由于金可與巰基之間形成很強的Au-S共價鍵，金納米粒子可以很好的結合納米技術和生物檢測技術。金納米粒子在水中形成的分散系俗稱膠體金，以膠體金為標記物的免疫金和免疫金染色法，可以單標記或多重標記，并可以進行大分子的定性、定位以至定時量研究，已被廣泛應用于醫學和生物學的眾多領域。人們對膠體金在功能化固體表面的化學組裝行為也做了系統的研究。
有學者利用納米金與多核苷酸聚合物構象的改變可以改變溶液顏色的特性，建立了用巰基化寡核核苷酸探針標記納米金并檢測特定多核苷酸序列的新方法，為特定DNA序列檢測的研究和應用開辟了一個新領域，在DNA傳感器以至DNA芯片的制作方面都有廣闊的應用前景。
然而在膠體金溶液的應用過程中，還存在著納米金溶膠穩定性受環境因素影響嚴重的問題，在電解質溶液中易形成不可逆聚集，從而影響其后續使用。
量子點也稱半導體晶體。當半導體納米粒子的尺寸與其電子空穴半徑（約5~10nm）相接近時，由于電子波函數的量子限制效應，半導體納米粒子能帶的有效帶隙隨粒子的半徑減少而增加，導致吸收光譜和熒光光譜的藍移。光譜性質主要取決于半導體納米粒子的半徑大小，而與其組成無關。
通過改變粒子的大小可獲得紫外到近紅外范圍內任意點光譜。標記生物分子的量子點是一種核殼結構的物質，它是一種量子點為核，在其外部使用另一種材料形成表面的薄層，此結構可得到較高的發光率和較好的光化學穩定性。與傳統的染色分子相比，量子點有許多優點。小的無機晶體能隨更多勵磁循環和光散發，而一般的有機分子隨力小且容易分解。所以，無機晶體的穩定性使研究人員能在更長是時間內觀察細胞在組織中的活動。量子點大的好處是它們的色彩更豐富、發光強度高和光化學穩定性好。除此之外，量子點還為生物醫學領域提供了多色編碼技術，使其在基因表達技術、高通量篩選和醫學診斷方面又很大的發展前景。
但量子點也有其缺點：首先其合成條件十分苛刻，需要在高溫、絕氧、絕水的條件下成核。雖然現在已經可以在室溫或水環境中合成量子點，但仍需絕氧環境。另外，量子點的水溶性不好，易于聚集且對生物體有毒副作用，而且不易表面修飾。
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