一维金基链状纳米结构的构筑及其生物热疗应用取得进展

smll201470107-gra-0001-m近些年来,基于表面等离子体共振效应(SPR)的纳米结构体系的研究已迅速成为国际上的热点研究领域,形成表面等离子体光子学(Plasmonics),其中金基纳米结构因其显著的SPR效应最为关注。通常,金属纳米结构的SPR效应激发可以产生极为独特的光电性质,比如,一些独特金基的纳米结构可导致局域光电场的显著增强,从而导致所吸附分子的拉曼散射强度增强几个至十几个数量级,从而使表面拉曼光谱的探测灵敏度达到单分子水平。其中,一维链状金基纳米结构因其独特的SPR耦合性质在光学、电子学、生物医学、SERS(表面增强拉曼光谱)等领域备受关注。例如,通过金颗粒的一维结构组装得到的纳米链,可以将Au纳米颗粒的SPR峰从500-550nm的可见光范围红移至700nm以上的近红外区域。目前,一维链状Au纳米结构主要是通过颗粒的自组装得到。虽然相关的研究已有大量报道,但是通常的液相自组装方法得到的一维纳米颗粒难以脱离合成体系,容易受到溶液pH值、温度等因素的影响,因此无法有效地进行表面修饰和改性,极大地限制了一维自组装结构的理论和应用研究。因此,如何通过自组装方式高效率得到结构、性质稳定的一维纳米结构成为表面等离子体光子学领域重要的研究课题之一。

针对上述问题,天津工业大学环境与化工学院尹振博士与中科院过程工程研究所魏炜博士、北京大学化学学院马丁研究员课题组共同合作,开发出一种基于碱和盐溶液的自组装体系,简单高效地得到具有氧化硅外层包覆的一维金纳米链,并成功地将其应用到生物热疗领域中。该体系可以通过控制NaCl和氨水浓度简单快速地自组装得到高质量的一维金纳米链;进一步加入硅烷就可以在金纳米链表面形成氧化硅外层,得到性质稳定的具有核壳结构的一维金纳米链。该体系适用于组装不同粒径大小的金纳米颗粒,相应的SPR吸收峰可以从500 nm左右拓展至800 nm以上的近红外范围,以适应不同的应用需求。所制备的一维金纳米结构不但具有良好的生物相容性,而且表现出非常稳定高效的抗肿瘤热疗效果。上述工作不仅提供了一种普适的方法用于制备稳定的一维金基纳米结构,而且可以促进在光学、电子学、生物医学等领域更广泛的应用。