最新 金纳米粒子在医学领域中的运用-精品
纳米金材料的卫生应用
纳米金材料的卫生应用近年来，纳米技术的应用越来越普及，而其中纳米金材料的应用也越来越受到关注。
纳米金材料具有较高的表面积和独特的性质，因此在卫生领域中有着广泛的应用，如医学、食品、卫生用品等。
本文将从不同领域介绍纳米金材料的卫生应用。
一、医学领域纳米金材料在医学领域中已有多种应用。
首先，纳米金材料被用于药物输送系统。
纳米金颗粒具有小的大小和高比表面积，便于药物分子的穿透和传递，因此纳米金材料可以作为药物输送系统的载体，用于治疗癌症、糖尿病等疾病。
其次，纳米金材料也被用于医学影像学。
纳米金颗粒可以强烈吸收X射线，因此可以作为CT扫描剂和X射线对比剂使用。
纳米金颗粒还可以用于MRI成像，因为它们可以产生磁化信号，增强图像的对比度。
另外，纳米金材料还可以用于免疫检测。
纳米金颗粒可以与生物分子如抗体结合，因此可以检测出癌症标志物、病毒和菌类等。
纳米金颗粒的检测灵敏度高、快速和精确，因此被认为是一种有前途的免疫检测方法。
二、食品领域纳米金材料在食品领域中也有广泛的应用。
由于纳米金材料本身不含有毒物质，因此可以用于饮料、糖果、饼干等食品的包装材料中，保持食物的新鲜度和质量。
此外，纳米金材料还可以用于食品质量检测。
例如，纳米金颗粒可以与细菌、病毒结合，实现快速检测食品中的细菌、病毒等有害物质。
三、卫生用品领域纳米金材料还可以用于卫生用品领域。
例如，纳米金颗粒可以用于制造口罩和空气净化器滤网，能够有效地过滤空气中的病毒、细菌、PM2.5等。
而在纺织品上加入纳米金材料可以实现抗菌和抗臭的作用，因此可以用于制造衣物，尤其是运动衣物和内衣物。
总结纳米金材料在卫生领域中有着广泛的应用，不仅在医学、食品、卫生用品领域有着重要的作用，还可以用于环境治理、水处理、能源等方面。
但是需要注意的是，纳米金材料的安全性和环境影响还需要进一步研究和探索。
因此，在纳米金材料的应用过程中，必须重视其安全性和环境影响，以确保其在卫生领域中得到安全、有用和可持续的应用。
纳米金在肿瘤诊治中的应用
纳米金在肿瘤诊疗中的应用：学号：专业：摘要：纳米金由于具有独特的物理、化学性能受到学术界的高度关注，并广泛地应用于催化、光电、生物医药等领域。
本文主要介绍了纳米金粒子在肿瘤诊断学领域中的应用及研究进展关键词：纳米金粒子；肿瘤；诊疗剂；细胞毒性引言近年来，纳米材料和纳米技术越来越多地进入到临床应用阶段。
这些纳米颗粒通常指的是数十纳米至数百纳米大小的量级金纳米颗粒具有非常独特的物理、化学性质，主要表现在以下3个方面：(1)金纳米相对安全，易于制备，稳定性非常好；(2)具有纳米颗粒所特有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电效应等；(3)具有独特的电学效应、光学效应、磁学效应、催化效应和生物亲和效应。
[1]因此，金纳米颗粒得以在生物医学中有广泛的应用[2]。
在肿瘤的治疗中，金纳米颗粒相对于传统药物具有更好的穿透能力，在治疗和诊断中应用的风险相对于传统药物更低。
[3-4]纳米颗粒的功能化是目前的研究热点，多功能的金纳米颗粒正被开发用于肿瘤诊断和治疗中。
本文总结了近几年纳米金在肿瘤诊断中的应用研究情况，并进行了简单的评述。
1、纳米金概述1.1金纳米粒子的形状与性质。
金纳米粒子因其不同的形状和大小表现出独特的物理和化学性质。
第一，金核基本上是惰性的和无毒的。
第二，金纳米的合成相对容易，且直径围可控，常为1～150 nm。
第三，不同性质、尺寸的金纳米可以控制药物在不同部位的释放，成为良好的药物载体。
目前已经开发出各种形状的金纳米颗粒以应对不同的治疗需求。
金纳米球(AuNPs)是由氯金酸还原产生的金纳米颗粒，直径围在1到大于100 nm，主要用于成像和放射增敏。
金纳米壳(AuNSs)是球形结构，其结构包括二氧化硅的核心和薄层金外壳，直径围在50—150 nm。
AuNSs可以通过改变核心直径和壳壁厚度来调整其光学性质。
金纳米棒(AuNRs)通常是利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为稳定剂，通过氯金酸在金种子上反应合成[5]。
超材料在生物医学领域中的应用案例
超材料在生物医学领域中的应用案例随着科技的不断发展，超材料成为了当前的一个热门研究领域。
它是一种能够通过改变其结构和组成来实现对光学、电磁和声学等信号的控制的材料，具有多种特殊的物理特性。
而在生物医学领域中，超材料也得到了广泛的应用。
本文将介绍一些超材料在生物医学领域中的具体应用案例。
一、纳米金纳米金是一种直径在1-100纳米之间的金纳米粒子，由于其特殊的光学性质和优良的生物相容性，已经成为一种广泛使用的材料。
在生物医学领域中，纳米金的一个主要应用是显微镜成像。
它可以通过反射、散射、吸收、发射和荧光等方式，使细胞、蛋白质、DNA和RNA等生物分子在显微镜下更加清晰地展示出来。
此外，纳米金还可以通过局部表面等离子体共振（LSPR）来实现对分子的高灵敏检测。
二、磁性纳米颗粒磁性纳米颗粒是一种具有磁性的纳米粒子，可以在外界磁场的作用下实现对其运动的控制。
在生物医学领域中，它被广泛应用于磁共振成像（MRI）和病毒疗法。
磁性纳米颗粒可以通过表面修饰来实现对靶分子的靶向识别，从而显著提高了其在癌症治疗和药物导向输送方面的应用价值。
此外，磁性纳米颗粒还可以在生物环境中实现对细胞的高效磁性标记，促进了对细胞运动和分裂等生物学过程的研究。
三、石墨烯石墨烯是一种由碳原子构成的超材料，具有非常优良的导电性、热导性和机械强度。
在生物医学领域中，石墨烯的应用又是多种多样的。
例如，石墨烯可以通过表面修饰来实现对细胞和细胞外基质的附着，并且能够通过其导电性和超强机械强度对细胞和组织的功能性进行控制。
此外，石墨烯还可以用于医用传感器和生物传感器的制备，在疾病的早期诊断和预防方面具有重要意义。
结语总体来说，超材料在生物医学领域中的应用前景非常广阔。
它不仅可以实现对生物分子和生物组织的精细控制和检测，还可以为未来的疾病治疗和医学诊断提供新的技术手段。
但是，随着超材料技术的不断发展和推广，人们也需要考虑其对生态环境和人类健康的潜在影响，保护好生命和环境的可持续性，是我们探索超材料在生物医学领域应用的必然要求。
金纳米粒子在生物医学中的应用
金纳米粒子在生物医学中的应用随着纳米技术的不断发展，金纳米粒子在医学领域应用逐渐广泛。
金纳米粒子不仅具有良好的可控性、生物相容性和生物吸附性，同时还具有高度的稳定性，并且能够通过表面修饰实现特定的生物识别和作用。
因此它成为了生物医学中的一种重要的纳米材料。
本文将介绍金纳米粒子在生物医学中的应用，主要包括生物成像、药物传输和生物识别等方面。
一、生物成像生物成像是一种无创性的诊断方法，通过对生物样本进行扫描、检测、记录等过程，获得有关其组织、器官、病变等信息。
金纳米粒子在生物成像中具有较好的应用前景，主要表现在以下几个方面：1. 磁共振成像金纳米粒子能够提供高对比度图像，因此是一种优秀的MRI（磁共振成像）对比剂。
通过修饰金纳米粒子的表面，可以实现靶向MRI成像，并且可根据不同的需要进行大小、形状等方面的调整。
2. CT成像金纳米粒子在CT（计算机断层成像）成像中也有很好的应用。
由于其高原子数，可以吸收X射线并提供强对比度图像，因此是一种适用于CT分析的滚动剂。
3. 光学成像金纳米粒子还可参与光学成像。
通过修饰金纳米粒子的表面，可以实现生物标记物的高灵敏度检测，并且其显色性质也可以在界面材料的自组装过程中得到应用。
二、药物传输金纳米粒子在药物传输方面的应用是其最为突出的特点之一。
金纳米粒子具有的较大比表面积和高度的稳定性，可以实现在溶液中有效载药和靶向传输，从而实现更精确、高效和安全的药物治疗。
1. 去除药物毒副作用传统的药物治疗常常存在毒副作用，纳米粒子则可以通过改变药物的释放率、靶向性和固定化等过程来减少这些副作用。
例如，纳米粒子可以被控制在一个靶向生物材料中，并将药物放置在特定的位置上，从而实现精确的治疗效果。
2. 生物膜透过生物样品表面通常具有一定的惰性和选择性，使得药物的转运和分布变得更为麻烦。
金纳米粒子则可以通过薄膜渗透和微管道扩散，实现有效的药物输送和固定化。
三、生物识别金纳米粒子的表面特征和改变其表面化学功能的能力，使其成为进行生物识别的一种理想纳米材料。
Biomedical applications of gold nanoparticles
Biomedical applications of goldnanoparticles黄金纳米颗粒在生物医学中的应用在造纸、电子、化学等领域中，金属纳米颗粒常被使用。
而黄金纳米颗粒作为一种近些年新兴的材料，由于其具有高稳定性、低毒性、生物相容性等一系列特点，被广泛应用于生物医学领域。
本文主要介绍黄金纳米颗粒在生物医学的应用，包括生物传感、药物输送等方面。
一、生物传感黄金纳米颗粒在生物芯片、检测试剂的开发中得到了广泛的应用。
首先，其高表面积与近红外波长的荧光性质实现了对抗磷脂酶酶解、癌细胞的高灵敏检测。
其次，由于其可重复制备、表面可通过化合物改性以加强靶向性等特点，可应用于蛋白质相互作用、肿瘤标志物等的检测，为肿瘤早期检测提供了新的机会。
此外，与生物分子结合后的表面局部场增强作用，可大幅提高稀释度，使得检测更加灵敏。
这提示黄金纳米颗粒具有广泛的生物成像和检测试剂开发前景。
二、药物输送通过将药物修饰到黄金纳米颗粒表面，可以实现对药物的保护，同时也有利于药物的输送。
镶嵌有药物的纳米颗粒的表面上，可以进一步进行化学修饰，用于特定靶向治疗。
黄金纳米颗粒与生物分子复合后，具有再结晶性质，因此可用于放射性物质输送。
例如，医疗机构的工作人员可将经过先前测试的放射性药物掺杂在奈米粒子中，然后将此纳米颗粒用注射器输送到患者体内。
此种技术可有效提高药物的作用效果（药物到达部位的样品中药物的含量增加）和减少药物的副作用。
此外，黄金纳米颗粒也可以利用磁性浓度梯度驱动药物输送，因此也有应用于网络外科手术等治疗远端癌症的诱饵治疗方法。
三、医疗器械金纳米颗粒出色的机械稳定性和热传导特性使得它可以应用于医疗器械的设计中。
如一些张力测试器使用金纳米颗粒被涂抹在现有张力测量设备上来提高其机械性能。
此外，现在也有妇科设备使用被涂抹在其上面的金粒子来捕捉他们想观察的细胞，这样操作出来的细胞会更容易检测，同时由于金纳米颗粒的非常小和机械稳定性能好，不会直接干扰阳部。
金纳米粒子在医学领域中的运用
金纳米粒子在医学领域中的运用金是典型的惰性元素，由金制成的历史文物能够保留几千年的灿烂光泽不变色，如图1所示.金被广泛使用于珠宝、硬币和电子器件等方面.目前，20nm厚的金薄膜已用在办公室的窗户上，因为它能够在传输大量可见光的同时有效地反射红外光线，并吸收光的热量.因金纳米粒子具有很好的稳定性、易操作性、灵敏的光学特性、易进行表面修饰以及良好的生物相容性，使其广泛应用于食品安全检测、环境安全检测和医学检测分析等领域[1-4].金纳米粒子尺寸范围为lnm~100nm.图2(a)为50nm的金纳米棒，(b)为二氧化硅包覆的金纳米颗粒, 其中扇形金纳米粒子尺寸比较小，被二氧化硅包覆后的纳米粒子尺寸大约140nm,(c)为50nm的金纳米笼[5].由于其比较微小的结构，这些颗粒比小分子更能积聚在炎症或肿瘤增长部位.具有高效的光转热属性的金纳米颗粒，可以被应用于特异性地消融感染或患病组织.因金纳米颗粒具有吸收大量X射线的能力，而被用于改善癌症放射治疗或CT(计算机断层扫描)诊断成像.另外，金纳米粒子可以屏蔽不稳定的药物或难溶造影剂，使之有效传递到身体各个部位.1金纳米粒子在加载药物方面的应用1.1金纳米粒子可作为内在药制剂金基疗法有着悠久的历史,这是金自然的优异性能以及其神秘效应引起的药效应用.金基分子化合物已被发现可以显着限制艾滋病病毒的生长[6].目前，搭载药物的金纳米粒子常用于靶向癌细胞[7].将放射性金种子植入肿瘤中,对其内部如何实现重现性规模化批量生产纳米颗粒,另外，也需要减少免疫系统与金纳米颗粒的循环反应，增强金纳米颗粒的定位选择性，制定相关战略,显着改善金纳米颗粒的高效输运性.随着金纳米颗粒从台式到诊所的过渡，研究人员还将研究相关的纳米材料和生物系统之间的基本相互作用.我们期待纳米材料新功能和新性能的报道，也期待研究人员对生物医学的新见解.我们将进一步跟踪纳米材料在医学领域的新应用性研究，综述相关研究成果回报纳米生物医学.我们对金纳米颗粒在生物医学领域应用的黄金时代抱有更多期待.进行放射疗法，实现近距离放射治疗［7］直径非常小的金纳米颗粒（小于2nm）能够渗透到细胞和细胞区室（如细胞核）［8］.金纳米颗粒与其无毒的较大尺寸的表面修饰试剂［8］,有杀菌和杀死癌细胞的功效，并有诱导细胞氧化的应激能力，促使损伤的线粒体和DNA相互作用.最近，人们发现，纳米金（直径5nm）表现出抗血管生成性质（抑制新血管的生长）.这些纳米颗粒可选择性结合肝素糖蛋白内皮细胞,并抑制它们的表面活性. 因为上述纳米金的大小和生物分子或蛋白质差不多，在生理过程中，它们也可以相互修饰或作用，尤其在细胞和组织内.最近，El-Sayed和他的同事针对恶性生长与分裂的细胞核，已探索出微分细胞质.通过将金纳米粒子聚集于细胞表面，从而认识到整合肽序列（细胞质交付）和核内蛋白（核周交付），并通过金纳米颗粒选择性地靶向恶性细胞，他们已证明凋亡效应（DNA的双链断裂）.另外，使用类似的研究策略，已发现金纳米粒子可选择性地发挥抗增殖和放射增敏效应.1.2基于金纳米粒子的光热疗法光热疗法是金纳米粒子在医疗上的核心应用［9］.纳米金吸收光能将其转换为热量并被用于破坏癌细胞和病毒的能力，是一个令人着迷的属性.因此，激光曝光过的金纳米粒子无须结合药物可直接作为治疗剂.金纳米粒子能高效吸收近红外区的电磁波，且在生物液体和组织中的衰减是极小的•在近红外区域曝光过的金纳米粒子，可渗透于高深度组织中进行光热医疗.金纳米粒子和经典光敏剂之间的差异是前者产生热量而后者照射时产生单线态氧，金纳米粒子产生的热量能破坏不良细胞.另外，金纳米粒子具有强的吸收能力，生物相容性好，能高效吸收具有较长波长的分子和药物等.这些属性使得金纳米粒子有望通过光热治疗癌症和各种病原性疾病.金/二氧化硅纳米壳,是第一批经过光热光谱分析，并应用于治疗上的纳米粒子.此纳米核壳结构以二氧化硅为核心,以金为壳，其可调谐的消光能力取决于二氧化硅的尺寸和金壳厚度.在近红外光照射下，纳米壳已被用于靶向各种癌细胞,现已有成功地在体内治疗癌症的动物模型.尽管纳米核壳合成相对容易,也具有期望的电浆性质,然而被包覆后的纳米颗粒比较大(约130nm),此大小阻碍从肿瘤组织中消除它们, 因此可能会降低它们的应用率相比而言，金纳米棒容易制备，电浆吸收可调，且在尺寸上比金硅纳米核壳小.因此，金纳米棒已被用于侵入细胞成像［10］,并用于烧蚀小鼠结肠癌肿瘤和鳞状细胞肿瘤［ll-12］.EI-Sayed和他的同事［12］首次将金纳米棒用于体内光热癌症治疗，其结果证明金纳米棒能够抑制肿瘤生长，而且在许多情况下，金纳米棒靶向肿瘤，且能够被其完全吸收(见图3).最近，Bhatia等研究人员进一步证明了金纳米棒在体内的治疗功效，他们发现：通过X射线计算机断层摄影，观察到PEG包覆的单个静脉内剂量金棒能够靶向小鼠肿瘤部位，该发现对后续的高效光热治疗起到指导作用.1.3金纳米粒子作为药物运载工具探索性地将金纳米颗粒用于药物输送，有以下原因：(1)高比表面积的金纳米颗粒提高了药物加载量，增强了其溶解性和装载药物的稳定性;(2)功能化金纳米粒子与靶向配体络合，提高了其治疗效力，并减少了副作用;⑶多价的金纳米颗粒与受体细胞或其他生物分子的相互作用比较强;(4)能携带游离药物靶向肿瘤组织，增强药效;(5)具有生物选择性,让纳米级药物优先靶向肿瘤部位,增强渗透性.基于以上因素，金纳米颗粒被广泛应用于生物传感、药物输送以及治疗癌症等领域（见图4）.1.3.1分区加载（图4a-b）所制备的金纳米颗粒表面包覆有单层或双层指示剂,可用作抗聚集的稳定剂或在某些情况下作为形状导向剂.金纳米颗粒表面包覆的单层或双层指示剂可以视为一薄层有机溶剂，能够从中区识别疏水性药物，由于这些原因，单层或双层指示剂可以更有效加载药物并随后在病变部位释放. 例如，包覆金纳米棒的表面活性剂（十六烷基三甲基漠，CTAB）,其双层厚度大约为3nm.Alkilany和同事制备的球形纳米金,包覆其表面的单层聚合物有两个疏水区域（内部）和亲水性区域（外部）.包覆纳米颗粒表面的聚合物，其疏水区域是用于加载疏水性药物，其亲水性区域用于稳定水介质中的纳米颗粒.Rotell。
纳米金粒子在生物医学领域的应用研究
纳米金粒子在生物医学领域的应用研究近年来，随着纳米技术的发展和应用，纳米材料在生物医学领域的应用研究逐渐受到重视。
其中，纳米金粒子作为一种重要的纳米材料，具有良好的生物相容性、表面功能化方便等优点，被广泛应用于分子诊断、分子成像、生物分离与纯化等多个方面。
本文将从纳米金粒子的制备和表面修饰、在生物传感、分子诊断、治疗等方面的应用研究等多个方面探讨其在生物医学领域的研究进展。
一、纳米金粒子的制备和表面修饰纳米金粒子的制备方法主要包括化学还原法、生物还原法、微波法、光化学法、电沉积法等多种方法。
其中，化学还原法是最常用的制备方法之一。
通过调节反应条件和控制金离子还原速度，可以制备出具有不同形状和尺寸的金纳米粒子。
此外，金纳米粒子的表面性质也可以通过表面修饰来实现。
常用的表面修饰方法包括吸附、交联、共价键接等。
表面修饰可以改变金纳米粒子的物理化学性质，为其进一步在生物医学领域的应用提供基础。
二、纳米金粒子的生物传感生物传感技术是一种检测生物体内特定成分的技术，其在临床诊断、药物研发等方面具有重要的应用价值。
纳米金粒子在生物传感的应用研究中发挥了重要的作用。
通过表面修饰和功能化，纳米金粒子可以与生物分子发生特异性的相互作用，实现对生物分子的检测和定量。
例如，在血液中检测心脏标志物、癌症标志物等方面，纳米金粒子已经被广泛应用。
三、纳米金粒子在分子诊断中的应用分子诊断技术是一种基于分子水平的诊断技术，其在疾病的早期诊断、病因分析等方面具有重要的应用价值。
纳米金粒子在分子诊断中的应用研究也得到了广泛关注。
通过表面修饰和功能化，纳米金粒子可以与靶分子发生特异性的相互作用，并通过各种信号光谱技术实现对靶分子的检测。
例如，在乳腺癌、肝癌等方面，纳米金粒子已经成功应用于早期诊断。
四、纳米金粒子在治疗中的应用除了在生物传感、分子诊断等方面的应用，纳米金粒子在生物医学领域的治疗方面也具有广阔的应用前景。
纳米金粒子可以被设计成具有特定功能的纳米药物载体，通过靶向性的作用实现药物的精准输送。
纳米材料在生物医学领域的应用
纳米材料在生物医学领域的应用纳米技术的发展为生物医学领域带来了前所未有的机遇和挑战。
纳米材料的特殊物理、化学和生物学性质使其在药物传递、肿瘤治疗、影像诊断和生物传感等方面展现出巨大潜力。
本文将介绍一些纳米材料在生物医学领域中的应用，并探讨其中的技术原理和潜在的应用前景。
纳米粒子在药物传递中的应用药物传递系统的需求药物传递是现代生物医学中一个重要的研究领域，它涉及到以低剂量输送药物到靶组织或细胞，从而提高疗效并减少副作用。
然而，许多常规药物由于其药动学特性受限制，无法满足这一需求。
纳米粒子的优势纳米粒子作为一种理想的药物载体，具有可调控大小、形状和表面性质等优势。
这些特点赋予了纳米粒子更好的稳定性、可控释放性和目标导向性，提高了药物在体内的生物利用度，并降低了副作用。
纳米粒子传递系统的设计纳米粒子药物传递系统通常由核心材料、包裹层和功能化修饰层组成。
核心材料可以是一种或多种纳米材料，如金属纳米粒子、有机聚合物或无机纳米晶体等。
包裹层可以增加系统的稳定性和药物保护能力，同时也可以调节药物释放速率。
功能化修饰层可以实现目标导向性药物输送，例如通过配体靶向、pH响应等方式。
纳米粒子在抗肿瘤药物传递中的应用纳米粒子作为载体可以增加肿瘤药物的局部浓度，延长其半衰期并减少副作用。
通过靶向修饰，纳米粒子可以选择性地累积在肿瘤组织中，提高药物疗效。
例如，通过修饰适当的配体，纳米粒子可以选择性地与肿瘤细胞表面过表达的受体结合，实现高效靶向输送。
纳米颗粒在影像诊断中的应用影像诊断技术的进展影像诊断技术对于早期疾病诊断和治疗评估至关重要。
近年来，随着纳米技术的发展，新型对比剂被引入临床实践，取得了显著进展。
纳米颗粒作为对比剂的优势与传统对比剂相比，纳米颗粒作为对比剂具有明显优势。
首先，由于其较大比表面积和较小尺寸尺度，在体内显示出更好的信号对比度。
其次，通过改变表面性质和构造材料，可以实现针对不同影像检查（如CT、MRI、光学和核素扫描）的特异性增强效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金纳米粒子在医学领域中的运用
金纳米粒子潜在的细胞毒性是制约其临床应用的一个重要原因，下面是小编搜集的一篇关于金纳米粒子在领域中的运用探究的，供大家阅读借鉴。
金是典型的惰性元素，由金制成的历史文物能够保留几千年的灿烂光泽不变色，如图1所示.金被广泛使用于珠宝、硬币和电子器件等方面.目前，20nm 厚的金薄膜已用在办公室的窗户上，因为它能够在传输大量可见光的同时有效地反射红外光线，并吸收光的热量.因金纳米粒子具有很好的稳定性、易操作性、灵敏的光学特性、易进行表面修饰以及良好的生物相容性，使其广泛应用于食品安全检测、环境安全检测和医学检测分析等领域[1-4].金纳米粒子尺寸范围为1nm~100nm.图2(a)为50nm的金纳米棒，(b)为二氧化硅包覆的金纳米颗粒，其中扇形金纳米粒子尺寸比较小，被二氧化硅包覆后的纳米粒子尺寸大约140nm,(c)为50nm的金纳米笼[5].由于其比较微小的结构，这些颗粒比小分子更能积聚在炎症或肿瘤增长部位.具有高效的光转热属性的金纳米颗粒，可以被应用于特异性地消融感染或患病组织.因金纳米颗粒具有吸收大量X射线的能力，而被用于改善癌症放射治疗或CT(断层扫描)诊断成像.另外，金纳米粒子可以屏蔽不稳定的药物或难溶造影剂，使之有效传递到身体各个部位.
1金纳米粒子在加载药物方面的应用
1.1金纳米粒子可作为内在药制剂
金基疗法有着悠久的历史，这是金自然的优异性能以及其神秘效应引起的药效应用.金基分子化合物已被发现可以显着限制艾滋病病毒的生长[6].目前，搭载药物的金纳米粒子常用于靶向癌细胞[7].将放射性金种子植入肿瘤中，对其内部进行放射疗法，实现近距离放射治疗[7].直径非常小的金纳米颗粒(小于2nm)能够渗透到细胞和细胞区室(如细胞核)[8].金纳米颗粒与其无毒的较大尺寸的表面修饰试剂[8],有杀菌和杀死癌细胞的功效，并有诱导细胞氧化的应激能力，促使损伤的线粒体和DNA相互作用.
最近，人们发现，纳米金(直径5nm)表现出抗血管生成性质(抑制新血管的生长).这些纳米颗粒可选择性结合肝素糖蛋白内皮细胞，并抑制它们的表面活性.因为上述纳米金的大小和生物分子或蛋白质差不多，在生理过程中，它们也可以相互修饰或作用，尤其在细胞和组织内.最近，El-Sayed和他的同事针对恶性生长与分裂的细胞核，已探索出微分细胞质.
通过将金纳米粒子聚集于细胞表面，从而认识到整合肽序列(细胞质交付)和核内蛋白(核周交付)，并通过金纳米颗粒选择性地靶向恶性细胞，他们已证明凋亡效应(DNA的双链断裂).另外，使用类似的研究策略，已发现金纳米粒子可选择性地发挥抗增殖和放射增敏效应.
1.2基于金纳米粒子的光热疗法
光热疗法是金纳米粒子在医疗上的核心应用[9].纳米金吸收光能将其转换为热量并被用于破坏癌细胞和病毒的能力，是一个令人着迷的属性.因此，激光曝光过的金纳米粒子无须结合药物可直接作为治疗剂.金纳米粒子能高效吸收近红外区的电磁波，且在生物液体和组织中的衰减是极小的.在近红外区域曝光过的金纳米粒子，可渗透于高深度组织中进行光热医疗.金纳米粒子和经典光敏剂之间的差异是前者产生热量而后者照射时产生单线态氧，金纳米粒子产生的热量能破坏不良细胞.另外，金纳米粒子具有强的吸收能力，生物相容性好，能高效吸收具有较长波长的分子和药物等.这些属性使得金纳米粒子有望通过光热治疗癌症和各种病原性疾病.金/二氧化硅纳米壳，是第一批经过光热光谱分析，并应用于治疗上的纳米粒子.此纳米核壳结构以二氧化硅为核心，以金为壳，其可调谐的消光能力取决于二氧化硅的尺寸和金壳厚度.
在近红外光照射下，纳米壳已被用于靶向各种癌细胞，现已有成功地在体内治疗癌症的动物模型.尽管纳米核壳合成相对容易，也具有期望的电浆性质，然而被包覆后的纳米颗粒比较大(约130nm)，此大小阻碍从肿瘤组织中消除它们，因此可能会降低它们的应用率.相比而言，金纳米棒容易制备，电浆吸收可调，且在尺寸上比金硅纳米核壳小.因此，金纳米棒已被用于侵入细胞成像[10],并用于烧蚀小鼠结肠癌肿瘤和鳞状细胞肿瘤[11-12].El-Sayed和他的同事[12]首次将金纳米棒用于体内光热癌症治疗，其结果证明金纳米棒能够抑制肿瘤生长，而且在许多情况下，金纳米棒靶向肿瘤，且能够被其完全吸收(见图3).
最近，Bhatia等研究人员进一步证明了金纳米棒在体内的治疗功效，他们发现：通过X射线计算机断层摄影，观察到PEG包覆的单个静脉内剂量金棒能够靶向小鼠肿瘤部位，该发现对后续的高效光热治疗起到指导作用.
1.3金纳米粒子作为药物运载工具
探索性地将金纳米颗粒用于药物输送，有以下原因：(1)高比表面积的金纳米颗粒提高了药物加载量，增强了其溶解性和装载药物的稳定性;(2)功能化金纳米粒子与靶向配体络合，提高了其治疗效力，并减少了副作用;(3)多价的金纳米颗粒与受体细胞或其他生物分子的相互作用比较强;(4)能携带游离药物靶向肿瘤组织，增强药效;(5)具有生物选择性，让纳米级药物优先靶向肿瘤部位，增强渗透性.基于以上因素，金纳米颗粒被广泛应用于生物传感、药物输送以及治疗癌症等领域(见图4).
1.3.1分区加载(图4a-b)所制备的金纳米颗粒表面包覆有单层或双层指示剂，可用作抗聚集的稳定剂或在某些情况下作为形状导向剂.金纳米颗粒表面包覆的单层或双层指示剂可以视为一薄层有机溶剂，能够从中区识别疏水性药物，由于这些原因，单层或双层指示剂可以更有效加载药物并随后在病变部位释放.例如，包覆金纳米棒的表面活性剂(十六烷基三甲基溴，CTAB)，其双层厚度大约为3nm.Alkilany和同事制备的球形纳米金，包覆其表面的单层聚合物有两个疏水区域(内部)和亲水性区域(外部).包覆纳米颗粒表面的聚合物，其疏水区域是用于加载疏水性药物，其亲水性区域用于稳定水介质中的纳米颗
粒.Rotello等人研究结果表明，纳米颗粒能够与细胞膜相互作用，不需要纳米
颗粒进入细胞，便可以进行分区加载疏水性药物，且能在病变部位释放药物[24].
1.3.2通过表面络合加载(图4c-e)硫醇和胺与金表面的亲合性是起源于表面络合加载方法.通过Au-S或Au-N键形成，硫醇或游离胺可携带药物固定到金纳米粒子表面，且硫醇或游离胺的原始结构不影响所加药物的内在活性.DNA加载药物修饰于金纳米颗粒表面也是使用了表面络合加载方法.该有效加载药物则可以通过各种方式释放.例如，在较弱的Au-N键作用下，扩散到细胞膜释放;通过打破Au-S键或熔化纳米颗粒，借助光热效应触发硫醇交换或外部释放.值得注意的是，药物络合到金表面会影响其释放曲线的性质.如果是巯基药，需通过简单的药物扩散释放.事实上，涉及Au-S键的形成，往往需要外部的帮助刺激释放，如硫醇交换或外部光照射.因Au-N键比Au-S键弱得多，因此在使用胺的情况下，其药物释放扩散相对比较容易.这种表面络合加载方法的明显优势是通过在纳米颗粒表面镀金，使其实现连接或释放药物，且可以通过简单的荧光显微镜监测(如药物荧光)或表面增强拉曼光谱(SERS)观测镀金纳米颗粒的加载和药物释放过程.当荧光团被连接到纳米级金表面，荧光淬灭能观察到供体的能量或电子(荧光团)转移到受体(金芯)的过程[13].这就意味着通过监测荧光强度的反向变化或提高荧光信号监测装载药物释放到溶液或细胞的过程.此表面络合加载方法可实现选择性且高效地加载或释放药物，能够辅助激光进行光热治疗.
1.3.3吸附加载(图4f)金纳米颗粒络合或耦合的官能团能被用于治疗领域.在某些情况下，一些官能团携带药物吸附于金纳米颗粒表面，使得金纳米粒子钝化.例如，Wheate和同事将HS-PEG-COOH的羧酸部分吸附到金纳米粒子表面，得到复杂的铂抗癌剂，并制备出铂-拴系的金纳米颗粒杀死肺癌和结肠癌细胞.另一个例子，Mirkin和同事通过将含羧酸的前体药物形成酰胺并功能化单链DNA,使其吸附于金纳米球表面，此功能化纳米金能够进入肿瘤细胞，且能将铂(Ⅳ)还原成铂(II)释放活性顺铂，基于此发展了一个强大的抗癌药
物.Rothrock和同事将金纳米颗粒终端吸附的胺释放一氧化氮(NO)供体分子，从而使血管舒张.同时，Rothrock和同事将抗癌药物(5-氟尿嘧啶)的终端羧酸吸附于金纳米粒子表面，通过紫外光照射，在感光条件下观察到切割连接器释放药物的过程.
1.3.4通过层-层组装加载(图4g)在水溶液中合成的金纳米颗粒表面电荷非常密集，因此可以通过静电结合或层-层组装，将带电荷的药物吸附于金纳米粒子表面.最好的例子是通过静电结合，将核酸(DNA或RNA)修饰于金纳米粒子表面.DNA或siRNA分子带有较强的负电荷，与金纳米粒子表面的阳离子结合后修饰于金纳米粒子表面.在此需要特别指出：层-层组装是补充带电聚合物，但也使它们之间产生了非常强烈的排斥作用，这可能阻碍有效载荷释放.为了克服这个问题，可以调节溶液的pH值，使得配体修饰的金纳米颗粒表现出净正电荷，从而实现从阳离子纳米颗粒表面上离解或释放附着的DNA或RNA.
1.3.5装入纳米粒子内加载(图5)利用金纳米粒子具有大的比表面积特性，可将其空心金纳米结构作为容器装载药物分子，例如金纳米笼和空心纳米金壳是首选药物容器，在医疗领域广泛应用.金纳米笼已被用来建立一个“智能”控释药物递送系统，其外笼由致密热敏聚合物合成的药物分子被包封在金纳米立。