金纳米粒在药物及生物大分子递送系统中的应用

来源：网络收集时间：2026-08-16

导读：金纳米粒在药物及生物大分子递送系统中的应用金纳米粒在药物及生物大分子递送系统中的应用李欣，徐风华（解放军总医院药品保障中心制剂研究室，北京１００８５３）摘要：金纳米粒是一种新型纳米载体，在生物医学领域具有广阔的应用前景，具有毒性低、

金纳米粒在药物及生物大分子递送系统中的应用

李　欣，徐风华

（解放军总医院药品保障中心制剂研究室，北京　１００８５３）

摘要：金纳米粒是一种新型纳米载体，在生物医学领域具有广阔的应用前景，具有毒性低、体表面积大、易与生物分子结合的优点，可用于传递小分子药物及生物大分子，其释药作用既能通过生物学方式进行控制，也能通过改变外部环境的方式加以控制。本文主要阐述了这种新型纳米载体的特性及其在药物传递系统中的应用。

关键词：金纳米粒；载体；药物传递；谷胱苷肽；释放；靶向作用

中图分类号：Ｒ９４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４０４４０（２００８）０５０３８８０４　　纳米载体为人们研究药物的靶向传递提供了新的思路。近２０年，科学家们利用不同的纳米材料，如共聚物、树状高分子、脂质体、纳米管等，设计出各式各样的递送载体。

金纳米粒（ｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ＧＮＰ）是近来出现的一种新型优良载体，它能将所负载的物质有效传递到靶部位，这些物质包括小分子药物或生物大分子，如蛋白质、ＤＮＡ和ＲＮＡ。由于ＧＮＰ特殊的物理及化学特性，因此在传递及负载药物方面具有优势。首先，金核为惰性物质并且无毒；其次，金纳米粒易ＮＰ可以通过步骤简单的反应于制备，单分散性的Ｇ得到，粒径范围在１～１５０ｎｍ。此外，当以ＧＮＰ作为载体时，治疗物质在体内的释放可以通过内部因素的刺激〔如谷胱甘肽（ＧＳＨ）〕或ｐＨ的改变，以及外部因素的刺激（如光照）来实现。因此，以ＧＮＰ作为药物载体时，控释药物既能通过生物学控制的方式进行，也能通过改变外部环境从时间和空间上加以

１　金纳米粒的制备

在适宜的稳定剂中还原金盐可制备生成ＧＮＰ，稳定剂起到了阻止金纳米粒聚集的作用。许多研究小组制备了带有功能分子的ＧＮＰ，这些功能分子与巯基相连，形成表面包被有单分子层修饰的金纳米团簇（ｍｏｎｏｌａｙｅｒｐｒｏｔｅｃｔｅｄｃｌｕｓｔｅｒｓ，ＭＰＣ），目前通常ｃｈｉｆｆｒｉｎ反应制备ＭＰＣ，即在含有硼氢化钠的采用Ｓ

－

巯基化合物溶液中，ＡｕＣｌ最终形成ＭＰＣ。４被还原，

控制。

ＰＣ进行修饰，使用巯基化合物或二硫化合物对Ｍ

ＭＰＣ表面的单层保护分子由一种变成多种，可形成多元单层修饰的金纳米团簇（ｍｉｘｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒｐｒｏｔｅｃｔｅｄｃｌｕｓｔｅｒｓ，ＭＭＰＣ）。配体交换法是制备ＭＭＰＣ较为常用的方法，其原理是用其他巯基化合物取代ＭＰＣ表面原来的配体分子，用不同的巯基化合物同时或分步取代，即可得到ＭＭＰＣ（图１）

。

图１　Ｓｃｈｉｆｆｒｉｎ反应制备ＭＰＣ及配体交换法制备ＭＭＰＣ

２　递送药物

　收稿日期：２００８０７０３

　作者简介：李　欣，女，助理研究员，研究方向：药物新剂型与新技术，Ｔｅｌ：０１０６６９３９４４６，Ｅｍａｉｌ：ｆｍｍｕ＿ｌｉｘｉｎ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ

将药物在靶位有效释放是进行治疗的先决条件，对疾病的治疗具有重大意义。以ＭＰＣ或ＭＭＰＣ作为载体，可将药物传递至靶位后发挥缓释或控释

金纳米粒在药物及生物大分子递送系统中的应用

作用，使药物浓度维持在治疗窗范围内。２１　由谷胱甘肽介导的药物释放

ＧＳＨ是一种在动植物细胞中普遍存在的含有巯基的三肽。由ＧＳＨ介导的药物释放则为前药在细胞内的活化提供了一条非酶激活的途径。这种方

法主要基于细胞内ＧＳＨ的浓度（１～１０ｍｍｏｌ·Ｌ－１）

与细胞外巯基水平显著不同，血浆中大部分的巯基

来自Ｇ

ＳＨ（２μｍｏｌ·Ｌ－１

）和半胱氨酸（８μｍｏｌ·Ｌ－１

），而通过配体交换反应，与载体相连的药物被

释放。Ｈｏｎｇ等利用功能化的ＧＮＰ证明了由ＧＳＨ介导的药物释放，采用疏水性染料ＢＯＤＩＰＹ作为模型药物。研究中采用的ＧＮＰ约２ｎｍ，表层的混合单分子层由一种阳离子配基（

ＴＴＭＡ）及荧光基因配基（ＨＳＢＤＰ）组成，其中阳离子的特性可使载体易于穿过细胞膜屏障，而荧光基团则有助于探明药物可能的释放机制（图２）。由于金原子核通过能量或电子转移能使荧光淬灭，因此这种连接有疏水性染料的ＧＮＰ自身没有荧光，但荧光信号的激发可以通过体外的Ｇ

ＳＨ或肝脏细胞中的巯基触发。将不同浓度的ＧＳＨ单酯（ＧＳＨＯＥｔ）注入小鼠胚胎成纤维细胞，ＧＳＨＯＥｔ快速进入细胞并水化成ＧＳＨ，瞬间增加了细胞内的ＧＳＨ水平，从而使模型药物释放。荧光图像显示，药物的释放呈剂量依赖性，与ＧＳＨＯＥｔ注入的浓度有关。因此，通过调控ＧＳＨＯＥｔ在细胞中的浓度，

便可控制模型药物的释放。

图２　由ＧＳＨ介导的药物释放（配体交换反应）

２２　单态氧及ＮＯ的释放

ＧＮＰ还可用于传递二价态的治疗物质，如单态氧或ＮＯ。单态氧是一种细胞毒剂，可用于光敏疗

法治疗癌症。Ｒ

ｕｓｓｅｌｌ等采用光敏剂肽箐修饰ＭＰＣ表面。肽箐的单态氧量子产率较高，而当其连接在ＭＰＣ上时，其量子产率可增加５０％。另外，大多数光敏剂的水溶性较差，而本项研究中制备的复合物能显著提高肽箐在极性溶剂中的溶解度。

ＮＯ在体内参与多种细胞过程，包括血管生成、血管舒张及免疫应答。控制释放ＮＯ可有效治疗伴

有肺动脉高压的呼吸衰竭。Ｓｃｈｏｅｎｆｉｓｃｈ等证实，ＮＯ可通过共价键与功能化的ＭＰＣ结合，从而有效地贮备起来，而当其处在弱酸性条件下（ｐＨ＝３），例如在炎性组织或肿瘤组织内部，或某些细胞囊泡内（如内涵体、溶酶体）时，ＮＯ则可以从这种水溶性的“纳米容器”中有效的释放出来，发挥治疗作用。３　递送生物大分子

ＧＮＰ的尺寸及功能性均可调节，除了能够递送小分子药物，还可以作为生物大分子的递送载体。目前，ＧＮＰ已成功递送了肽类、蛋白质、核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）等生物大分子。３１　以非共价键结合传递核酸

基因疗法是治疗遗传疾病及获得性疾病的理想方法。目前，非病毒的基因递送系统效率很低，而以病毒为载体时尽管转染率很高，但安全性令人担忧。以ＧＮＰ作为载体则为核酸的有效传递开辟了一条新的途径。ＭｃＩｎｔｏｓｈ等将质粒ＤＮＡ通过静电作用与Ｇ

ＮＰ（季铵阳离子修饰）连接后，可有效地保护ＤＮＡ不被水解，并在体外通过调控ＧＳＨ水平释放ＤＮＡ。Ｋｌｉｂａｎｏｖ等采用分支聚乙烯亚胺（ＰＥＩ）修饰的ＧＮＰ作为转染载体，当ＰＥＩ与ＧＮＰ的比例适宜时，其转染率是单纯以ＰＥＩ作为载体的１２倍；同时发现，增加转染载体的疏水性可以提高其细胞内摄作用，从而导致转染效率提高。Ｒｏｔｅｌｌｏ等报道了一项研究，可通过光化学作用释放ＧＮＰ表面所负载的ＤＮＡ。这种对光不稳定的纳米粒经过照射后，表面电荷会由阳离子转换为阴离子，这是由于在ＧＮＰ表面修饰有对光不稳定的Ｏ硝基苯酯键，末端基团为季铵基团，当接受近紫外光照射时，硝基苯酯基分解产生羧酸基团，并释放ＤＮＡ（图３）。细胞培养结果证实，这种ＤＮＡ纳米粒的复合物能被细胞有效摄取。

３２　以共价键结合传递核酸

核苷酸序列经巯基修饰后可以连接在ＧＮＰ上。Ｎａｇａｓａｋｉ等将小分子干扰 …… 此处隐藏：4450字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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