金是典型的惰性元素，由金制成的歷史文物能夠保留幾千年的燦爛光澤不變色，如圖1所示.金被廣泛使用于珠寶、硬幣和電子器件等方面.目前，20nm厚的金薄膜已用在辦公室的窗戶上，因為它能夠在傳輸大量可見光的同時有效地反射紅外光線，并吸收光的熱量.因金納米粒子具有很好的穩定性、易操作性、靈敏的光學特性、易進行表面修飾以及良好的生物相容性，使其廣泛應用于食品安全檢測、環境安全檢測和醫學檢測分析等領域[1-4].金納米粒子尺寸范圍為1nm~100nm.圖2（a）為50nm的金納米棒，（b）為二氧化硅包覆的金納米顆粒，其中扇形金納米粒子尺寸比較小，被二氧化硅包覆后的納米粒子尺寸大約140nm,（c）為50nm的金納米籠[5].由于其比較微小的結構，這些顆粒比小分子更能積聚在炎癥或腫瘤增長部位.具有高效的光轉熱屬性的金納米顆粒，可以被應用于特異性地消融感染或患病組織.因金納米顆粒具有吸收大量X射線的能力，而被用于改善癌癥放射治療或CT（計算機斷層掃描）診斷成像.另外，金納米粒子可以屏蔽不穩定的藥物或難溶造影劑，使之有效傳遞到身體各個部位.

1 金納米粒子在加載藥物方面的應用

1.1金納米粒子可作為內在藥制劑

金基療法有著悠久的歷史，這是金自然的優異性能以及其神秘效應引起的藥效應用.金基分子化合物已被發現可以顯著限制艾滋病病毒的生長[6].目前，搭載藥物的金納米粒子常用于靶向癌細胞[7].將放射性金種子植入腫瘤中，對其內部進行放射療法，實現近距離放射治療[7].直徑非常小的金納米顆粒（小于2nm）能夠滲透到細胞和細胞區室（如細胞核）[8].金納米顆粒與其無毒的較大尺寸的表面修飾試劑[8],有殺菌和殺死癌細胞的功效，并有誘導細胞氧化的應激能力，促使損傷的線粒體和DNA相互作用.

最近，人們發現，納米金（直徑5nm）表現出抗血管生成性質（抑制新血管的生長）.這些納米顆?？蛇x擇性結合肝素糖蛋白內皮細胞，并抑制它們的表面活性.因為上述納米金的大小和生物分子或蛋白質差不多，在生理過程中，它們也可以相互修飾或作用，尤其在細胞和組織內.最近，El-Sayed和他的同事針對惡性生長與分裂的細胞核，已探索出微分細胞質.

通過將金納米粒子聚集于細胞表面，從而認識到整合肽序列（細胞質交付）和核內蛋白（核周交付），并通過金納米顆粒選擇性地靶向惡性細胞，他們已證明凋亡效應（DNA的雙鏈斷裂）.另外，使用類似的研究策略，已發現金納米粒子可選擇性地發揮抗增殖和放射增敏效應.

1.2基于金納米粒子的光熱療法

光熱療法是金納米粒子在醫療上的核心應用[9].納米金吸收光能將其轉換為熱量并被用于破壞癌細胞和病毒的能力，是一個令人著迷的屬性.因此，激光曝光過的金納米粒子無須結合藥物可直接作為治療劑.金納米粒子能高效吸收近紅外區的電磁波，且在生物液體和組織中的衰減是極小的.在近紅外區域曝光過的金納米粒子，可滲透于高深度組織中進行光熱醫療.金納米粒子和經典光敏劑之間的差異是前者產生熱量而后者照射時產生單線態氧，金納米粒子產生的熱量能破壞不良細胞.另外，金納米粒子具有強的吸收能力，生物相容性好，能高效吸收具有較長波長的分子和藥物等.這些屬性使得金納米粒子有望通過光熱治療癌癥和各種病原性疾病.金/二氧化硅納米殼，是第一批經過光熱光譜分析，并應用于治療上的納米粒子.此納米核殼結構以二氧化硅為核心，以金為殼，其可調諧的消光能力取決于二氧化硅的尺寸和金殼厚度.

在近紅外光照射下，納米殼已被用于靶向各種癌細胞，現已有成功地在體內治療癌癥的動物模型.盡管納米核殼合成相對容易，也具有期望的電漿性質，然而被包覆后的納米顆粒比較大（約130nm），此大小阻礙從腫瘤組織中消除它們，因此可能會降低它們的應用率.相比而言，金納米棒容易制備，電漿吸收可調，且在尺寸上比金硅納米核殼小.因此，金納米棒已被用于侵入細胞成像[10],并用于燒蝕小鼠結腸癌腫瘤和鱗狀細胞腫瘤[11-12].El-Sayed和他的同事[12]首次將金納米棒用于體內光熱癌癥治療，其結果證明金納米棒能夠抑制腫瘤生長，而且在許多情況下，金納米棒靶向腫瘤，且能夠被其完全吸收（見圖3）.

最近，Bhatia等研究人員進一步證明了金納米棒在體內的治療功效，他們發現：通過X射線計算機斷層攝影，觀察到PEG包覆的單個靜脈內劑量金棒能夠靶向小鼠腫瘤部位，該發現對后續的高效光熱治療起到指導作用.

1.3金納米粒子作為藥物運載工具

探索性地將金納米顆粒用于藥物輸送，有以下原因：（1）高比表面積的金納米顆粒提高了藥物加載量，增強了其溶解性和裝載藥物的穩定性；（2）功能化金納米粒子與靶向配體絡合，提高了其治療效力，并減少了副作用；（3）多價的金納米顆粒與受體細胞或其他生物分子的相互作用比較強；（4）能攜帶游離藥物靶向腫瘤組織，增強藥效；（5）具有生物選擇性，讓納米級藥物優先靶向腫瘤部位，增強滲透性.基于以上因素，金納米顆粒被廣泛應用于生物傳感、藥物輸送以及治療癌癥等領域（見圖4）.

1.3.1分區加載（圖4a-b）所制備的金納米顆粒表面包覆有單層或雙層指示劑，可用作抗聚集的穩定劑或在某些情況下作為形狀導向劑.金納米顆粒表面包覆的單層或雙層指示劑可以視為一薄層有機溶劑，能夠從中區識別疏水性藥物，由于這些原因，單層或雙層指示劑可以更有效加載藥物并隨后在病變部位釋放.例如，包覆金納米棒的表面活性劑（十六烷基三甲基溴，CTAB），其雙層厚度大約為3nm.Alkilany和同事制備的球形納米金，包覆其表面的單層聚合物有兩個疏水區域（內部）和親水性區域（外部）.包覆納米顆粒表面的聚合物，其疏水區域是用于加載疏水性藥物，其親水性區域用于穩定水介質中的納米顆粒.Rotello等人研究結果表明，納米顆粒能夠與細胞膜相互作用，不需要納米顆粒進入細胞，便可以進行分區加載疏水性藥物，且能在病變部位釋放藥物[24].

1.3.2通過表面絡合加載 （圖4c-e）硫醇和胺與金表面的親合性是起源于表面絡合加載方法.通過Au-S或Au-N鍵形成，硫醇或游離胺可攜帶藥物固定到金納米粒子表面，且硫醇或游離胺的原始結構不影響所加藥物的內在活性.DNA加載藥物修飾于金納米顆粒表面也是使用了表面絡合加載方法.該有效加載藥物則可以通過各種方式釋放.例如，在較弱的Au-N鍵作用下，擴散到細胞膜釋放；通過打破Au-S鍵或熔化納米顆粒，借助光熱效應觸發硫醇交換或外部釋放.值得注意的是，藥物絡合到金表面會影響其釋放曲線的性質.如果是巰基藥，需通過簡單的藥物擴散釋放.事實上，涉及Au-S鍵的形成，往往需要外部的幫助刺激釋放，如硫醇交換或外部光照射.因Au-N鍵比Au-S鍵弱得多，因此在使用胺的情況下，其藥物釋放擴散相對比較容易.這種表面絡合加載方法的明顯優勢是通過在納米顆粒表面鍍金，使其實現連接或釋放藥物，且可以通過簡單的熒光顯微鏡監測（如藥物熒光）或表面增強拉曼光譜（SERS）觀測鍍金納米顆粒的加載和藥物釋放過程.當熒光團被連接到納米級金表面，熒光淬滅能觀察到供體的能量或電子（熒光團）轉移到受體（金芯）的過程[13].這就意味著通過監測熒光強度的反向變化或提高熒光信號監測裝載藥物釋放到溶液或細胞的過程.此表面絡合加載方法可實現選擇性且高效地加載或釋放藥物，能夠輔助激光進行光熱治療.