This thesis explains some of the fundamental concepts regarding localized surface plasmon resonance (LSPR) and how to explore it on biosensing and photodynamic therapy. Molecular LSPR sensing and metal-enhanced oxygen singlet generation for photodynamic therapy were demonstrated exploring spherical and non-spherical silver/gold nanoparticles with various size and structures. Mathematical simulations and experimental analyses were used on the discussion of the metallic nanoparticle (NP) size, material and shape contribution to LSPR-based effects. The light-NP interactions were evaluated by the use of Finite Element Method with COMSOL Multiphysics. Computational simulations, focused on the assessment of the LSPR spectrum and spatial distribution of electromagnetic field enhancement near a metallic nanoparticle, were used to ascribe the behavior of crucial parameters, as figure of merit, bulk and molecular sensitivity, which rules the LSPR sensor performance. Here, spherical nanostructures were evaluated as starting points for LSPR biosensor. The theoretical analyses indicated a nonlinear behavior of the bulk and molecular sensitivity of gold and silver nanosphere-based sensing platform as function of the NP size. Significant LSPR peak shift due to the adsorption of molecular layer on the NP surface were observed for nanoparticles with ~ 5 and ~ 40 nm radii. Besides, the theoretical approach used in this work provides insights on the LSPR behavior due to adsorption layer of molecules on a NP surface, establishing a new paradigm on engineering LSPR biosensor. Moreover, molecular sensing was demonstrated by the identification Candida albicans antigen. The feasibility of using Ag nanotriangles on LSPR biosensing was also evaluated. Refractive index based sensitivity (406 nm/RIU) and figure of merit (2.6) values were calculated for nanotriangles colloids, with altitudes ~ 57 nm, and attributed to LSPR near field enhancement at the tips of the nanostructure. The interaction of Ag nanotriangles with Methylene blue photosensitizer was also appraised, and 2.2-fold metal enhanced singlet oxygen generation was determined. The association of Methylene blue with Au nanoshells (80 nm silica core/20 nm gold shell) was also quantified, showing 300% increase in singlet oxygen production upon the irradiation of laser light (632 nm). These results introduce new perspectives on the use of metallic nanoparticles on photodynamic process.CAPESEsta tese explica alguns dos conceitos fundamentais sobre a ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR) e como explorá-la em terapia fotodinâmica e biosensores. Detecção Molecular LSPR e geração de oxigênio singleto realçado por metal para terapia fotodinâmica foram demonstrados pelo uso de nanopartículas de prata / ouro esféricas e não esféricas com vários tamanhos e estruturas. Simulações matemáticas e análises experimentais foram usadas na discussão do tamanho das nanopartículas metálicas (NP), contribuição do material e da forma para os efeitos baseados em LSPR. As interações luz-NP foram avaliadas pelo uso do Método dos Elementos Finitos com o COMSOL Multiphysics. Simulações computacionais, focadas na avaliação do espectro LSPR e distribuição espacial do aumento do campo eletromagnético próximo a uma nanopartícula metálica, foram utilizadas para atribuir o comportamento de parâmetros cruciais, como figura de mérito, bulk e sensibilidade molecular, que regem o desempenho do sensor LSPR. Aqui, as nanoestruturas esféricas foram avaliadas como pontos de partida para o biossensor LSPR. As análises teóricas indicaram um comportamento não-linear da sensibilidade bulk e molecular da plataforma de detecção baseada em nanoesfera de ouro e prata em função do tamanho da NP. Mudanças significativas no pico do LSPR devido à adsorção da camada molecular na superfície da NP foram observadas para nanopartículas com raios de ~ 5 e ~ 40 nm. Além disso, a abordagem teórica utilizada neste trabalho fornece insights sobre o comportamento do LSPR devido à camada de adsorção de moléculas em uma superfície de NP, estabelecendo um novo paradigma na engenharia de biosensores LSPR. Além disso, a detecção molecular foi demonstrada pela identificação do antígeno Candida albicans. A viabilidade do uso de nanotriangulos de Ag em biossensores LSPR também foi avaliada. Os valores de sensibilidade baseada no índice de refração (406 nm / RIU) e mérito (2.6) foram calculados para colóides de nanotriangulos, com tamanho ~ 57 nm, e atribuídos ao aumento de campo próximo do LSPR nas pontas da nanoestrutura. A interação de nanotriangulos de Ag com o fotossensibilizador Azul de metileno também foi avaliada, e a geração de oxigênio singleto 2,2 vezes maior foi determinada. A associação do Azul de metileno com nanocascas de Au (núcleo de sílica de 80 nm / 20 nm de casca de ouro) também foi quantificada, mostrando um aumento de 300% na produção de oxigênio singleto sob irradiação de luz laser (632 nm).