纳米金颗粒 AuNps

纳米金提高PCR反应效率1.纳米金的研究背景近年来，纳米颗粒的应用已经成为分子检测中的研究热点。

其中一种新型的PCR添加剂——纳米金（Au nanoparticles，AuNPs）作为生物兼容性良好的新型材料，具有很多不同于宏观材料的物理特性和化学特性而备受关注。

2005年，在科学家发现纳米金颗粒可以显著提高PCR反应速率后，许多学者对纳米金对提高PCR效率的反应机理做出大量研究，起初，多数学者认为纳米金通过调控DNA聚合酶影响PCR反应。

同时，有科学家认为纳米金颗粒不能提高PCR的特异性，而是能通过促进短链产物的扩增而抑制长链产物的扩增，通过增加TaqDNA聚合酶的浓度或者加入小牛血清蛋白（BSA），纳米金粒子的抑制效应会降低。

又提出在荧光定量PCR中，纳米金粒子和TaqDNA聚合酶之间存在相互作用关系，较高的纳米金粒子浓度会降低PCR的反应效率【1】。

至于纳米金的作用机制直至目前仍未完全弄清。

1.纳米金的性质纳米金又称胶体金，是指粒子直径在1nm~100nm之间的金粒子具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响七生物活性。

由氯金酸通过还原法可以方便地制备，不同粒径的纳米金其颜色依直径大小呈红色至紫色。

【2】随着金微粒尺寸的减少，其表面能及表面张力增加，进而使其性质发生改变，即表面效应。

因此纳米金活性很高，易于其他原子结合。

这也是纳米金可以做PCR催化剂的因素之一。

2.纳米金对PCR效率提高机制的研究目前已有文献报道一些PCR添加剂如石墨烯、甜菜碱、酰胺类化合物等可以有效地改善PCR扩增效率。

经研究纳米金粒子作用机制应该与以上这些不同，当TaqDNA聚合酶浓度一定时，加入适量纳米金粒子会促进PCR反应，但随着纳米金粒子的增加，又会对PCR产生抑制作用。

纳米金粒子可能起到DNA聚合酶β亚基的作用，它的作用就像“滑动夹子”（sliding clamp）携带着聚合酶沿着DNA链自由滑动【3】。

超小金纳米粒子及其合成方法
超小金纳米粒子是指直径通常小于3纳米的金纳米颗粒，具有独特的光学、电子、催化和生物活性等性质。

超小金纳米粒子（AuNPs）在纳米科技领域有着举足轻重的地位。

由于它们的尺寸极小，甚至小于2纳米，这让它们拥有了与宏观尺度金材料截然不同的性质。

这些纳米粒子在生物医学领域中尤其受到关注，因为它们可以作为传感器的信号放大剂或标记物，提高检测生物分子、细胞、病毒等的灵敏度和选择性。

关于超小金纳米粒子的合成方法，主要有硫锚定方法、两亲性嵌段聚合物包裹法、柠檬酸钠还原法和晶体种子生长法等。

具体如下：
1. 硫锚定方法：通过Pt与碳基体中S原子之间的强烈化学相互作用来抑制纳米颗粒的烧结，从而在高温下形成平均尺寸小于5 nm的原子有序的纳米颗粒。

2. 两亲性嵌段聚合物包裹法：这种方法涉及使用两亲性嵌段聚合物作为外层包裹材料，金粒子位于中心。

这种合成方法可以有效地控制纳米粒子的大小和稳定性。

3. 柠檬酸钠还原法：这是一种经典的合成金纳米粒子的方法，通过使用柠檬酸钠作为还原剂和稳定剂，可以在水溶液中制备不同粒径的纳米金。

不过，这种方法通常用于制备粒径在100 nm以下的球状纳米金，对于更小的金纳米粒子则有一定的局限性。

4. 晶体种子生长法：通过使用较小的金胶体颗粒作为种子，可以控制合成出具有特定形状、尺寸、组成和结构的金纳米粒子。

这种方法允许人们对金纳米粒子的生长进行精确的控制。

总的来说，超小金纳米粒子因其独特的物理化学性质而在多个领域展现出广泛的应用潜力，而合成这些纳米粒子的方法也在不断地发展和完善，以满足不同应用的需求。

基于聚乙二醇非对称修饰金纳米粒子的铝离子比色检测方法作者：陈心悦哈伟师彦平来源：《分析化学》2019年第05期摘;要;制备了聚乙二醇和柠檬酸钠不对称修饰的大尺寸金纳米粒子（AuNPs），利用柠檬酸根与Al3+之间的螯合作用促使粒子发生定向团聚，实现了比色法检测Al3+，方法高效、准确、稳定。

首先，制备不同粒径的柠檬酸钠修饰AuNPs（13、26和38 nm），考察了粒子尺寸与比色法检测Al3+的灵敏度之间的关系，结果表明，增大粒径可显著提高检测灵敏度，其中38 nm AuNPs裸眼检测Al3+的检出限可达1 μmol/L;随后，将38 nm柠檬酸钠修饰AuNPs 负载于载玻片上，利用载玻片表面掩蔽AuNPs表面部分位点，从而可在其余位点上不对称修饰惰性稳定基团聚乙二醇，通过激光动态散射仪、透射/扫描电镜、能谱仪表征了粒子表面结构。

在此比色传感体系中加入Al3+可实现AuNPs的定向和可控地聚集，形成的寡聚体在溶液中稳定存在。

此体系响应信号与Al3+在1 μmol/L～100 mmol/L内呈良好的线性关系，线性方程为y=0.06485x + 0.60851，（R2=0.990）。

此传感体系对Al3+具有良好的选择性，常见金属离子不干扰检测，可应用于饮用水样品中Al3+的检测。

关键词;金纳米粒子; 不对称修饰; 定向聚集; 铝离子; 比色检测1;引言铝元素是地球上储量第三的元素，是地壳中最丰富的金属元素[1]。

适当摄入金属元素（钠、钾、镁、铝、锌、铁和铜）对于机体生理代谢过程具有重要意义，摄入过量、不平衡或缺乏均会引起机体代谢的异常[2，3]。

根据WHO的报告，日常可摄入的铝元素为3～10 mg，一周内机体可接受的最大量为7 mg/kg[4，5]。

过量摄入铝元素则会蓄积细胞毒性，引发多种疾病，如阿尔茨海默氏症[6]、帕金森氏症疾病[7]和肌萎缩侧索硬化症[8]等。

因此， Al3+的检测具有重要意义。

金纳米粒子的细胞毒性(二)：表面电荷及保护剂的影响2016-08-16 12:52来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部金硫键改造金纳米粒子在研究AuNPs和细胞的作用时，AuNPs的表面性质是极为重要的。

从胶体科学我们知道，要得到稳定的AuNPs，必须在AuNPs的表面上形成带有静电或者亲液的保护层。

因此在制备AuNPs时都要加入稳定剂，形成保护层。

由于加入的稳定剂不同，金颗粒往往呈现不同的表面电荷(正、负电性)、亲水和憎水性，以及对溶剂的溶剂化程度等。

细胞膜表面上的受体是蛋白质，一般情况下氨基酸组成的蛋白质的等电点是在pH = 4.7附近，在中性溶剂中带负电。

因此带有正电荷的AuNPs和细胞膜十分相吸，从而增强了AuNPs进入细胞的可能。

Goodman等利用Au-S键在同样的AuNPs上包覆了不同的稳定剂使之具有不同的电荷。

在和细胞作用时，正电性AuNPs显示毒性，而负电性AuNPs则是无毒的。

Hauck等利用聚电解质的层层组装来改变纳米金棒的表面电荷。

实验表明，对于Hela细胞，带正电荷的纳米金棒的毒性大大超过带相应负电荷的AuNPs。

Chompoosor等的工作表明正电荷的金颗粒具有明显的细胞毒性和基因毒性，这种毒性随所用表面活性剂的憎水链长度增加而降低。

Lin等认为正负电性的金颗粒毒性差异主要有两个原因引起，一方面正电荷颗粒相对负电荷颗粒对于细胞膜有更大的黏附力，因此细胞胞吞效率更高，如果正电性AuNPs尺寸大时，则会在细胞膜上产生一个空洞或者损坏。

这属于破坏性胞吞(necrotic endocytosis)机制引起的细胞毒性。

Pernodet等认为由于细胞内金颗粒的存在，肌动蛋白应力纤维消失，因而对细胞活力产生不利反应，导致细胞外基质的性质发生强烈改变，如细胞伸展、黏附、生长及蛋白合成等。

利用高分子作为稳定剂的AuNPs，由于具有更厚的保护层，而且不容易聚集，因此对细胞作用极慢，表现出是无毒的。

多模态分子影像学论文1纳米材料及其特点1.1量子点量子点（quantumdots，QD）具有独特的光学特性，具有可调的荧光发射波长，荧光发射范围可覆盖波长300~2400nm的波段，而且能够实现一元激发，多元发射，光化学稳定性好，荧光寿命较长，此外QD具有尺寸较小，体内循环时间长，对肿瘤具有很好的被动靶向效果等优越性质，使得QD作为荧光纳米探针最先被用于活体荧光成像的研究中5。

但是QD纳米颗粒的荧光显像当前还仅限于小动物研究阶段，要用于人体内分子成像研究还需要解决一些技术问题，如荧光信号穿透性差，QD运输效率较低，所以需要开发颗粒更小、多模态的荧光QD，以利于其临床转化。

1.2超顺磁性氧化铁纳米颗粒超顺磁性氧化铁纳米颗粒（superparamagneticironoxidenanoparticles，SPIONs）是应用较广的磁性MRI探针，也是MRI分子影像学发展的新方向。

SPIONs在生物体内主要分布于网状内皮细胞丰富的组织和器官，如肝、脾、淋巴结和骨髓等，有助于提升以上部位肿瘤与正常组织的MRI成像对比度，同时因为其高效、安全等特点，具有较强的临床转化潜力，可用于各种肿瘤及其他疾病的检测。

但因为SPIONs本身没有特异性，所以有必要在SPIONs表面修饰靶向小分子、多肽或抗体等，从而达到靶向分子显影的目的。

1.3纳米金颗粒纳米金颗粒（goldnanoparticles，AuNPs）具有形态及尺寸可控、表面化学性质温和以及生物相容性好等特点，加上其独特的等离子表面吸收和光散射等物理特性在分子成像方面引起广泛注重。

与传统的CT对比剂比较，AuNPs具有以下优点：①较高的原子序数、电子密度以及X线吸收系数，理论上能够提供更加优越的CT对比性能；②无细胞毒性；③表面容易被靶向蛋白、特异性生物标志物等修饰，从而设计一系列能够被不同成像设备显像的分子探针；④正常人或动物体内几乎不含金元素，且金元素容易通过电感耦合等离子体质谱这个常用的元素分析法实行定量和表征，从而更好地与影像学结果实行验证。

《金纳米颗粒和生物分子的相互作用》篇一一、引言金纳米颗粒（AuNPs）因其独特的物理和化学性质，在生物医学、药物传递、生物传感等领域中得到了广泛的应用。

近年来，金纳米颗粒与生物分子的相互作用成为了科研领域的热点话题。

本文旨在深入探讨金纳米颗粒与生物分子间的相互作用机制，为未来的应用研究提供理论基础。

二、金纳米颗粒的基本性质金纳米颗粒（AuNPs）是指尺寸在纳米尺度的金粒子，其具有较高的表面能、光学性质以及良好的生物相容性。

由于其独特的光学、电学和催化性能，金纳米颗粒在生物学领域有着广泛的应用。

然而，这些性质的实现与其表面与生物分子的相互作用密切相关。

三、金纳米颗粒与生物分子的相互作用1. 静电相互作用金纳米颗粒的表面通常带有电荷，而生物分子（如蛋白质、核酸等）也带有电荷。

因此，静电相互作用是金纳米颗粒与生物分子之间的一种重要相互作用方式。

这种相互作用可以影响金纳米颗粒的分散性、稳定性以及与生物分子的结合能力。

2. 配体交换与结合通过在金纳米颗粒表面修饰特定的配体（如肽、抗体等），可以实现与生物分子的特异性结合。

这种配体交换与结合是金纳米颗粒在生物传感、药物传递等领域中的重要应用基础。

3. 生物分子的吸附与聚集金纳米颗粒的表面具有较高的活性，可以吸附生物分子。

在一定的条件下，这些吸附的生物分子可以发生聚集，形成较大的复合物。

这种聚集现象对金纳米颗粒的物理性质和生物活性具有重要影响。

四、金纳米颗粒与生物分子相互作用的应用1. 生物传感利用金纳米颗粒与生物分子的相互作用，可以构建高灵敏度、高选择性的生物传感器。

例如，通过检测金纳米颗粒与特定生物分子的结合程度，可以实现对目标分子的定量检测。

2. 药物传递金纳米颗粒可以作为药物传递的载体，通过与生物分子的相互作用，将药物精确地输送到靶点。

这不仅可以提高药物的疗效，还可以减少副作用。

3. 细胞成像与标记利用金纳米颗粒的独特光学性质和生物相容性，可以实现对细胞的成像和标记。

《金纳米颗粒和生物分子的相互作用》篇一一、引言金纳米颗粒（AuNPs）作为一种重要的纳米材料，因其独特的物理和化学性质，在生物医学、药物传递、生物传感等领域有着广泛的应用。

近年来，金纳米颗粒与生物分子的相互作用成为了研究的热点，这主要源于其在生物检测、诊断和治疗等方面的潜在应用价值。

本文将详细探讨金纳米颗粒与生物分子的相互作用机制及其应用。

二、金纳米颗粒的基本性质金纳米颗粒（AuNPs）是指尺寸在纳米尺度的金粒子，其具有独特的物理和化学性质。

金纳米颗粒的表面具有较高的反应活性，能够与多种生物分子发生相互作用。

此外，金纳米颗粒的光学性质也十分独特，能够在特定波长的光激发下产生表面增强拉曼散射（SERS）效应，这一特性使得金纳米颗粒在生物传感和检测方面具有广泛应用。

三、金纳米颗粒与生物分子的相互作用机制金纳米颗粒与生物分子的相互作用主要涉及静电作用、配体交换、生物识别等机制。

首先，金纳米颗粒的表面通常带有电荷，能够与带有相反电荷的生物分子通过静电作用相结合。

其次，金纳米颗粒表面的配体可以与生物分子发生配体交换，从而实现金纳米颗粒与生物分子的连接。

此外，生物分子之间的识别作用，如抗体与抗原的特异性结合，也可以用于金纳米颗粒与生物分子的连接。

四、金纳米颗粒与生物分子的相互作用应用1. 生物检测与诊断：金纳米颗粒与生物分子的相互作用可用于生物检测和诊断。

例如，通过将特异性抗体修饰在金纳米颗粒表面，可以实现对目标抗原的快速检测。

此外，金纳米颗粒的SERS效应也可用于生物分子的高灵敏度检测。

2. 药物传递：金纳米颗粒可以作为药物传递的载体，通过与生物分子的相互作用将药物传递到靶点。

例如，将抗癌药物与金纳米颗粒结合，通过特异性识别肿瘤细胞表面的生物分子，实现药物的精准传递。

3. 生物成像：金纳米颗粒具有较高的光学性质，可用于生物成像。

通过将金纳米颗粒与荧光染料等生物分子结合，可以实现高分辨率的生物成像。

五、结论金纳米颗粒与生物分子的相互作用具有广泛的应用前景。