，结果显示NLS-MUA-GQDs在细胞质和核内均呈均H分布，实现了细胞的核标记和细胞内成像。该小组还将抗生蛋白链菌素(streptavidin)修饰的DHLA-AuMPCs成功用于人肝癌细胞(human hepatoma cels，HepG2)内4性生物素的特异性标记。Muhammed等利用谷胱甘肽作保护分子代替上述方法中的DHLA制备AuMPCs，也实现了HepG2内4性生物素的特异性标记。
利用叶酸与叶酸受体结合的特异性，Retnakumari等制备了BSA包被的Au NCs，并通过氨基将叶酸(folic acid，FA)与BSA连接，特异地标记了口腔癌细胞(oral cancer KB cels)和乳腺癌细胞(breast adenocarcinoma MCF-7)。最近，Dickson研究小组在脂质体转染剂(lipofectamine)存在时用C24-Ag NCs转染HeLa细胞，细胞质和细胞核内都能检测到明亮的荧光。这为C24-AgNCs在体内的特异性标记和示踪技术提供了一定的可能性。
2、活体内标记
癌症一直是困扰人类的一大难题，全世界每年因癌症而丧生的人数高达700多万，因此癌症的诊断及肿瘤细胞的标记显得尤为重要。利用有机染料作为标记物达到对肿瘤病的成像是最为传统的方法。然而有机染料抗光漂白能力弱，不适于长时间分子成像。此外，有机染料的细胞毒性也限制其在活体标记中的应用。虽然QDs抗光漂白能力强，并已成功实现了对动物及人类肿瘤的体内成像，然而QDs中的镉(Cd)等重金属的毒性也给活体应用带来安全隐患。此外，QDs的粒径过大，体内应用时容易被网状内皮系统(reticuloendothelialsystem，RES)发现并吞噬，造成标记效率大大降低。金纳米粒子的出现使这些问题迎刃而解。它凭借粒径小、毒性弱、光稳定性强和无幂率闪烁等优势正发展成为肿瘤标记诊断的主力军。
2010年He和Wang等首次将NIR-AuNCs注入到小鼠体内，成功实现了活体内的肿瘤荧光成像。该小组利用Xie等合成BSA-AuNCs的方法得到标记材料，通过背部皮下组织和肌肉分别注入患有肿瘤的BALB/c雌性裸鼠体内。通过实时成像，皮下组织注射后的小鼠全身浅表脉管系统具有很强的荧光信号，而通过肌肉注射后，其各脏器均能清晰可见。该小组还探讨了两种肿瘤(MDA-MB-45和Hela)在体内的靶向研究。
He和Wang等研究的成功证明了金纳米粒子能够代替有机荧光染料和QDs成为一种新型的生物标记材料，并为今后金纳米粒子在活体动物内的实时动态成像奠定了基础，为纳米材料在生物检测及医学诊断中的应用打开了新的篇章。