納米金的化學制備方法及其在生物醫(yī)學領域的應用

馬燕燕，呼亞旭，王燕麗

（1河南質量工程職業(yè)學院食品與化工系，河南 平頂山 467000；2河南省疾病預防控制中心，鄭州 450016）

納米金具有特殊的光學性質、電學性質、化學性質以及良好的生物相容性[1]，這使它在分子生物學、醫(yī)學檢測等領域具有廣闊的應用前景。

1 化學法制備納米金的方法

化學法制備納米金的方法主要有氧化還原法、微乳液法和微波法等。下面就介紹幾種常用的納米金的化學制備方法。

1.1 氧化還原法

把還原劑如硼氫化鈉、磷、檸檬酸三鈉等加入高價金離子溶液中，金離子被還原而得到金納米粒子。

T Yonezaw a等人分別用兩種方法得到了穩(wěn)定的納米金，兩種反應都是以硼氫化鈉為還原劑。一種是在碳氟化合物中制得穩(wěn)定的納米金，此反應是以[AuCl4] -為氧化劑，氟化烷醇類化合物為穩(wěn)定劑[2]；另一種以4條鏈的二硫化物配體作為穩(wěn)定劑，制備穩(wěn)定的納米金，通過這種配體能更好地控制納米粒子的粒徑[3]。

1.2 電化學法

此法制備納米微粒的優(yōu)點為操作簡便、可控程度高、產(chǎn)率高、易分離等，通過改變表面活性劑的濃度及用量、通電方式等途徑，獲取不同形貌和粒徑的納米金。

沈明理等人以鉑片和金片分別作電極的陰陽極，以十六烷基三甲基溴化銨、四辛基溴化銨、丙酮及環(huán)己烷的混合體系作電解液，超聲電解10 m in，通過遞增電流電解和恒電流電解兩種方法，分別主要獲得粒徑為10～40 nm球形、啞鈴形及棒狀的金納米粒子和球形及啞鈴形的金納米粒子。

1.3 微乳液法

該法是將表面活性劑溶解在有機溶劑中，成為相對穩(wěn)定的熱力學體系，制備的金納米粒子大小均勻、顆粒直徑約為10～20 nm。

Chiang的實驗證實：按一定比例將水、異新烷、氣溶膠和山梨醇脂肪酸酯混合均勻，即可制得微乳液，再用肼還原[AuCl4] -，最終可獲得密度相對均勻的納米金。

1.4 微波法

該方法有許多優(yōu)點：反應速度快，加熱速度快，可有效縮短反應時間，制得的納米粒子尺寸相對較小，粒徑分布范圍窄，并且純度較高。

蔣治良等人制備不同粒徑的納米金的方法如下：取1.0 m L濃度為22.8 m g/L的 Au3+溶液放在80 m L微波反應罐中，加入適量的檸檬酸鈉溶液（1.0%），加蒸餾水至10 m L，將罐蓋擰緊，混勻，再放在功率為480 W的微波爐中，輻射約4 m in后，取出冷卻即得。

2 納米金在生物醫(yī)學領域的應用

2.1 生物檢測中的應用

納米金與寡核苷酸二者聚合時表面等離子共振峰發(fā)生了紅移，同時產(chǎn)生了由紅到藍的顏色變化。此變化對于DNA探針技術非常重要。

Mirkin等人在開創(chuàng)性的用寡核苷酸修飾納米金做成識別堿基的DNA探針后，繼續(xù)深入研究了溫度等各種熱力學因素對DNA與納米金結合的影響，以及DNA與納米金在連接以后，納米金光學性質和DNA解鏈溫度二者的變化情況，其研究成果奠定了納米金探針檢測DNA的理論基礎。時至今日，納米金探針光學檢測法的研究已經(jīng)被廣泛的應用于DNA突變、乙酰膽堿酶等物質的檢測中。

隨著納米金直徑減小，比表面積增大，表面原子數(shù)增多及表面緣于配位不飽和性導致大量的懸鍵和不飽和鍵等，這就使得納米金具有很大的生物活性和很好的催化作用，能明顯提高參加生化反應的生物大分子的活性和選擇性。

現(xiàn)如今，納米金標記技術已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代四大免疫標記技術之一。該技術被廣泛的用于標記細胞表面和細胞內的多肽、蛋白質、抗原等生物大分子。利用納米金與不同的抗體相結合形成穩(wěn)定的復合體，能給與抗體結合的不同組織細胞貼上標簽，該復合體在顯微鏡下的光吸收和光散射能呈現(xiàn)出各自的特征顏色。

2.2 腫瘤治療與細胞成像中的應用

納米金具有較好的光學特性，經(jīng)近紅外光照射后，光熱效應可以殺死腫瘤細胞。Hirsch等人在老鼠體內進行了腫瘤細胞切除研究, 對納米金進行了生物修飾，發(fā)現(xiàn)一定量的近紅外光能消滅修飾后的納米金與癌細胞結合而成的特異性細胞，而且不傷害其臨近的組織。

另一方面，納米金可選擇性標記癌細胞，采用暗場光學顯微鏡實現(xiàn)癌細胞成像，從而有希望在疾病的診斷和監(jiān)測中得到應用。Huang等人將納米金與抗表皮生長因子受體(an ti-EGFR)抗體結合, 能夠特異性地結合在頭頸部癌細胞表面，通過近紅外光照射便可實現(xiàn)癌細胞的成像效果。

近年來，納米金與雙光子及熒光探針技術的結合成像很好的實現(xiàn)了其在活體內進行腫瘤組織檢測的可能性，并且這項技術在實驗研究中已經(jīng)日趨成熟。Du rr等人和 Wang等人就利用TPL顯微鏡分別實現(xiàn)了納米金在上皮腫瘤細胞中和小鼠耳緣靜脈中直接成像的檢測。

3 小結

生命科學的持續(xù)走熱，尤其是對活體的研究，成為國際生物醫(yī)學技術領域的前沿和熱點，納米金自身所具備的理化特性以及良好的生物相容性，在疾病的診斷、治療和衛(wèi)生保健等方面發(fā)揮著重要的作用，因而它有著極大的應用潛力。

[1] T Yonezawa,K Yasui,I N Kim. Cont rol led format ion of smal ler gold nanopar ticles by the use of four chained disul f ide stabi lizer [J] . Langmuir. 2001, 17: 271-273.

[2] 沈明理, 姚建林, 顧仁敖. 金納米粒子的電化學合成及光譜表征 [J] . 光譜學與光譜分析, 2005, 25: 1998-2001.

[3] 蔣治良, 馮忠偉. 液相金納米粒子的分頻和倍頻散射光研究[J] . 廣西師范大學學報: 自然科學版, 2002, 18: 60-65.