貴金屬納米材料尤其是金（Au）和銀（Ag）納米材料，由于其具有獨(dú)特的光學(xué)和電子特性，為實(shí)際生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用開辟了多種機(jī)會(huì)，如診斷，**，和傳感等應(yīng)用.一般來說，Ag納米材料與Au相比，具有更強(qiáng)的等離子體特性.然而，Ag納米材料在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于Au納米材料，因?yàn)樗鼈兊幕瘜W(xué)穩(wěn)定性和生物相容性較差。Ag納米材料表面易于被氧化，會(huì)降低其等離子體的性能，釋放對(duì)生物體有害的Ag離子（Ag+）。雖然Ag納米粒子表面上可以修飾各種無機(jī)或有機(jī)表面層來克服這些缺點(diǎn)，但Ag表面仍然容易受到生物介質(zhì)中蝕刻劑的影響，而厚厚的覆蓋層也會(huì)降低其原有的等離子體性.因此，必須對(duì)Ag納米粒子進(jìn)行安全性設(shè)計(jì)，一方面降低Ag+從Ag納米粒子表面釋放，另一方面保留其等離子體特性用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。目前已經(jīng)提出了多種安全設(shè)計(jì)方法開發(fā)更安全的納米材料，包括包覆，裝載，嫁接等方法。然而，有害物質(zhì)（例如，聚合物降解產(chǎn)物和離子）釋放或從納米復(fù)合物中解離仍然可能引起一些毒副作用.因此，通過精細(xì)調(diào)節(jié)Ag納米材料的電子結(jié)構(gòu)可能是一種基本且**的方法，免除了復(fù)雜的表面后修飾，同時(shí)保留了它們所需的功能。

在Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子中，由于Au比Ag具有更大的功函，Ag殼中的銀原子易于失去電子并流向Au核。隨后，Au和Ag之間的電子不平衡被校正，Au將電子又補(bǔ)償給Ag，導(dǎo)致Au的d軌道電子消耗而Ag中d軌道電子的增加。這種電子補(bǔ)償效應(yīng)在Au和Ag的界面處尤其為**。雖然這種電子補(bǔ)償機(jī)制的根本原因尚不清楚，但Ag側(cè)電子富集的事實(shí)可用于**Ag氧化和減少Ag+釋放，使得Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子能夠替代Ag納米粒子被更為廣泛的安全性使用。在同一尺寸的Au納米粒子上包覆不同厚度的Ag殼，合成了四種不同Ag殼厚度的（2.4,5.1,7.9和10.1 nm）的Au@Agx核殼結(jié)構(gòu)納米粒子（x代表Ag殼的厚度），研究在不同核殼比的條件下電子的補(bǔ)償能力（圖1a），Ag+釋放能力（圖1b）及其對(duì)細(xì)胞和生物體活性的影響（圖1c），篩選出具有生物安全性的核殼比，使得Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子能夠替代Ag納米粒子被更為廣泛的安全性使用（圖1d）。

圖1.電子補(bǔ)償效應(yīng)有助于Au@Ag NPs的安全性和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。（a）電子補(bǔ)償效應(yīng)發(fā)生在Au和Ag原子的界面處，其中Au原子**接受來自Ag原子的非d軌道的電子，然后再向Ag原子的d軌道提供更多的電子；（b）Ag殼變薄，補(bǔ)償效應(yīng)增強(qiáng)，Ag表面氧化減弱，Ag+解離降低；（c）通過對(duì)裸的Au@Ag NPs進(jìn)行嗆肺實(shí)驗(yàn)和對(duì)PEG修飾的Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子（pAu@Ag NPs）進(jìn)行靜脈注射方法對(duì)Au@Ag NPs進(jìn)行安全性評(píng)估；（d）Au@AgNPs用DTTC和PEG修飾后，用于體外和體內(nèi)的基于SERS的安全性生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

Au@Agx核殼結(jié)構(gòu)納米粒子中Au與Ag之間的電子補(bǔ)償效應(yīng)可以使Ag殼表面富集電子，這種電子富集可以**表面Ag氧化并減少Ag+釋放，同時(shí)保持其等離子體特性。為了篩選出具有生物安全性的核殼比，作者合成了四種不同Ag殼厚度的（2.4,5.1,7.9和10.1nm）的Au@Agx核殼結(jié)構(gòu)納米粒子（圖2）。

圖2.Au,Au@Agx和Ag納米粒子的（a）透射電子顯微鏡圖片；（b）STEM 圖片；和（c）元素掃描圖。

為了驗(yàn)證Au與Ag之間的電子補(bǔ)償行為，通過X射線光電子能譜（XPS）和X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)（XANES）分析手段來進(jìn)行分析。圖3(a),(b)發(fā)現(xiàn)Ag 3d3/2和3d5/2峰向較低的結(jié)合能移動(dòng)，而Au 4f5/2和4f7/2峰向更高的結(jié)合能移動(dòng)，這意味著Ag殼接受電子，而Au核則更多地貢獻(xiàn)電子。該結(jié)果表明從Au核到Ag殼發(fā)生了電子補(bǔ)償現(xiàn)象，并且在具有薄殼層的Au@Ag2.4納米粒子中產(chǎn)生**的補(bǔ)償效果。通過收集Au箔，Au和Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的AuL2近邊XANES光譜（圖3c），作者發(fā)現(xiàn)，隨著Ag殼變薄，Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子顯示出逐漸增強(qiáng)的白線強(qiáng)度。因?yàn)榘拙€峰與未被電子占據(jù)的d軌道直接相關(guān)，所以白線強(qiáng)度增強(qiáng)表明d軌道電子給予行為。Au核的d軌道電子給出后可以產(chǎn)生d軌道空穴，其數(shù)量可以根據(jù)L2和L3近邊XANES光譜得到的參數(shù)計(jì)算得出。

圖3d顯示了空穴數(shù)（Δh3/2 +Δh5/2）變化，其中具有薄Ag殼的Au@Ag2.4核殼結(jié)構(gòu)納米粒子顯示出明顯的空穴數(shù)，其次是Au@Ag5.1，Au@Ag7.9，和Au@Ag10.1核殼結(jié)構(gòu)納米粒子。Au的XANES分析結(jié)果表明Au核將d軌道電子轉(zhuǎn)移到Ag殼，殼層越薄，電子轉(zhuǎn)移的越多。Au核的電子給予可以促進(jìn)Ag殼中的電子富集，從而**Ag殼表面被氧化。作者收集了Ag K邊XANES光譜（圖3e）以表征Ag和Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子中Ag元素的氧化狀態(tài).Ag箔和Ag2O作為參考樣品用于擬合XANES結(jié)果。基于較小二乘擬合（分析，發(fā)現(xiàn)Ag 納米粒子中的Ag元素含量為89.46%，Ag2O含量為10.54%，但是Au@Ag2.4，Au@Ag5.1，Au@Ag7.9，和Au@Ag10.1核殼結(jié)構(gòu)納米粒子中的元素Ag含量分別為99.98%、99.06%、97.27%和92.19%。很顯然，薄銀殼可以很好地防止氧化。而Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子****Ag殼氧化的結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致低的Ag離子解離。通過ICP-OES分析Ag和Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子在BEGM培養(yǎng)基中解離銀離子的能力。結(jié)果表明，Ag納米粒子在BEGM培養(yǎng)基（圖3f）中具有高水平的Ag離子解離，而在Au@Agx核殼結(jié)構(gòu)納米粒子中，隨著Ag殼變薄，銀離子解離水平逐漸降低。

圖3.（a）Ag 3d XPS光譜;（b）Au 4f的XPS光譜;（c）Au箔，Au和Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的AuL2近邊XANES光譜；（d）Au和Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的d軌道空穴數(shù)（Δh3/2 +Δh5/2）；（e）Ag箔，Ag2O,Ag和Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的K邊XANES光譜；（f）Ag和Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子在BEGM培養(yǎng)基中解離銀離子的能力。

在不同的細(xì)胞和小鼠模型中評(píng)估了裸的Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子和聚乙二醇（PEG）修飾的Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子（pAu @Ag NPs）的生物安全性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)裸Au@Ag2.4NPs在各種Au@Agx NPs中顯示出較低的Ag+釋放，并且對(duì)人上皮細(xì)胞（BEAS-2B），小鼠肺泡巨噬細(xì)胞（RAW 264.7）和急性肺炎小鼠模型產(chǎn)生較小的毒性和炎癥反應(yīng)。而且，PEG修飾后的Au@Ag2.4 NPs，對(duì)人肝細(xì)胞（L02），腎細(xì)胞（HEK293T）和靜脈注射后對(duì)Balb/c小鼠也顯示無毒性，證實(shí)其很好的安全性。由于等離子體納米粒子的電磁場驅(qū)動(dòng)的表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）效應(yīng)對(duì)生物傳感和疾病診斷非常有益，因此，通過與近紅外拉曼分子-二乙基硫吖啶羰基碘（DTTC）偶聯(lián)來研究Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的SERS效應(yīng)（圖4）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，pAu@Ag2.4 NPs連接DTTC后（pDAu@Ag2.4 NPs），體外和體內(nèi)SERS信號(hào)比純Au或Ag NPs更強(qiáng)，證明安全的Au@Ag核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的潛在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

圖4.(a)DTTC分子，pDAu，pDAg和pDAu@Ag2.4納米粒子的拉曼光譜；（b）用DTTC分子，pDAu，pDAg和pDAu@Ag2.4納米粒子處理過的MCF7細(xì)胞的明場圖像，拉曼圖像以及二者相覆蓋后的圖像;（c）用785 nm激光照射帶有MCF7**的Balb/c裸鼠**部位的照片；（d）對(duì)帶有MCF7**的Balb/c裸鼠靜脈注射DTTC分子，pDAu，pDAg和pDAu@Ag2.4納米粒子24小時(shí)后收集的**部位的拉曼光譜。

我們公司可以提供金納米簇/金納米球/金納米籠/金納米殼/金納米星/金納米三角片/金納米線/金納米球/金納米棒等等金系列產(chǎn)品。

我們可以對(duì)這些金納米產(chǎn)品進(jìn)行功能化，我們可以在這些金材料上修飾氨基 醛基 羥基 羧基 馬來酰亞胺 生物素Alkyne 疊氮 Alkyne炔烴，Amine氨基，Azide疊氮，Biotin生物素，Carboxyl羧基，Methyl甲基，NHS活化脂，Maleimide馬來酰亞胺，Hydroxyl羥基，Thiol巰基，我們還可以在納米金球/納米金棒/金微球/金納米線上修飾這些蛋白Neutravidin中性親和素，GSH谷胱甘肽，Streptavidin鏈霉親和素，ProteinA蛋白A，磷脂產(chǎn)品、Galactose半乳糖,BSA牛血清白蛋白、PEI修飾、RGD修飾，葉酸修飾，PAA聚合物 葡聚糖、殼聚糖、海藻酸鈉、半乳糖、DOTA、轉(zhuǎn)鐵蛋白和二氧化硅均可以修飾納米金及納米金棒產(chǎn)品。

介孔二氧化硅包裹的正電荷納米金

聚乙烯亞胺/聚乙二醇修飾納米金顆粒

負(fù)載釓釓螯合劑DOTA-NHS的樹狀大分子包裹的納米金顆粒

環(huán)糊精修飾的樹狀大分子包裹的納米金

聚乙二醇化樹狀大分子包裹的納米金顆粒

RGD多肽修飾的多功能樹狀大分子包裹的納米金顆粒

透明質(zhì)酸包裹的金納米粒子

殼聚糖包裹納米金粒子

泛影酸/葉酸修飾的多功能樹狀大分子包裹的納米金顆粒Au DENPs

靶向脂質(zhì)體包裹水相納米金復(fù)合物

殼聚糖改性聚氨酯及殼聚糖包裹納米金

葉酸修飾的多功能靶向造影劑磁性氧化鐵/金納米顆粒

葉酸修飾的復(fù)合泛影酸的聚酰胺-胺樹狀大分子金納米粒子

檸檬酸根包裹的納米金顆粒

金納米顆粒功能化二硫化鉬納米復(fù)合材料

溶菌酶功能化金納米顆粒材料

魯米諾及衍生物功能化的金納米材料

DNA功能化的金納米顆粒

苝酰亞胺功能化的金/銀納米顆粒

杯芳烴功能化金納米顆粒

賴氨酸修飾的苝酰亞胺功能化金納米顆粒

多層殼包覆的功能化金納米顆粒

乳糖酸修飾的低代數(shù)PAMAM包裹金納米顆粒

硫辛酸功能化的金納米顆粒

樹枝化聚苯/金復(fù)合納米粒子

功能化Pd@Au納米顆粒

抗氧化配基功能化的金納米復(fù)合物

功能化金剛石納米顆粒

多肽功能化金納米顆粒

納米金顆粒包裹的PEG功能化PAMAM樹狀大分子

金納米顆粒修飾的硫酚功能化石墨烯復(fù)合材料

葉酸修飾的多功能靶向造影劑磁性氧化鐵/金復(fù)合納米顆粒

三聯(lián)吡啶衍生物配體與β-二酮稀土配合物包覆金納米顆粒

金納米顆粒修飾的多壁碳納米管(MWCNTs)

多官能團(tuán)表面修飾金屬納米顆粒

碳納米管/聚苯胺/納米金復(fù)合材料

配位鍵修飾的功能性納米顆粒/氧化石墨烯納米雜化材料

牛血清白蛋白修飾納米金顆粒

金納米顆粒功能化還原氧化石墨烯(RGO)和多壁碳納米管(MWCNTs)

鉑修飾的枝狀金納米復(fù)合材料

C18鍵合納米金修飾二氧化硅顆粒

石墨烯(GS)-殼聚糖(CS)-納米金(Nano-Au)復(fù)合材料

納米金(Au)包被瘦肉精-牛血清蛋白(CLB-BSA)

納米金修飾羧甲基殼聚糖

納米金修飾乙酰膽堿酯酶

柔紅霉素修飾的納米金

金納米顆粒復(fù)合材料(ssDNA-AuNPs);Hyaluronic Acid-DNA透明質(zhì)酸修飾脫氧核糖核酸

二氧化硅包裹金納米顆粒

氨基、羧基功能化的納米金試劑

PEG包裹的納米金顆粒（PEG末端鏈接不同基團(tuán)）

BSA包裹的納米金顆粒

葡聚糖包裹的納米金顆粒

氨基功能化的金納米粒子

羧基功能化的金納米粒子

聚乙烯亞胺包裹納米金（PEI-nanogold）

氧化氣氛下氧化鈦包裹金納米顆粒

金納米離子包裹二氧化硅殼核材料

紅細(xì)胞膜包被金納米顆粒

11-巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒

單分散性PEG修飾金納米顆粒

納米金顆粒標(biāo)記外泌體

葡萄糖包被的納米金顆粒(Gold Nanoparticle, GNP）

納米金顆粒標(biāo)記外泌體

氧化硅修飾的納米金

D-丙氨酰-D-丙氨酸(D-alanyl-D-alanine，DADA)修飾金納米顆粒（Au_DADA）復(fù)合材料

四面體DNA修飾金納米顆粒上合成Au-TDNNs復(fù)合材料

精氨酸/氨基酸修飾金納米顆粒

富勒醇修飾的金納米顆粒

肽修飾的金納米顆粒

FITC/羧基官能化修飾金納米顆粒

CY3/FITC/馬來酰亞胺功能化金納米顆粒

CY3和羧基官能化金納米顆粒

FITC和疊氮功能化金納米顆粒

Cy3和NHS功能化金納米顆粒

FITC和甲基功能化金納米顆粒

FITC和生物素功能化金納米顆粒

Cy3和蛋白A功能化金納米顆粒

金納米粒子修飾黑磷納米片

精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸RGD修飾的金納米顆粒

三縮乙二醇聚谷氨酸酯修飾金納米顆粒

氨基糖修飾金納米顆粒復(fù)合材料

鈀原子Pd修飾Au納米粒子

谷胱甘肽包裹的銀納米粒子AgNPs (GS-AgNPs)復(fù)合材料

檸檬酸根修飾的銀納米顆粒

月桂酸鈉修飾納米銀顆粒

聚苯乙烯包覆銀納米顆粒

有機(jī)酸銀包覆納米銀顆粒

聚乙烯亞胺(PEI)功能化的銀納米顆粒

銀納米顆粒包裹二氧化硅微球粉末

硫醇包裹的銀納米粒子

納米銀顆粒包裹碳納米管材料(CNTs@Ag)

納米銀包裹的聚苯乙烯微球(PS)復(fù)合材料

納米銀修飾的聚偏氟乙烯納米纖維

二氧化硅包覆的銀納米顆粒

銀納米顆粒（AgNP）標(biāo)記AFB 1-牛血清白蛋白（AFB 1 -BSA ）共軛物

改性金屬-有機(jī)骨架(MOF)/銀納米粒子(AgNPs)/核桃殼生物質(zhì)碳(BC)的納米復(fù)合材料BC/Cr2O3/Ag

銀納米顆粒（AgNPs）改性的聚酰胺（TFC-FO）膜

銀納米顆粒修飾的還原氧化石墨烯（Ag-rGO）

β-環(huán)糊精修飾的銀納米顆粒

zzj 2021.3.18