Les propriétés physiques et chimiques des nanoparticules d'or leur confèrent des qualités fonctionnelles intéressantes en thérapie médicale. Leurs applications biomédicales font l'objet de nombreux travaux dans le domaine de la détection d'agents infectieux, la thermothérapie et la radiothérapie, et du transport de médicaments. Il a été démontré que des cellules cancéreuses peuvent être détectées et détruites à l'aide d'un rayonnement infrarouge en utilisant des nanoparticules.
La géométrie des particules affecte leurs performances en thérapie photothermique et en imagerie biomédicale. L'utilisation de nanobâtonnets d'or semble prometteuse car ils peuvent être facilement synthétisés de manière à absorber de façon sélective dans l'infra-rouge proche, une région dans laquelle les tissus biologiques sont relativement transparents.
Des chercheurs de l'Université de Technologie de Sydney ont testé avec succès une méthode utilisant des nanobâtonnets pour détruire un nouveau type de cibles, les protozoaires parasites. Pour cette étude in vitro, le parasite intracellulaire responsable de la toxoplasmose, Toxoplasma gondii, a été sélectionné.
Les nanoparticules sont biofonctionnalisées c'est-à-dire qu'elles sont liées à des anticorps spécifiques au parasite durant la phase aigüe (tachyzoïtes), puis incubées dans une culture de cellules de mammifères infestées. Les nanobâtonnets se fixent préférentiellement aux parasites qui sont alors localisés et détruits en les soumettant à un rayonnement laser de faible intensité. Le traitement de cellules humaines nécessiterait une intensité plus élevée.