金纳米棒：癌症治疗的创新方法

本文刊载于《科学观察》2008年第3卷第3期P61-P62。

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本期的化学热点论文1和10都以金纳米材料为研究对象。论文1向人们展示了金纳米棒应用于癌症治疗领域的美好前景，而论文10则介绍了一种全新的以金纳米粒子为催化剂的绿色合成方法。

论文1的研究工作是由佐治亚理工学院激光动力学实验室的Mostafa El-Sayed领导的研究小组以及Mostafa El-Sayed的儿子Ivan El-Sayed共同完成的。Ivan El-Sayed在位于旧金山的加利福尼亚大学综合癌症治疗中心工作。该文首次报道了金纳米棒光学和光热性质的联合应用。Mostafa El-Sayed研究金纳米材料的制备方法与运用方式已经多年。如今，他通过实验结果证明,金纳米材料适用于癌症的诊断和治疗领域。

金纳米材料比其他材料更能获得科学家的青睐，皆是由于其容易制备、光学可调、近红外吸收的良好特点，而这正适合于活体与临床的应用。金纳米棒可与单克隆抗体连接，有选择性地结合在病变细胞的表面。基于此，El-Sayed发展了一个简单新奇的技术应用于癌症成像和光热治疗。

光照射下，激发金纳米棒导带电子振荡，从而引起频率依赖于纳米棒尺寸和形状的电磁辐射。由于金纳米棒的强散射性，因此它是探测体内癌症细胞生长与成像较为理想的材料。金纳米棒不仅适用于成像，而且其形状也适合吸收连续波激光器发射出的近红外低能辐射并将其转换成热。正是这些特征，金纳米棒为研究带来了许多益处。(www.xing528.com)

金纳米棒把吸收的光能转换成大量的热，这些热量足够融化金纳米材料，甚至导致金原子瞬间升华。升华的过程中，金原子犹如导弹，狠狠地轰击癌症细胞，伴随着对癌症细胞的加热，从而达到破坏癌细胞的目的。金纳米棒是在含有小于5 nm的金颗粒晶种的HAuCl₄的稀母液中制备的，制备过程中还必须在HAuCl₄母液中添加十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、银盐和抗坏血酸。衡量制备成功的关键指标是长宽比，而该比例可以通过改变银离子的浓度进行调节。制备出适当长宽比的金纳米棒是吸收并散射可以通过组织的近红外辐射的关键，因而也是能够成功应用于医疗的关键。通过改变纳米棒的形状，可以调节其从可见到近红外区域不同波长光的吸收和散射。

近来，Mostafa El-Sayed拓展了论文1的研究工作。其最新的研究成果发表在Nano Letters[请参阅X. H. Huang, etal., 2007, 7(6): 1591-7]。该研究发现，人的口腔细胞能够聚集排列结合在抗表皮生长因子受体上的金纳米棒，而纳米棒附近的癌症分子可以产生强的锐线极化拉曼光谱，从而可以作为诊断癌细胞的特征信号。目前，MostafaEl-Sayed正在开展动物模型试验，这些实验很有前景。

热点论文10的研究对象是金纳米粒子，该研究工作是由西班牙瓦伦西亚化学研究所的Avelino  Corma和Pedro Sema共同完成的。在该研究中，金纳米粒子主要用作硝基芳烃加氢反应的催化剂，基底为氧化钛或氧化铁(III)。例如，在120℃反应6小时，金纳米粒子的催化下99%的3-硝基苯乙烯转化，且有96%选择性地转化成乙烯基苯胺，而且，无副产品苯乙烯羟胺生成。鉴于此，Corma认为这可能孕育着极大的商机。重要工业化学试剂环己酮现今的生产方法仍然会产生大量的副产品，而论文10却提出了该试剂的绿色合成方法。

翻译：朱海峰 审校：马建华

*John Emsley 博士，英国剑桥大学化学系