胶体金纳米颗粒

金是最典型的贵金属。从本质上讲，它是不活泼的，因此，黄金制成的历史文物能够保持几千年的光辉。黄金在珠宝、铸币和电子产品中的应用是众所周知的。常见的金薄膜应用在办公窗户里面（只有20nm厚），能够透过大部分紫外光，反射红外线（λ>800nm），可以起到冬暖夏凉的作用。分子尺度下的金，应用可以从催化剂到抗关节炎药物。化学学会评论甚至把一整期都用在了金上（2008年，第37卷），里面有二十多篇文章展示了金在当时的研发水平，内容设计到基本反应到金的众多应用领域。

nano一词来源于希腊语nanos，意思是dwarf，用来描述在纳米尺度（1–100纳米）范围内材料或者性质发生变化。与块体或分子尺度的金不同，纳米金可以展示生动的色彩，使它变成了化学家、物理学家和生物医学从业者的研究对象。

由于它的纳米尺度效应，机理不同与普通小分子，会优先聚集在肿瘤/炎症部位并进入细胞，而且比小分子快得多。它强烈的光物理性质允许它应用于生物诊断分析，怀孕测试（很多人可能已经用过这样的方法了，该试验在1990年代首次测试成功并上市）。因为金纳米颗粒的表面特殊的化学性质，它可以作为人工抗体，因为它的结合力可以精确地通过改变表面结合配体密度来调控。金纳米颗粒能够有效地将光热转换成热，从而实现高比热烧蚀患病或受感染的组织。它们吸收大量的X射线辐射用来增强癌症放射治疗或提高影像学诊断对比度CT扫描（计算机断层扫描）。

因为他们的多元性，金纳米颗粒可以屏蔽不稳定的药物或难溶性药物显影造影剂并促进其高效输送至身体其他不可触及的部位。由于它与蛋白质相比，尺寸较小，金纳米颗粒可以选择性地干扰和改变细胞过程，小分子和蛋白质是不能做到的。金纳米技术促进生物医学的发展，它可以在单个结构中组合，允许同时靶向、诊断和治疗功能，从而为特定的病人或疾病量身定制。

图1. 金纳米颗粒通常应用于生物医学领域。（a） 金纳米棒，（b）二氧化硅-金核壳纳米颗粒，以及（c） 金纳米笼。这些纳米颗粒呈现出强烈的颜色变化，这些变化是由于光子吸收波长随（a）长宽比，（b）壳厚，和（c）金的电流置换大小变化而影响了表面的传导电子或等离子体共振。（Erik C. Dreaden et al., The golden age: gold nanoparticles for biomedicine，Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 2740–2779）

柠檬酸根作为纳米颗粒的稳定剂具有以下几个优点：（1）良好的生物相容性；（2）易于与其他的功能性配体进行取代；（3）其稳定层的厚度仅有 3.0 Å，有利于拉曼信号的增强（Lee Z. et al., Direct Imaging of Soft-Hard Interfaces Enabled by Graphene. Nano Lett 2009, 9:3365-3369）。

2012年，夏幼南小组研究了四种不同的稳定剂包裹的金纳米颗粒的 SH-PEG（巯基聚乙二醇）化的效率，分别是柠檬酸根，PVP，CTAC（十六烷基三甲基氯化铵），CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）分子，结果表明，柠檬酸根稳定的金纳米颗粒的 PEG 化的效率要大大高于其他三种稳定剂稳定的金纳米结构，这显示了柠檬酸根稳定的纳米颗粒在配体交换上具有显著优势（Xia X. et al., Quantifying the coverage density of poly(ethylene glycol) chains on the surface of gold nanostructures. ACS Nano 2012, 6:512-522.）

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图2. 金纳米颗粒分散液透射电镜图a）5 nm，b) 10 nm，c)15 nm，d)20 nm

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梁老师：17737532016 （同微信）