金納米棒的合成、修飾及與腫瘤細(xì)胞的相互作用

熊瑞瑞，何 彥

（化學(xué)生物傳感與計量學(xué)國家重點實驗室，湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南長沙410082）

0 引言

金納米粒子具有非常有趣的光學(xué)性質(zhì)，這種特殊的性質(zhì)來源于入射光與金屬納米粒子的自由電子相互作用：當(dāng)入射光的波長與自由電子的振動頻率發(fā)生共振耦合時，就會產(chǎn)生表面等離子體共振（Surface Plasmon Resonance，SPR），在紫外可見光譜上顯示強的吸收峰。SPR光譜主要取決于納米粒子的大小、形狀、表面電荷、周邊介質(zhì)條件等。粒子的形狀不同可導(dǎo)致迥異的SPR，球形金納米粒子僅表現(xiàn)出處于500～600 nm左右的單峰，而棒狀金納米粒子則出現(xiàn)兩個譜峰，即縱向和橫向表面等離子共振吸收峰，并且縱向等離子共振吸收峰取決于棒狀粒子的徑橫比（從可見區(qū)到近紅外區(qū)），而橫向等離子共振吸收峰基本保持不變 （500 nm～600 nm）。 由介質(zhì)環(huán)境決定的SPR光譜可為金納米棒在光學(xué)生物傳感領(lǐng)域提供了基礎(chǔ)[1～2]；金納米棒雙光子發(fā)光、高散射、近紅外強吸收的性質(zhì)使它在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，金納米棒能夠通過“雙光子熒光”對血液造影成像[3]，可以利用近紅外發(fā)光的性質(zhì)進(jìn)行腫瘤探測和腫瘤治療[4]。

目前合成金納米棒的方法有許多種，最常用的有：模板法、光化學(xué)方法、電化學(xué)方法及晶體生長法。模板法是將金沉積到多孔的氧化鋁或聚碳酸酯模板的孔道中，Martin等[5～7]最早使用模板法來制備金納米棒，但這種方法產(chǎn)率較低。隨后Wang等使用電化學(xué)方法合成了金納米棒[8～9]。而楊培東等用光化學(xué)方法來制備金納米棒[10]。晶種生長法是金納米棒合成中應(yīng)用最廣的一種方法，它是由Murphy小組[11]提出并和El-Sayed共同改進(jìn)[12～13]。這種方法可以高效制得長短軸比在 1.5～20范圍內(nèi)的金納米棒。這種方法對設(shè)備要求不高，制備過程較為簡單，是目前合成金納米棒的主要方法。采用晶種生長法制備得到的金納米棒表面被大量的CTAB覆蓋，而CTAB的生物毒性限制了金納米棒在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，在許多關(guān)于金納米棒的生物應(yīng)用中，人們首先考慮如何除去金納米棒表面多余的CTAB以降低它的生物毒性。方法包括：通過降溫使CTAB析出后過濾去除；高速離心后使金納米棒重新分散在其它溶液中或者是在金納米棒表面進(jìn)行聚合物的包覆等等[13～17]，但是這些方法容易引起團(tuán)聚或者引入一些不易控制的因素。因此，找到一種較好的對金納米棒表面化學(xué)修飾的方法將為金納米棒在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用開辟更好的發(fā)展。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

表面生長因子抗體 （Anti-epidermal growth factor receptor，anti-EGFR），11-巰基十一酸 （11-mercaptoundecanoic acid，MUDA）均購自 Sigma公司；抗壞血酸（Ascorbic acid，AA），氯金酸（Tetrachloroauric(Ⅲ)acid trihydrate，HAuCl4·4H2O），十六烷基三甲基溴化胺（Hexadecyl trimethyl ammonium chloride，CTAB），2-(氮嗎啡啉) 乙磺酸 （2-(4-Morpholino)ethanesulfonic acid，MES）， 硝酸銀均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽 (1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride，EDC·HCl)，N-羥基琥珀酰亞胺 (NHydroxysuccinimide，NHS)，pH7.20 的 PBS 緩沖溶液 ，DMEM （GIBCO）， 胎 牛 血 清 （Fetal bovine serum，F(xiàn)BS），胰酶細(xì)胞消化液（Typsin-EDTA solution），抗生素（Penicillin-streptomycin）均購自北京鼎國生物科技有限公司；HELA貼壁細(xì)胞購自湘雅附一醫(yī)院細(xì)胞培養(yǎng)室。所有的溶液都是用Millipore二次水配制。

Olympus SZX16型體視顯微鏡(帶暗場模塊)，Olympus DP72 CCD，U-2300紫外可見分光光度計，Zeta電位儀，JEM-200CX透射電子顯微鏡，CO2培養(yǎng)箱，超凈工作臺，高壓滅菌鍋，干熱滅菌箱，培養(yǎng)皿，磁力攪拌器，微型振蕩混合器，搖床，離心機，電子天平。

1.2 金納米棒的合成

該文采用的是誘導(dǎo)晶種生長法，晶種生長法是目前金納米棒制備研究中應(yīng)用最廣的一種方法。其基本原理是在反應(yīng)溶液中加入一定量的金納米顆粒品種（約3 nm），在表面活性劑分子的作用下，晶種顆粒定向生長為一定軸比的金納米棒，通過改變?nèi)芤褐芯ХN的量、反應(yīng)物的濃度可以調(diào)節(jié)金納米棒的長短軸比值，到目前為止已成功制備出長短軸比在1.5～20范圍內(nèi)的金納米棒。

金種是通過加入強的還原劑 （如NaBH4）進(jìn)行還原反應(yīng)合成的，然后將合成的晶種，弱的還原劑（如抗壞血酸）和表面活性劑（如十六烷基三甲基溴化銨）加入到生長液中。據(jù)文獻(xiàn)報道[17]，表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨的濃度、AgNO3的濃度、金種的大小和濃度對合成金納米棒的長度和形狀有很大的影響。實驗在參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上[17]優(yōu)化合成條件，如改變AgNO3的量、抗壞血酸的量、晶種的量來獲得不同長短比的金納米棒。在紫外可見吸收光譜儀上測金納米棒的紫外可見吸收光譜，根據(jù)所得數(shù)據(jù)和圖形來確定各反應(yīng)物最佳用量。所合成的金納米棒通過紫外可見吸收光譜和透射電子顯微鏡等進(jìn)行表征。

金納米棒的具體合成方法如下：

（1）金種的合成

將 2mL 5.0×104mol/dm3HAuCl4溶液加入到2mL 0.2 mol/dm3CTAB 溶液中，以 1 000 r/min 的攪拌速度攪拌均勻后， 加入 18 μL 1.32×104mol/dm3NaBH4溶液 （溶解后冰水浴中放置），溶液顏色逐漸由亮黃色變?yōu)榈S色，繼續(xù)攪拌2 min，然后停止攪拌，放置2 h后待用。

（2）金納米棒的生長

將 2mL 1.0×103mol/dm3HAuCl4溶液加入到2mL 0.2 mol/dm3CTAB溶液中，在微型漩渦混合儀上振蕩均勻，加入 125 μL 4.0×103mol/dm3AgNO3溶液，振蕩均勻，再加入27 μL 7.88×102mol/dm3抗壞血酸溶液，振蕩后溶液顏色逐漸由棕黃色變?yōu)闊o色，最后再加入12 μL所合成的金種溶液，振蕩均勻，溶液顏色由無色逐漸變?yōu)辄S色或者深紅色，放入30℃恒溫水浴鍋中靜置3 h，測其紫外可見吸收光譜。

1.2.1 反應(yīng)物所用量的條件優(yōu)化

在金納米棒的合成過程中，各種反應(yīng)物所用量的多少對于合成所得金納米棒的形狀、近紅外吸收峰位置及大小有重大影響。以下將就反應(yīng)中所用到的硝酸銀、抗壞血酸以及金種的濃度進(jìn)行優(yōu)化。

1.2.2 硝酸銀濃度的優(yōu)化

加入2mL 0.2 mol/dm3CTAB溶液，2mL 1.0×103mol/dm3HAuCl4溶液于五個反應(yīng)瓶中，混合均勻，然后分別加入 50 μL、75 μL、100 μL、125 μL、150 μL 4.0×103mol/dm3的 AgNO3溶液，再加入 27 μL 7.88×102mol/dm3AA，混合均勻，最后加入12 μL合成的金種，放入30℃恒溫水浴鍋中靜置3 h，測其紫外可見光譜。

1.2.3 抗壞血酸（AA）濃度的優(yōu)化

加入2mL 0.2 mol/dm3CTAB溶液，2mL 1.0×103mol/dm3HAuCL4溶液，125 μL 4.0×103mol/dm3的AgNO3溶液于五個反應(yīng)瓶中，混合均勻，然后分別加入 23 μL、25 μL、27 μL、29 μL、31 μL的7.88×102mol/dm3AA，混合均勻，最后加入12 μL已合成的金種，放入30℃恒溫水浴鍋中靜置3 h，在紫外可見光譜儀上測其紫外可見光譜。

1.2.4 金種的優(yōu)化

加入2mL 0.2 mol/dm3CTAB溶液，2mL 1.0×103mol/dm3HAuCl4溶 液，125 μL 4.0×103mol/dm3的AgNO3溶液，混合均勻，再加入 27 μL 7.88×102mol/dm3AA，混合均勻，然后分別加入8 μL、10 μL、12 μL、14 μL、16 μL 已合成的金種，混合均勻，放入30℃恒溫水浴鍋中靜置3 h，測其紫外可見光譜。

1.3 金納米棒的表面化學(xué)修飾

將合成所需范圍的金納米棒13 000 r/min，15 min離心兩次，去除上清液，重新分散于超純水中。

第一次組裝：離心后所得的金納米棒按25%的體積比加入20 mmol/dm3MUDA氨水溶液（pH≈8）中，50℃超聲 3 h，在 10 000 r/min下離心10 min，去除上清液，重新分散于超純水中。在紫外可見光譜儀上測其紫外可見光譜，在Zeta電位分析儀上測其表面電荷。

第二次組裝：將第一次組裝后的金納米棒溶液按25%的體積比加入20 mmol/dm3MUDA氨水溶液（pH≈8）中，50℃超聲 3 h，在 10 000 r/min下離心10 min，去除上清液，重新分散于超純水中。在紫外可見光譜儀上測其紫外可見光譜，在Zeta電位分析儀上測其表面電荷。

1.4 金納米棒表面的蛋白修飾

經(jīng)過表面化學(xué)修飾的金納米棒帶有親水性的羧基，它可以與生物分子相結(jié)合，在實驗中將經(jīng)過化學(xué)修飾的金納米棒通過交聯(lián)劑與人體表面生長因子抗體（anti-EGFR）交聯(lián)。具體過程如下：

將第二次組裝后的金納米棒溶液10 000 r/min，10 min離心后分散在 2mL pH5.5的MES緩沖溶液中， 將 200 μL 0.4 mol/dm3的 EDC·HCl和200 μL 0.1 mol/dm3的NHS混合后立即加入，4℃超聲30 min，在13 200 r/min下離心10 min,然后再分散在2.4mL pH7.2的PBS溶液中，最后加入 200 μL 182.5 μmol/dm3anti-EGFR 4 ℃超聲48 min。

1.5 腫瘤細(xì)胞的培養(yǎng)

細(xì)胞培養(yǎng)是用酶消化法將組織碎塊分離成單個細(xì)胞，用培養(yǎng)基制成細(xì)胞懸液，在體外適宜條件下，使細(xì)胞生長繁殖，并保留其一定的結(jié)構(gòu)和功能特性。實驗中主要使用了貼壁腫瘤細(xì)胞HELA細(xì)胞。采用基本的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。所用培養(yǎng)基為完全培養(yǎng)基，完全培養(yǎng)基由基礎(chǔ)培養(yǎng)基、血清和抗生素配制而成，其體積比89∶10∶1，使用pH7.2的PBS緩沖溶液洗滌細(xì)胞，在37℃、CO2濃度為5%的無菌環(huán)境下培養(yǎng)細(xì)胞。

1.6 在顯微鏡下觀察金納米棒與細(xì)胞的結(jié)合

首先將細(xì)胞按一定濃度分別傳代培養(yǎng)于六個培養(yǎng)皿中，待細(xì)胞完全貼壁之后，加入四組不同濃度的經(jīng)過蛋白修飾的金納米棒溶液，加入一組沒有經(jīng)過蛋白修飾的表面只連接了羧基的金納米棒溶液，然后繼續(xù)孵育40 h，40 h后取出，吸棄培養(yǎng)基，用pH7.20的PBS緩沖溶液沖洗，然后在Olympus SZX16型體視顯微鏡下觀察，用彩色CCD拍照。

1.7 表征手段

1.7.1 紫外-可見吸收光譜測試

將合成的金納米棒溶液加入到測紫外可見光譜儀（U-2300，HITACHI）的專用 1 cm 比色皿中，以超純水作參考測基線，測試時每次用超純水作參比，每次測量均采用統(tǒng)一的參數(shù)，取統(tǒng)一體積的溶液，由低濃度到高濃度依次進(jìn)行測量。

耕翻、淺旋、免耕秸稈還田條件下，小麥苗期雜草發(fā)生種類幾乎沒有差異，但耕翻秸稈還田在拔節(jié)前期雜草種類增加明顯，雜草種類由7種增加到13種，增加接近1倍，分析認(rèn)為這種變化可能由于耕翻擾動了土壤雜草種子庫，將本來分布在土壤較深層的雜草種子移動在土壤淺層，有利于種子萌發(fā)。而淺旋、免耕表現(xiàn)一致，變化不大，這與樊翠芹等研究[9]一致。耕翻、淺旋無秸稈還田條件下， 雖然小麥苗期雜草發(fā)生種類較多，但是拔節(jié)前期雜草發(fā)生種類仍然顯著增加，超過20種。

1.7.2 Zeta電位測試

在Zetasizer Nano ZS英國馬爾文公司納米粒度、Zeta電位和絕對分子量分析儀上進(jìn)行Zeta電位測試。

1.7.3 透射電鏡表征

透射電鏡在JEM-200CX透射電子顯微鏡（JEOL，Japan）上進(jìn)行。樣品制備如下：將所合成的金納米棒以13 000 r/min離心15 min后，去除上清液，重新分散于二次水中，再次離心分散，保證表面過量的CTAB大部分去除后，用移液槍移取50 μL滴到銅網(wǎng)中心，移至烘干箱中干燥，待測。

1.7.4 光學(xué)顯微鏡下的觀察

在Olympus SZX16體視顯微鏡下（放大倍數(shù)為115）觀察加入金納米棒前后腫瘤細(xì)胞的狀態(tài)，在同一模式下采用統(tǒng)一的參數(shù)，實驗使用Olympus DP72 CCD拍照。

2 結(jié)果與討論

2.1 硝酸銀的量對金納米棒結(jié)構(gòu)的影響

如圖1所示，金納米棒的紫外吸收光譜出現(xiàn)兩個特征吸收峰，520 nm左右的吸收峰屬于橫向等離子共振吸收峰，700 nm左右的吸收峰屬于縱向等離子共振吸收峰。加入4.0×103mol/dm3硝酸銀溶液的體積分別為 50 μL、75 μL、100 μL、125 μL、150 μL。 由圖1 可以看出，隨著 Ag+濃度的增加，縱向等離子共振吸收峰的最大吸收波長先增加后減小，表明了金納米棒的長度也先增加后減小，在金納米棒的直徑基本不變的情況下，金納米棒的長寬比也是先增加后減小。從圖1中可知，縱向吸收峰的最大值出現(xiàn)在加入125 μL 4.0×103mol/dm3AgNO3的時候，因而在實驗中基本確定金納米棒合成中4.0×103mol/dm3AgNO3的最佳用量為125 μL。已有的報道顯示[21]，如果生長溶液中不存在Ag+，則不能得到棒狀的金納米顆粒。對于AgNO3在金納米棒合成過程中具體的作用還存在爭議，El-Sayed認(rèn)為：AgNO3在CTAB存在條件下會有AgBr形成，而AgBr的存在降低了表面活性劑CTAB相互之間的排斥力，這有利于作為金納米棒合成的軟模板的CTAB膠束的形成，因此Ag+在金納米棒的合成過程中起到?jīng)Q定性的作用；而另外的研究則認(rèn)為，由于Au難以形成晶體結(jié)構(gòu)，而Ag非常容易形成晶體結(jié)構(gòu)，利用抗壞血酸還原生成的Ag晶體的各向異性輔助Au進(jìn)行單向性生長，最后得到金納米棒。

圖1 硝酸銀的濃度對金納米棒形狀的影響內(nèi)置圖中（a～e）分別表示加入 50 μL、75 μL、150 μL、100 μL、125 μL 4.0×103mol/dm3硝酸銀溶液Fig.1 Effect of silver nitrate concentration on the morphology of gold nanorods(a)50 μL,(b)75 μL,(c)150 μL,(d)100 μL,(e)125 μL 4.0×103mol/L AgNO3

2.2 金種的量對金納米棒結(jié)構(gòu)的影響

如圖2所示，金納米棒的紫外吸收光譜出現(xiàn)兩個特征吸收峰，520 nm左右的吸收峰屬于橫向等離子共振吸收峰，700 nm左右的吸收峰屬于縱向等離子共振吸收峰。加入的金種溶液的體積分別為 8 μL、10 μL、12 μL、14 μL、16 μL。 由圖2 可以看出，隨著金種濃度的增加，縱向等離子共振吸收峰的波長總體趨勢是緩慢增加，但增加幅度并不明顯。根據(jù)文獻(xiàn)報道[17]，在其它條件不變（Au3+，AA）的情況下，金種的量的增多會產(chǎn)生球狀的金顆粒，也會使得金納米棒的長度減小，這是由于金元素的總量是不變的，而提供給每個金種生成金納米棒的量減少了。盡管如此，一定濃度范圍內(nèi)金種的量不如其它因素對金納米棒的縱向等離子共振吸收峰的位置改變影響明顯。在實驗中所測試的金種的濃度處于該濃度范圍內(nèi)，對于合成金納米棒的長徑比影響不大，綜合考慮選擇金種的體積為12 μL。

圖2 金種的濃度對金納米棒形狀的影響內(nèi)置圖中(a～e)分別表示加入 1 4 μL、8 μL、12 μL、10 μL、16 μL 金種Fig.2 Effect of Au seeds concentration on the morphology of gold nanorods(a)14 μL,(b)8 μL,(c)12 μL,(d)10 μL,(e)16 μL Au seeds

2.3 抗壞血酸的量對金納米棒結(jié)構(gòu)的影響

如圖3所示，金納米棒的紫外吸收光譜出現(xiàn)兩個特征吸收峰，520 nm左右的吸收峰屬于橫向等離子共振吸收峰，700 nm左右的吸收峰屬于縱向等離子共振吸收峰。加入的7.88×102mol/dm3抗壞血酸溶液的體積分別為 23 μL、25 μL、27 μL、29 μL、31 μL。由圖3 可以看出，隨著抗壞血酸濃度的增加,縱向吸收峰的波長隨之減少,這表明金納米棒的長度也隨之減少，即金納米棒的長徑比降低。這與已經(jīng)報道的實驗結(jié)果相一致，即還原劑AA大量存在的情況下，能夠很快還原Au3+成為Au0，吸附于金種的各個表面，而不僅僅在于金納米棒的縱軸端，這樣所得到的金納米棒的寬度整體較大，而在金元素整體量不變的情況下，所得的金納米棒的長徑比明顯降低。實驗選擇 27 μL 7.88×102mol/dm3的抗壞血酸進(jìn)行所需波長金納米棒的合成。

圖3 抗壞血酸的濃度對金納米棒形狀的影響內(nèi)置圖中(a～e)分別表示加入 31 μL、29 μL、27 μL、25 μL、23 μL 7.88×102mol/dm3抗壞血酸溶液Fig.3 Effect of ascorbic acid concentration on the morphology of gold nanorods(a)31 μL,(b)29 μL,(c)27 μL,(d)25 μL,(e)23 μL 7.88 × 102mol/L ascorbic acid

金納米棒在近紅外有強吸收，可用于腫瘤治療、腫瘤探測，因此大量合成縱向等離子吸收峰最大吸收波長在800 nm的金納米棒。通過幾次的穩(wěn)定性證明，該參數(shù)下合成的金納米棒呈現(xiàn)較好的穩(wěn)定性，詳細(xì)結(jié)果見圖4。

2.4 經(jīng)過表面化學(xué)修飾以及生物交聯(lián)之后的金納米棒

從金納米棒的合成機理討論部分可以得知，誘導(dǎo)晶種生長法合成得到的金納米棒表面被大量的CTAB所覆蓋。而金納米棒表面CTAB所具有的生物毒性對于金納米棒在生物體系中的應(yīng)用有很大的限制性，因此在眾多關(guān)于金納米棒在生物體系應(yīng)用的文獻(xiàn)報道中[13～17]，都會盡力去除多余的CTAB，方法主要有通過降溫使CTAB析出后過濾去除，或者高速離心后使金納米棒重新分散于其它溶液中，或者在金納米棒的表面進(jìn)行聚合物的包覆等等。這些方法都存在著容易引起團(tuán)聚或者引入一些不易控制的因素。因此實驗通過對金納米棒初步離心去除一部分CTAB之后，在其表面多次超聲組裝MUDA，使其在保證穩(wěn)定性的情況下能夠組裝上一層易于共價交聯(lián)生物分子的羧基，便于其在生物體系中的應(yīng)用。

圖4 金納米棒的表征圖左圖是金納米棒的透射電鏡圖，其長寬比約為3，右圖是金納米棒的紫外吸收圖，其在近紅外的吸收為803 nmFig.4 Characterization of gold nanorods.Left,TEM images of gold nanorods,whose aspect ratio is about 3;right,UV-Vis spectra of gold nanorods,whose NIR absorption maximum is at 803 nm

由圖5可知，一次、二次、三次、四次組裝后的金納米棒與離心兩次后的金納米棒相比，其縱向吸收波長基本沒發(fā)生改變，說明所合成的金納米棒具有較好的穩(wěn)定性，而其吸收值的降低在一定程度上則是由于金納米棒在多次組裝離心的過程中有一定量的損失。羧基組裝后的金納米棒通過EDC、NHS和anti-EGFR交聯(lián)后，其縱向吸收波長發(fā)生了一定程度的紅移，anti-EGFR已經(jīng)組裝到了金納米棒表面，但也導(dǎo)致了金納米棒一定程度發(fā)生了團(tuán)聚，在蛋白對于金納米棒進(jìn)行修飾的工作上，還需要改進(jìn)。

圖5 經(jīng)過修飾之后的金納米棒歸一化的紫外吸收圖內(nèi)置圖中（a-e)分別經(jīng)過兩次離心，1次組裝，2次組裝，3次組裝，4次組裝，EGFR修飾Fig.5 Normalized UV-Vis spectra of gold nanorods after modification(a)centrifuged twice,(b)1th assemble,(c)2th assemble,(d)3th assemble,(e)4th assemble,(f)EGFR@GNRs

圖6的zeta電位值顯示出作兩次離心處理后的金納米棒表面帶正電荷，原因是未作處理的金納米棒溶液中含有大量的CTAB，離心兩次后，仍有部分CTAB殘留在溶液中，故離心兩次后金納米棒的Zeta電位電壓值仍顯正值。加入了MUDA在金納米棒的表面進(jìn)行多次組裝，每次組裝之后的金納米棒表面都帶負(fù)電。從電位數(shù)值上看，經(jīng)過四次組裝后的金納米棒表面性質(zhì)穩(wěn)定，但為了避免多次組裝過程中金納米棒的量損失，實驗過程中選擇第二次組裝后的金納米棒進(jìn)行蛋白質(zhì)的交聯(lián)。與anti-EGRF交聯(lián)后的金納米棒其表面也帶負(fù)電荷，但是與第三次組裝后的結(jié)果相比其電位已經(jīng)明顯的偏正，說明anti-EGFR已經(jīng)組裝到金納米棒的表面，結(jié)果與UV-vis結(jié)果相一致。

2.5 金納米棒與細(xì)胞的相互作用

在實驗中建立了金納米棒-人表面生長因子抗體-HELA細(xì)胞這樣一個觀察體系，利用體視顯微鏡（放大倍數(shù)為115）觀察HELA腫瘤細(xì)胞與經(jīng)過anti-EGFR修飾的金納米棒結(jié)合前后的顯微鏡圖。圖7中a是不加任何納米粒子的HELA細(xì)胞的圖像，圖7中b是加入表面修飾了MUDA后的金納米棒于細(xì)胞溶液中，圖7中c、d、e、f圖分別是加入了 10 μL、20 μL、30 μL、40 μL 的連接了anti-EGFR的金納米棒。由圖7可以看到，當(dāng)加入連接了anti-EGFR的金納米棒加入到細(xì)胞后，細(xì)胞在顯微鏡下的光強增大，并且隨著加入體積的增加，細(xì)胞核附近的光強度逐漸增大。大多數(shù)腫瘤細(xì)胞的表面都有表皮生長因子受體，因此連接了anti-EGFR的金納米棒可以與細(xì)胞表面發(fā)生特異性吸附，而在顯微鏡下腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞核附近發(fā)光說明經(jīng)過MUDA層層組裝后的金納米棒已經(jīng)連接上anti-EGFR并且進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)。

圖6 金納米棒表面的zeta電位測試Sample 1表示離心兩次之后的金納米棒，Sample 2、3、4、5分別表示巰基十一酸四次組裝后的金納米棒，Sample 6表示表面連接了anti-EGFR的金納米棒Fig.6 Zeta potential measurement of gold nanorods.Sample 1th refers to gold nanorods after twice centrifugation Sample 2,3,4,5 refers to gold nanorods after the 1th,2th,3th,4th modification by MUDA,respectively.Sample 6 refers to gold nanorods modified by anti-EGFR antibody

圖7 暗場體視顯微鏡下細(xì)胞成像圖(a)沒有加任何粒子，(b)加入 40 μL 表面連接了巰基十一酸的金納米棒，(c～f)分別加入了 10、20、30、40 μL 的連接了anti-EGFR的金納米棒Fig.7 Darkfield images of cells.(a)blank,(b)40 μL gold nanorods modified by MUDA.(c)10,(d)20,(e)30,(f)40 μL gold nanorods modified by anti-EGFR antibody

3 結(jié)論

實驗可以控制金納米棒的合成條件來合成出有不同長短比的金納米棒，并且用MUDA層層組裝法較好的完成金納米棒表面的化學(xué)修飾以及與生物分子的交聯(lián)并用Zeta電位儀來證明每步操作的實現(xiàn)。在放大倍數(shù)為115的體視顯微鏡下，可以看到與金納米棒結(jié)合前后的細(xì)胞圖像，根據(jù)圖像可以判斷經(jīng)過修飾并且連接了anti-EGFR的金納米棒可以進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)并在細(xì)胞核附近聚集。這為研究金納米棒對腫瘤細(xì)胞的影響奠定了很好的基礎(chǔ)，對在單分子層面上研究金納米棒對細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及形態(tài)的影響有著重要的意義，對于金納米棒的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景有著重要的鋪墊作用。

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