金纳米粒子探针的合成及应用

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1、金纳米粒子探针的合成及应用马立娜刘殿骏王振新【摘要】由于金纳米粒子（AuNPs）具有与大小、形状和聚集程度相关的物理和化学特性，被广泛应用于各种生物分析和生物医学检测技术中，并发展成具有高选择性、高灵敏度的生物分析检测手段。以AuNPs为探针的分析方法通常具有简单、快速、灵敏度高的优点，并能应用于实际样品检测。本文综述了目前生物分子修饰的AuNPs探针的合成及其在检测金属离子、小分子、DNA、蛋白质和细胞内分析等方面的应用。【关键词】金纳米粒子；探针；合成与修饰；评述AbstractDuringlastdecade，goldnan

2、oparticled(AuNPs)-basedassayshavebeenedicaldetectionbecauseAuNPshaveuniquephysicalandchemicalpropertiesployedfordetectingpracticalsamplesplicityandselectivity.ThisrevieentofthesynthesisandbiologicalmolecularfunctionalisationofAuNPsandtheirapplicationsontheheavymetalli

3、ccations，smallorganicpounds，nucleicacidsandproteinsdetectionandcellularanalysis.　　Keyicalsensing；Revie范围内且分散性较好的AuNPs。该方法制备程序简单，且包裹在AuNPs表面的柠檬酸根容易被其它配体置换（如巯基修饰的DNA等）[2，4]；（2）Brust-Schiffrin法[8，9]，即在两相（液/液）体系或单相体系中，以四正辛基溴化铵（TOAB）为相转移剂，将三价金的化合物（氯金酸或氯金酸钠）转移到有机相中，以烷基硫醇为稳定

4、剂，NaBH4为还原剂，制备粒径为1~8nm的AuNPs；硫醇/金盐的比例越大、加入还原剂速度越快，冷却溶液可以制得尺寸更小和单分散性更好的粒子，进一步通过配体交换反应改变AuNPs表面的配体而实现其功能化；（3）聚合物保护法：通常以含有聚乙二醇、硫醇或硫醚基团的聚合物为配体，以NaBH4为还原剂，制备水溶性或具有疏水性的粒径小于10nm的AuNPs。聚合物稳定剂决定纳米粒子的溶解性；例如，文献[10，11]采用硫醚或硫醇修饰的聚合物配体（烷基硫醚终端修饰的聚甲基丙烯酸等）一步法合成了具有高分散性的粒径小于5nm的AuNPs，粒子

5、的大小和分散性可以通过改变聚合物的结构、浓度和配体上能与金属结合的基团个数来控制，并且可以将粒径为1.1~1.7nm的无荧光纳米粒子转变为荧光纳米粒子。　　物理法是利用各种技术将块状固体金分散为金纳米粒子，包括真空沉积法、电分散法、激光消融法等[12]。物理法容易控制AuNPs的形状并能获得图案化的AuNPs的阵列，但通常需要特殊的设备和技术，制备过程较复杂。　　2.2金纳米粒子的稳定性和功能化　　将不同的识别分子（如功能基团）修饰到AuNPs上，获得功能化纳米粒子（AuNPs探针），有助于拓宽AuNPs的应用范围，发展基于AuN

6、Ps的分析/检测方法。已有很多文献对金纳米粒子的功能化及应用进行了综述[1~5，13]。在介质中保持单分散性和稳定性是AuNPs在实际应用中的关键。因此，人们不断寻找新型稳定剂和修饰方法以提高AuNPs的分散性。这些方法将有助于改善方法选择性和准确度，其中最具代表性的方法[1]如图1所示。在生物分析中可以应用静电吸附法、共价偶联（AuS共价结合等）法和特异性识别法（抗体-抗原，生物素-亲和素，DNA杂交等）将生物分子修饰到AuNPs表面，合成AuNPs探针。　　图1金纳米粒子探针合成示意图[1]（略）　　Fig.1Schemati

7、crepresentationofformationofgoldnanoparticleprobes[1]　　CopyrightCH.(b)DNAhybridizationbringstargetDNAtotheelectrodesurface.Ofnote，intheabsenceofamplification，onecaptureprobeonlycapturesonetargetmoleculeatthemost.(c)AuNP-amplifiedDNAdetection.Onehybridizationeventbring

8、sanAuNPloadedaltotheelectrode[30]　　ReproducedissionfromNaturePublishingGroup（略）　　3.4蛋白质分析　　AuNPs与蛋白质结合获得用于电子显微镜的AuNPs探针，在电子显