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Nano gold&AuNRs-PEG修飾制備方法介紹

納米金粒子用于腫瘤熱療已經(jīng)得到證實(shí)，常用的是經(jīng)PEG修飾或是連接上特異識別癌細(xì)胞表面的抗體。PEG可增加納米金粒子的生物相容性和生物穩(wěn)定性。由于在合成納米金的過程中大量使用表面活性劑CTAB使得納米金在血液中極不穩(wěn)定，由于巰基聚乙二醇（SH-PEG）和納米金可以較容易的合成PEG-Gold nanoparticles和PEG-Goldnanorods。然而經(jīng)PEG修飾后的金納米粒子毒性大大地降低了，具體了良好的生物相容性，聚集作用也有所改善。與正常組織相比腫瘤組織內(nèi)的血管具有高滲透性，故大分子及多聚物有限的滲入到腫瘤組織，并且由于腫瘤組織的淋巴管窄小，使其長時(shí)間的保存大分子，而正常組織會迅速的清理外來粒子。由于經(jīng)PEG修飾后的納米金增加了自身的通透性，使其在腫瘤組織中優(yōu)先聚集。

同時(shí)可通過PEG的另一端修飾不同的活性基團(tuán)，使PEG-nanoparticles可以用于特異性識別和殺死腫瘤細(xì)胞而不影響正細(xì)胞。比如葉酸，葉酸是殺死腫瘤細(xì)胞的靶向因子，利用葉酸分子與腫瘤細(xì)胞表面葉酸受體的高親和力，同時(shí)也算受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用解決了納米載體不容易被腫瘤細(xì)胞提取的問題。并且PEG末端可根據(jù)所需選擇PEG分子量和活性基團(tuán)，如此更易于實(shí)現(xiàn)主動靶向。

球形納米金(GoldNanoparticles)的制備方法主要采用還原劑，如檸檬酸鈉，硼氫化鈉等還原氯金酸HAuCl4·4H2O。氯金酸HAuCl4·4H2O在還原劑的作用下，可以聚合成一定大小的金納米顆粒，形成帶負(fù)電的疏水膠溶液。由于靜電作用而成為穩(wěn)定的膠體狀態(tài)，故稱膠體金(Colloidal gold)。

納米金棒（Gold Nanorod）的制備方法主要有模板法、光化學(xué)法、電化學(xué)法、晶種生長法和無種子法。常用的是晶種生長法和無種子法。

晶種生長法：以HAuCl4為原料，NaBH4為還原劑，還原Au3＋得到直徑為3-4nm的金種子。以Ag＋為輔助離子，以十六烷基溴化銨（CTAB）為表面活性劑，以抗壞血酸為弱還原劑，加入金種子溶液之后可以獲得納米棒，通過改變銀離子的用量可以調(diào)控金納米棒長徑比為2-5。

無種子法一步制備金納米棒：溫度28-30℃，取5ml 0.2mol/L的CTAB加入到5ml 1mol/L的HAuCl·3H2O的水溶液中，攪拌中逐步加入300μL4mol/LAgNO3，用鹽酸調(diào)控溶液的PH值，然后加入70μL78.8mol/L的AA，溶液逐漸變?yōu)闊o色，停止攪拌；加入15μL0.01mol/L的NaBH4，將溶液靜置，通過調(diào)控反應(yīng)中的AgNO3、鹽酸和NaBH4的量來調(diào)控金納米棒的尺寸和在近紅外處的吸收峰位置。反應(yīng)完成后離心去掉游離的CTAB，用水清洗3次，分散在水中。

     若將納米金應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，還需要對其表面進(jìn)行修飾。例如制備納米金棒的過程中需要用到高濃度的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）分子，這會對細(xì)胞和生物體產(chǎn)生很高的毒性，而且金納米棒表面吸附的CTAB雙分子層也影響納米金棒與生物分子的偶聯(lián)，常用巰基聚乙二醇（PEG-SH）對納米金棒表面的CTAB分子進(jìn)行置換，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了修飾后的納米金棒生物相容性明顯提高。

生物應(yīng)用：

1.金納米粒子應(yīng)用于毛細(xì)管電泳檢測尿液中8-OHdG

2.金納米粒子應(yīng)用于蛋白質(zhì)纖維染色的研究

3.納米金應(yīng)用于腫瘤診療的研究進(jìn)展（金納米粒子是一種很好的靶向制劑，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)腫瘤被動靶向和主動靶向：有納米粒徑大小引起的高通透性和滯留效應(yīng)(enhanced permeability and retention effect , EPR )可以實(shí)現(xiàn)腫瘤被動靶向，使納米金載體在腫瘤組織選擇性分布，以增加藥效并減少系統(tǒng)副作用。此外，金納米粒子進(jìn)行表面修飾后，可利用靶向分子實(shí)現(xiàn)腫瘤的主動靶向，將藥物或射線特異帶到腫瘤部位，達(dá)到腫瘤靶向治療的目的。納米金團(tuán)簇表面的邊緣位點(diǎn)和頂部位點(diǎn)4f軌道的結(jié)合能相對較低,這些位點(diǎn)形成的Au-S鍵的鍵能也相對較低,容易發(fā)生離解,這對Au-MMPCs的穩(wěn)定性和配體交換有很大影響.Au-MPCs具有粒徑小和生物相容性好的優(yōu)點(diǎn),用巰基或二硫化合物對Au-MPCs表面進(jìn)行修飾,形成具有生物活性的Au-MMPCs,這些生物活性Au-MMPCs同待轉(zhuǎn)運(yùn)物和細(xì)胞膜相互作用,通過靜電吸附和內(nèi)吞作用可將轉(zhuǎn)運(yùn)物傳送至細(xì)胞和細(xì)胞核內(nèi)，靶向藥物的傳輸和釋放需要依靠Au-MPCs的作用。）

4.納米金生物探針及其應(yīng)用（通過表面改性，讓納米金帶正電，從而與帶負(fù)電的蛋白質(zhì)相結(jié)合，制成用于電子顯微鏡的金探針）

5.納米金在生物傳感器中的應(yīng)用（膠體金增強(qiáng)DNA生物傳感器的檢測靈敏度，納米級的金顆粒標(biāo)記在DNA分子上，可顯著增加該分析分子的有效質(zhì)量，從而增強(qiáng)質(zhì)量敏感性。膠體金能提供一種類似于能保持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的環(huán)境，使吸附在其表面的蛋白質(zhì)保持他們的生物活性，能增強(qiáng)乳酸生物傳感器的檢測靈敏度。用金納米粒子修飾鉑電極而制成的葡萄糖氧化酶（GOD）生物傳感器，具有靈敏度高，速度快等優(yōu)點(diǎn)。）

6.納米金在生物標(biāo)記分析中的應(yīng)用進(jìn)展(金納米粒子除具有一般納米粒子的表面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)外，同時(shí)具有良好的生物相容性。由于生物大分子和功能化同處于納米維度當(dāng)在相應(yīng)的生物體系中加入功能化的納米金顆粒使其具有定向吸附效應(yīng)以及富集效應(yīng)等。兩者通過化學(xué)或物理吸附可制得既穩(wěn)定又具有一定計(jì)量關(guān)系的生物/納米復(fù)合材料。該復(fù)合材料又可以用來構(gòu)建具有特殊功能的超分子結(jié)構(gòu)體系，此外也可以作為檢測探針用于研究復(fù)雜的生物化學(xué)體系。)

7. 金納米粒子表現(xiàn)出對光的強(qiáng)烈吸收從而應(yīng)用于腫瘤的光熱治療（以納米金如納米金球和納米金棒為基礎(chǔ)的激光輔熱療法，相較于之前的光吸收染料對腫瘤造成不可逆的熱損傷而言，這種吸收截面比常規(guī)的光吸收染料大4-5個(gè)數(shù)量級，可是激光以最小的侵襲力達(dá)到理想的治療效果。可通過調(diào)整納米金的大小和尺寸使其吸收峰落在近紅外區(qū)700-1100nm，由于生物分子的生色團(tuán)和水分子在這個(gè)光譜區(qū)域內(nèi)不會有強(qiáng)吸收，較其他波段的激光對人體的傷害較小，而納米金在這個(gè)區(qū)域內(nèi)有強(qiáng)吸收，在紅外的激發(fā)下，可將光轉(zhuǎn)換為熱并傳遞給周圍的生物組織。）