贵金属纳米材料尤其是金（Au）和银（Ag）纳米材料，由于其具有独特的光学和电子特性，为实际生物医学应用开辟了多种机会，如诊断，**，和传感等应用.一般来说，Ag纳米材料与Au相比，具有更强的等离子体特性.然而，Ag纳米材料在生物医学方面的应用却远远少于Au纳米材料，因为它们的化学稳定性和生物相容性较差。Ag纳米材料表面易于被氧化，会降低其等离子体的性能，释放对生物体有害的Ag离子（Ag+）。虽然Ag纳米粒子表面上可以修饰各种无机或有机表面层来克服这些缺点，但Ag表面仍然容易受到生物介质中蚀刻剂的影响，而厚厚的覆盖层也会降低其原有的等离子体性.因此，必须对Ag纳米粒子进行安全性设计，一方面降低Ag+从Ag纳米粒子表面释放，另一方面保留其等离子体特性用于生物医学应用。目前已经提出了多种安全设计方法开发更安全的纳米材料，包括包覆，装载，嫁接等方法。然而，有害物质（例如，聚合物降解产物和离子）释放或从纳米复合物中解离仍然可能引起一些毒副作用.因此，通过精细调节Ag纳米材料的电子结构可能是一种基本且**的方法，免除了复杂的表面后修饰，同时保留了它们所需的功能。

在Au@Ag核壳结构纳米粒子中，由于Au比Ag具有更大的功函，Ag壳中的银原子易于失去电子并流向Au核。随后，Au和Ag之间的电子不平衡被校正，Au将电子又补偿给Ag，导致Au的d轨道电子消耗而Ag中d轨道电子的增加。这种电子补偿效应在Au和Ag的界面处尤其为**。虽然这种电子补偿机制的根本原因尚不清楚，但Ag侧电子富集的事实可用于**Ag氧化和减少Ag+释放，使得Au@Ag核壳结构纳米粒子能够替代Ag纳米粒子被更为广泛的安全性使用。在同一尺寸的Au纳米粒子上包覆不同厚度的Ag壳，合成了四种不同Ag壳厚度的（2.4,5.1,7.9和10.1 nm）的Au@Agx核壳结构纳米粒子（x代表Ag壳的厚度），研究在不同核壳比的条件下电子的补偿能力（图1a），Ag+释放能力（图1b）及其对细胞和生物体活性的影响（图1c），筛选出具有生物安全性的核壳比，使得Au@Ag核壳结构纳米粒子能够替代Ag纳米粒子被更为广泛的安全性使用（图1d）。

图1.电子补偿效应有助于Au@Ag NPs的安全性和生物医学应用。（a）电子补偿效应发生在Au和Ag原子的界面处，其中Au原子**接受来自Ag原子的非d轨道的电子，然后再向Ag原子的d轨道提供更多的电子；（b）Ag壳变薄，补偿效应增强，Ag表面氧化减弱，Ag+解离降低；（c）通过对裸的Au@Ag NPs进行呛肺实验和对PEG修饰的Au@Ag核壳结构纳米粒子（pAu@Ag NPs）进行静脉注射方法对Au@Ag NPs进行安全性评估；（d）Au@AgNPs用DTTC和PEG修饰后，用于体外和体内的基于SERS的安全性生物医学应用。

Au@Agx核壳结构纳米粒子中Au与Ag之间的电子补偿效应可以使Ag壳表面富集电子，这种电子富集可以**表面Ag氧化并减少Ag+释放，同时保持其等离子体特性。为了筛选出具有生物安全性的核壳比，作者合成了四种不同Ag壳厚度的（2.4,5.1,7.9和10.1nm）的Au@Agx核壳结构纳米粒子（图2）。

图2.Au,Au@Agx和Ag纳米粒子的（a）透射电子显微镜图片；（b）STEM 图片；和（c）元素扫描图。

为了验证Au与Ag之间的电子补偿行为，通过X射线光电子能谱（XPS）和X射线吸收近边结构（XANES）分析手段来进行分析。图3(a),(b)发现Ag 3d3/2和3d5/2峰向较低的结合能移动，而Au 4f5/2和4f7/2峰向更高的结合能移动，这意味着Ag壳接受电子，而Au核则更多地贡献电子。该结果表明从Au核到Ag壳发生了电子补偿现象，并且在具有薄壳层的Au@Ag2.4纳米粒子中产生**的补偿效果。通过收集Au箔，Au和Au@Ag核壳结构纳米粒子的AuL2近边XANES光谱（图3c），作者发现，随着Ag壳变薄，Au@Ag核壳结构纳米粒子显示出逐渐增强的白线强度。因为白线峰与未被电子占据的d轨道直接相关，所以白线强度增强表明d轨道电子给予行为。Au核的d轨道电子给出后可以产生d轨道空穴，其数量可以根据L2和L3近边XANES光谱得到的参数计算得出。

图3d显示了空穴数（Δh3/2 +Δh5/2）变化，其中具有薄Ag壳的Au@Ag2.4核壳结构纳米粒子显示出明显的空穴数，其次是Au@Ag5.1，Au@Ag7.9，和Au@Ag10.1核壳结构纳米粒子。Au的XANES分析结果表明Au核将d轨道电子转移到Ag壳，壳层越薄，电子转移的越多。Au核的电子给予可以促进Ag壳中的电子富集，从而**Ag壳表面被氧化。作者收集了Ag K边XANES光谱（图3e）以表征Ag和Au@Ag核壳结构纳米粒子中Ag元素的氧化状态.Ag箔和Ag2O作为参考样品用于拟合XANES结果。基于较小二乘拟合（分析，发现Ag 纳米粒子中的Ag元素含量为89.46%，Ag2O含量为10.54%，但是Au@Ag2.4，Au@Ag5.1，Au@Ag7.9，和Au@Ag10.1核壳结构纳米粒子中的元素Ag含量分别为99.98%、99.06%、97.27%和92.19%。很显然，薄银壳可以很好地防止氧化。而Au@Ag核壳结构纳米粒子****Ag壳氧化的结果可能会导致低的Ag离子解离。通过ICP-OES分析Ag和Au@Ag核壳结构纳米粒子在BEGM培养基中解离银离子的能力。结果表明，Ag纳米粒子在BEGM培养基（图3f）中具有高水平的Ag离子解离，而在Au@Agx核壳结构纳米粒子中，随着Ag壳变薄，银离子解离水平逐渐降低。

图3.（a）Ag 3d XPS光谱;（b）Au 4f的XPS光谱;（c）Au箔，Au和Au@Ag核壳结构纳米粒子的AuL2近边XANES光谱；（d）Au和Au@Ag核壳结构纳米粒子的d轨道空穴数（Δh3/2 +Δh5/2）；（e）Ag箔，Ag2O,Ag和Au@Ag核壳结构纳米粒子的K边XANES光谱；（f）Ag和Au@Ag核壳结构纳米粒子在BEGM培养基中解离银离子的能力。

在不同的细胞和小鼠模型中评估了裸的Au@Ag核壳结构纳米粒子和聚乙二醇（PEG）修饰的Au@Ag核壳结构纳米粒子（pAu @Ag NPs）的生物安全性。实验发现裸Au@Ag2.4NPs在各种Au@Agx NPs中显示出较低的Ag+释放，并且对人上皮细胞（BEAS-2B），小鼠肺泡巨噬细胞（RAW 264.7）和急性肺炎小鼠模型产生较小的毒性和炎症反应。而且，PEG修饰后的Au@Ag2.4 NPs，对人肝细胞（L02），肾细胞（HEK293T）和静脉注射后对Balb/c小鼠也显示无毒性，证实其很好的安全性。由于等离子体纳米粒子的电磁场驱动的表面增强拉曼散射（SERS）效应对生物传感和疾病诊断非常有益，因此，通过与近红外拉曼分子-二乙基硫吖啶羰基碘（DTTC）偶联来研究Au@Ag核壳结构纳米粒子的SERS效应（图4）。结果发现，pAu@Ag2.4 NPs连接DTTC后（pDAu@Ag2.4 NPs），体外和体内SERS信号比纯Au或Ag NPs更强，证明安全的Au@Ag核壳结构纳米粒子的潜在生物医学应用。

图4.(a)DTTC分子，pDAu，pDAg和pDAu@Ag2.4纳米粒子的拉曼光谱；（b）用DTTC分子，pDAu，pDAg和pDAu@Ag2.4纳米粒子处理过的MCF7细胞的明场图像，拉曼图像以及二者相覆盖后的图像;（c）用785 nm激光照射带有MCF7**的Balb/c裸鼠**部位的照片；（d）对带有MCF7**的Balb/c裸鼠静脉注射DTTC分子，pDAu，pDAg和pDAu@Ag2.4纳米粒子24小时后收集的**部位的拉曼光谱。

我们公司可以提供金纳米簇/金纳米球/金纳米笼/金纳米壳/金纳米星/金纳米三角片/金纳米线/金纳米球/金纳米棒等等金系列产品。

我们可以对这些金纳米产品进行功能化，我们可以在这些金材料上修饰氨基 醛基 羟基 羧基 马来酰亚胺 生物素Alkyne 叠氮 Alkyne炔烃，Amine氨基，Azide叠氮，Biotin生物素，Carboxyl羧基，Methyl甲基，NHS活化脂，Maleimide马来酰亚胺，Hydroxyl羟基，Thiol巯基，我们还可以在纳米金球/纳米金棒/金微球/金纳米线上修饰这些蛋白Neutravidin中性亲和素，GSH谷胱甘肽，Streptavidin链霉亲和素，ProteinA蛋白A，磷脂产品、Galactose半乳糖,BSA牛血清白蛋白、PEI修饰、RGD修饰，叶酸修饰，PAA聚合物 葡聚糖、壳聚糖、海藻酸钠、半乳糖、DOTA、转铁蛋白和二氧化硅均可以修饰纳米金及纳米金棒产品。

介孔二氧化硅包裹的正电荷纳米金

聚乙烯亚胺/聚乙二醇修饰纳米金颗粒

负载钆钆螯合剂DOTA-NHS的树状大分子包裹的纳米金颗粒

环糊精修饰的树状大分子包裹的纳米金

聚乙二醇化树状大分子包裹的纳米金颗粒

RGD多肽修饰的多功能树状大分子包裹的纳米金颗粒

透明质酸包裹的金纳米粒子

壳聚糖包裹纳米金粒子

泛影酸/叶酸修饰的多功能树状大分子包裹的纳米金颗粒Au DENPs

靶向脂质体包裹水相纳米金复合物

壳聚糖改性聚氨酯及壳聚糖包裹纳米金

叶酸修饰的多功能靶向造影剂磁性氧化铁/金纳米颗粒

叶酸修饰的复合泛影酸的聚酰胺-胺树状大分子金纳米粒子

柠檬酸根包裹的纳米金颗粒

金纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料

溶菌酶功能化金纳米颗粒材料

鲁米诺及衍生物功能化的金纳米材料

DNA功能化的金纳米颗粒

苝酰亚胺功能化的金/银纳米颗粒

杯芳烃功能化金纳米颗粒

赖氨酸修饰的苝酰亚胺功能化金纳米颗粒

多层壳包覆的功能化金纳米颗粒

乳糖酸修饰的低代数PAMAM包裹金纳米颗粒

硫辛酸功能化的金纳米颗粒

树枝化聚苯/金复合纳米粒子

功能化Pd@Au纳米颗粒

抗氧化配基功能化的金纳米复合物

功能化金刚石纳米颗粒

多肽功能化金纳米颗粒

纳米金颗粒包裹的PEG功能化PAMAM树状大分子

金纳米颗粒修饰的硫酚功能化石墨烯复合材料

叶酸修饰的多功能靶向造影剂磁性氧化铁/金复合纳米颗粒

三联吡啶衍生物配体与β-二酮稀土配合物包覆金纳米颗粒

金纳米颗粒修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)

多官能团表面修饰金属纳米颗粒

碳纳米管/聚苯胺/纳米金复合材料

配位键修饰的功能性纳米颗粒/氧化石墨烯纳米杂化材料

牛血清白蛋白修饰纳米金颗粒

金纳米颗粒功能化还原氧化石墨烯(RGO)和多壁碳纳米管(MWCNTs)

铂修饰的枝状金纳米复合材料

C18键合纳米金修饰二氧化硅颗粒

石墨烯(GS)-壳聚糖(CS)-纳米金(Nano-Au)复合材料

纳米金(Au)包被瘦肉精-牛血清蛋白(CLB-BSA)

纳米金修饰羧甲基壳聚糖

纳米金修饰乙酰胆碱酯酶

柔红霉素修饰的纳米金

金纳米颗粒复合材料(ssDNA-AuNPs);Hyaluronic Acid-DNA透明质酸修饰脱氧核糖核酸

二氧化硅包裹金纳米颗粒

氨基、羧基功能化的纳米金试剂

PEG包裹的纳米金颗粒（PEG末端链接不同基团）

BSA包裹的纳米金颗粒

葡聚糖包裹的纳米金颗粒

氨基功能化的金纳米粒子

羧基功能化的金纳米粒子

聚乙烯亚胺包裹纳米金（PEI-nanogold）

氧化气氛下氧化钛包裹金纳米颗粒

金纳米离子包裹二氧化硅壳核材料

红细胞膜包被金纳米颗粒

11-巯基十一烷酸包裹的金纳米颗粒

单分散性PEG修饰金纳米颗粒

纳米金颗粒标记外泌体

葡萄糖包被的纳米金颗粒(Gold Nanoparticle, GNP）

纳米金颗粒标记外泌体

氧化硅修饰的纳米金

D-丙氨酰-D-丙氨酸(D-alanyl-D-alanine，DADA)修饰金纳米颗粒（Au_DADA）复合材料

四面体DNA修饰金纳米颗粒上合成Au-TDNNs复合材料

精氨酸/氨基酸修饰金纳米颗粒

富勒醇修饰的金纳米颗粒

肽修饰的金纳米颗粒

FITC/羧基官能化修饰金纳米颗粒

CY3/FITC/马来酰亚胺功能化金纳米颗粒

CY3和羧基官能化金纳米颗粒

FITC和叠氮功能化金纳米颗粒

Cy3和NHS功能化金纳米颗粒

FITC和甲基功能化金纳米颗粒

FITC和生物素功能化金纳米颗粒

Cy3和蛋白A功能化金纳米颗粒

金纳米粒子修饰黑磷纳米片

精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸RGD修饰的金纳米颗粒

三缩乙二醇聚谷氨酸酯修饰金纳米颗粒

氨基糖修饰金纳米颗粒复合材料

钯原子Pd修饰Au纳米粒子

谷胱甘肽包裹的银纳米粒子AgNPs (GS-AgNPs)复合材料

柠檬酸根修饰的银纳米颗粒

月桂酸钠修饰纳米银颗粒

聚苯乙烯包覆银纳米颗粒

有机酸银包覆纳米银颗粒

聚乙烯亚胺(PEI)功能化的银纳米颗粒

银纳米颗粒包裹二氧化硅微球粉末

硫醇包裹的银纳米粒子

纳米银颗粒包裹碳纳米管材料(CNTs@Ag)

纳米银包裹的聚苯乙烯微球(PS)复合材料

纳米银修饰的聚偏氟乙烯纳米纤维

二氧化硅包覆的银纳米颗粒

银纳米颗粒（AgNP）标记AFB 1-牛血清白蛋白（AFB 1 -BSA ）共轭物

改性金属-有机骨架(MOF)/银纳米粒子(AgNPs)/核桃壳生物质碳(BC)的纳米复合材料BC/Cr2O3/Ag

银纳米颗粒（AgNPs）改性的聚酰胺（TFC-FO）膜

银纳米颗粒修饰的还原氧化石墨烯（Ag-rGO）

β-环糊精修饰的银纳米颗粒

zzj 2021.3.18