- 文献综述（或调研报告）：
关于金纳米簇的合成与应用的研究进展
金纳米簇，由几十至几百个金原子构成，是一种近年来引起科学家极大研究兴趣的荧光纳米材料，其粒径通常小于2nm。由于其粒径接近电子的费米波长，因此其具有与大粒径的金纳米颗粒不同的光学性质、化学性质和电学性质[1]。
- 金纳米簇的合成方法
通过前面的介绍，可以知道金纳米簇的合成途径主要分为两种：“自下而上法”和“自上而下法”[2,3]。在采用“自下而上法”进行金纳米簇的合成时，通常使用氯金酸作为前驱体，由于Au原子与S原子之间存在较强的共价结合力，因此一般选择含巯基的生物分子作为配体，在适当的还原条件下一步合成具有荧光发射的金纳米簇。该方法一方面有利于金纳米簇的形成，另一方面又可使合成的金纳米簇具有良好的生物相容性。Negishi等利用谷胱甘肽作为配体，在硼氢化钠还原下合成了含不同金原子个数的金簇，结果表明其光学性质普遍具有配体浓度和金核原子个数依赖性[4]。而在邢的工作中，他们使用商业化的环肽c(RGDyC)合成荧光金纳米簇[5]。环肽c(RGDyC)既充当还原剂也是合成金簇的模板，有两个部件组成：第一部分是Tyr和Cys残基，它们能够将Au3 还原成AuNCs，并通过Au-S键分别锚定纳米团簇。包含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列的第二部分可特异性结合alpha;vbeta;3整合素受体，alpha;vbeta;3整合素通常被认为是肿瘤和血管生成标记物[6]。因此，c(RGDyC)肽虽然只含有5个氨基酸残基，但在合成中起到还原、稳定和靶向作用。
另外，还可以采用“自上而下法”即利用含巯基的配体对尺寸较大的金纳米颗粒进行刻蚀作用合成金纳米簇。谢的课题组曾报道过一种静电诱导相转移的方法，通过界面刻蚀作用合成了谷胱甘肽包裹的金纳米簇[7]。和在硫醇盐存在的情况下一步直接还原法合成金纳米簇的方法相比，该法具有提高金簇量子产率的优点。
- 金纳米簇在生物医学中的主要应用和发展前景
荧光金簇作为一种新型的荧光纳米材料，相较于传统的荧光染料和量子点，具有易制备、易修饰、尺寸超小、斯托克斯位移大、生物相容性良好，以及荧光光谱可调等优势，在生化分析、环境检测、医学成像和肿瘤治疗方面具有广泛的应用[8,9]。
例如在生化分析中的应用，金属离子广泛存在于生物体中，参与生物体内各种复杂的生化过程，以维持生命体系的一切正常活动，但许多金属离子的浓度过高时会具有毒性。基于金属纳米簇较高的物化活性，目前已构建了多种简便的传感平台用于金属离子的高灵敏检测[8]。如利用铜离子对荧光淬灭的原理发展出的一种铜离子可视化检测方法。以相似的原理也可以进行环境检测。
除了在生物分析、环境检测中的应用，金纳米簇在医学成像和肿瘤治疗等领域也表现出独特的优越性。尤其是以蛋白质、多肽等生物内源性分子为配体合成的金纳米簇，往往具有生物相容性好、特异性强的特点。在邢的工作中，通过成像分析和定量分析证实，c(RGDyC)多肽壳提供了介导结合和进入alpha;vbeta;3整合素的癌细胞所需的特异性和亲和性。并且在相同实验条件下，c(RGDyC)多肽修饰的金簇表现出比传统非靶向性的增敏剂更有效的细胞积累，增强了金簇放射增敏效果[5]。
许多研究表明，以荧光金属纳米簇为基础构建的生物标记、生物传感、生物成像以及靶向的肿瘤治疗平台具有十分广阔的前景，但将其应用于临床实践尚需结合其他功能性材料进行更多深入、系统的研究。通过将金纳米簇本身的优良性质与其他特异性基团或治疗药物相结合，有望实现具有成像、治疗等多功能金纳米复合材料的合成，这将必然对生物医学、功能材料学、环境检测等领域的发展起到积极的促进作用。
- 发展灵敏响应细胞内关键氧化还原指标的金纳米簇的意义
细胞的氧化还原状态通常是指细胞内氧化还原反应的平衡状态，即电子在生物分子之间传递的平衡状态。当细胞内氧化活性或还原活性物质增多时，细胞的氧化还原状态改变。细胞内的氧化还原状态的平衡,对维持生物体细胞内的正常生理功能是极为重要的。细胞内的氧化还原状态的平衡是通过有机体调控细胞内还原性物质和活性氧的量，使这二者之间达到相对平衡来实现的。生物体内最重要的还原性物质是硫醇类物质。大量的研究表明，生物体内的很多疾病的产生，严重依赖于这些硫醇类物质在生物体内的含量水平[10]。因此发展可以灵敏响应细胞内关键氧化还原指标的金纳米簇，可以为研究氧化还原状态的改变在细胞凋亡、信号转导等细胞生理活动中所起的作用提供新的工具，使得能够进一步了解氧化还原状态与细胞生命活动的关系，为临床实践提供坚实的理论基础和技术支持。
参考文献：
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