一種金納米星及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料制備和生物醫(yī)學領(lǐng)域，具體涉及一種金納米星及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，開發(fā)多功能的診斷治療納米材料是癌癥診斷與治療應(yīng)用中一個非?；钴S的研究領(lǐng)域。這些診療納米顆粒集成了多種成像模式用于成像指導(dǎo)下的藥物遞送和微侵襲性的治療，大大提高了診療效率和減少多次給藥所帶來副作用風險?；趩我唤t外光響應(yīng)的納米材料，可實時光響應(yīng)成像(如光聲成像、光學成像)且同時光響應(yīng)治療(如光熱治療、光動力治療、光促發(fā)化學藥物治療)，是一類很有前景的診療材料。近紅外光具有深的組織穿透性和最小的組織損傷。當靶向腫瘤部位時，近紅外光響應(yīng)的診療試劑可將吸收的近紅外光能轉(zhuǎn)換為熱能用于光熱治療或者可同時產(chǎn)生超聲波用于腫瘤組織的實時成像。
[0003]金納米結(jié)構(gòu)材料因為其非凡的光學性質(zhì)、高的光熱轉(zhuǎn)換性能、表面易修飾等特點使得它們在生物成像、傳感、診療應(yīng)用等有非常有效廣泛的應(yīng)用。金納米顆粒的局域表面等離子共振(localized surface plasmon resonance , LSPR)性質(zhì)與其形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。其中，各向異性的金納米顆粒被證明可在其表面形成強的增強電磁場，因此很多研究者致力于設(shè)計各向異性金納米材料，將金納米材料的LSPR峰調(diào)節(jié)到近紅外區(qū)范圍。電磁場增強的各項異性金納米材料在藥物遞送、表面增強拉曼光譜、光聲成像、光熱治療等領(lǐng)域有提聞的性能。
[0004]目前報道的分枝狀的金納米星顆粒的合成方法中，最常見一類合成方法是利用晶種介導(dǎo)的種子生長法。先制備小的金或銀納米種子，然后把晶種加入至含有氯金酸、表面活性劑、還原劑的生長液里，再經(jīng)過一段長時間的生長和多次表面活性劑洗滌過程進而得到金納米星L7； Am.Chem.Soc., 2012, 134，11358-11361.]。因為在合成需要經(jīng)過晶種合成和納米星生長過程，且各個過程要求精確嚴格，使得該方法合成相對復(fù)雜和耗時。無晶種方法是另外一種更簡單的合成分枝金納米星的方法。文獻報道了一種以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)為穩(wěn)定劑的分枝金納米星合成方法。[J Phys.Chem.B，2006, 110，19291-19294.]盡管可以合成支狀金納米星，但是由于反應(yīng)中需加入CTAB為穩(wěn)定劑，而CTAB是有高的細胞毒性的，在后續(xù)樣品處理中很難完全除去。
[0005]為了解決以上提到的一些不足，以拓寬分枝狀金納米星的應(yīng)用，發(fā)展一步法、簡單、免表面活性劑的步驟來精確地可控地合成近紅外光響應(yīng)的分枝狀金納米顆粒依然是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種金納米星及其制備方法和應(yīng)用，該方法免晶種、無需額外添加表面活性劑，制備反應(yīng)時間短、低能耗、易規(guī)?；?、只需一步反應(yīng)即可快速合成出金納米星。該金納米星具有高的光熱轉(zhuǎn)換效率(達到H = 24.37%)和良好的光熱穩(wěn)定性。同時其生物相容性良好，具有低的細胞毒性，并成功應(yīng)用癌細胞的近紅外光光熱治療。在近紅外光激發(fā)下，該金納米星顯示出很好的光聲信號，并成功地被應(yīng)用于癌細胞的光聲成像。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種金納米星:納米金的形貌為多枝狀星形，金納米星具有可見區(qū)到近紅外區(qū)的吸收，粒徑為20-500納米。
[0008]制備方法包括以下步驟:
(1)將氯金酸溶解于水中，攪拌并升溫至20-100°C；
(2)將還原劑溶解于水中，在快速攪拌下，加到氯金酸溶液中；
(3)反應(yīng)至溶液不再變色為止，離心分離水洗3次，得金納米星，重新分散于水中保存。
[0009]氯金酸與還原劑的摩爾比為0.1-1:1-10。
[0010]所述的還原劑為植物多酚。
[0011]所述的植物多酹為沒食子酸(gallic acid, GA)、單寧酸(tannic acid, TA)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)、表沒食子酸兒茶素(epicatechin gal late, ECG)、茶多酌.、鞋花酸(el lagic acid, EA)、槲皮素(quercetin)、桑色素(morin)、柚皮素(naringenin)、蘆丁(rutin)、柚苷(naringin)中的一種或多種。
[0012]在金納米星表面修飾生物相容性配體，避光保存于2_8°C下。
[0013]所述的生物相容性配體為巰基修飾聚乙二醇、殼聚糖、氨基修飾聚乙二醇、巖藻糖、透明質(zhì)酸、二氧化硅、脂質(zhì)體、聚乙烯吡咯烷酮、明膠、葡聚糖、白蛋白中的一種或多種。
[0014]所述的金納米星用于制備光聲成像和光熱治療藥物。
[0015]本發(fā)明的顯著優(yōu)點如下:
(1)金納米星的制備方法簡單、溫和、綠色、快速、免晶種、無需額外添加表面活性劑、低能耗、易規(guī)?；?；
(2)金納米星所用還原劑為植物多酚，是自然可取的，成本低、綠色健康；
(3)金納米星的尺寸、形貌、局域等離子吸收可以通過改變反應(yīng)物濃度(氯金酸、還原齊U)可控合成；
(4)金納米星界面干凈易于進一步修飾，修飾配體的金納米星具有生物相容性好、水中分散性良好等優(yōu)點；
(5)金納米星具有高的光熱轉(zhuǎn)換效率(達到η= 24.37%)和良好的光熱穩(wěn)定性，可用于疾病、腫瘤等的光熱治療；同時，金納米星有良好的光聲成像能力，可以用于細胞、組織的光聲成像。
【附圖說明】
[0016]圖1實施例1中利用沒食子酸為還原劑，可控合成金納米星的吸收波長，圖中金納米星的吸收峰隨著加入沒食子酸(100 mM)體積增大而逐漸紅移，其中沒食子酸(100 mM)體積:(I) 20 μ L、(2) 40 μ L、(3) 60 μ L、(4) 80 μ L、(5) 100 μ L、(6) 120 μ L、(J)160 μ L、(8) 200 μ L、(9) 300 μ L、(10) 400 μ L。
[0017]圖2實施例1中利用沒食子酸為還原劑，合成的金納米星的透射電鏡表征圖，圖中(a) AuNSs-1、 (b) AuNSs-2、 (c) AuNSs-3、 (d) AuNSs-4、 (e) AuNSs-5 and (f) AuNSs-6分別為加入不同體積的沒食子酸(100 mM)合成的金納米星，分別為:20 μ L.60 μ L, ,120μ L>160 μ L>200 μ L、400 μ L。
[0018]圖3實施例2中利用單寧酸為還原劑合成金納米星的透射電鏡表征圖。
[0019]圖4不同濃度金納米星溶液在2 W.cm_2 808 nm激光光照下溫度變化曲線，光照時間為(0-10分鐘)。
[0020]圖5 HeLa細胞與不同濃度的金納米星(0、5、10、20、30 yg mL—1)孵育后加激光光照(808 nm、2 W.cm_2)或者不光照的細胞活力結(jié)果。
[0021]圖6 HeLa細胞與不同濃度金納米星(10、20 μ g 孵育12小時后，金納米星在細胞內(nèi)的光聲成像圖。
【具體實施方式】
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