金納米籠，Gold Nanocage是一種中空、多孔的納米級貴金屬材料，通常由金構(gòu)成，具有特殊的光學(xué)、電子和化學(xué)性質(zhì)，在生物醫(yī)學(xué)、催化、傳感等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。以下從結(jié)構(gòu)特性、制備方法、核心應(yīng)用三方面展開介紹：

一、結(jié)構(gòu)特性

1. 中空內(nèi)腔
   金納米籠內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，可封裝藥物、基因或光敏劑等活性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高效負(fù)載與靶向遞送。例如，其內(nèi)腔可封裝化療藥物（如順鉑）或基因（siRNA），通過控釋技術(shù)提高治療效果。

2. 多孔壁層
   表面布滿納米級孔洞，顯著增加比表面積，促進(jìn)物質(zhì)吸附與交換。這種結(jié)構(gòu)不僅支持光熱轉(zhuǎn)換（如吸收近紅外光產(chǎn)生熱量），還增強(qiáng)化學(xué)傳感靈敏度。

3. 可調(diào)等離子共振（LSPR）
   通過改變顆粒尺寸（40-100nm）、壁厚或形狀，其吸收峰可在近紅外區(qū)域（700-900nm）精準(zhǔn)調(diào)控。這一特性使其能穿透生物組織，適配深部治療需求。

4. 高穩(wěn)定性與生物相容性
   金元素化學(xué)惰性，不易引發(fā)免疫反應(yīng)；表面檸檬酸鈉修飾層可進(jìn)一步功能化，增強(qiáng)分散性與靶向性。

二、制備方法

1. 模板法（主流工藝）

• 銀模板制備：采用多元醇還原法生成粒徑均一的銀納米立方體（如邊長80nm）。

• 置換反應(yīng)：在沸水中逐滴加入氯金酸（HAuCl?），銀原子被氧化溶解，金原子沉積形成中空籠狀結(jié)構(gòu)。反應(yīng)過程中溶液顏色由淺黃漸變?yōu)樗{(lán)灰，紫外吸收峰從480nm紅移至810nm，標(biāo)志著金納米籠生成。

• 參數(shù)優(yōu)化：通過控制氯金酸濃度、反應(yīng)時(shí)間及溫度，可精準(zhǔn)調(diào)控金納米籠的尺寸、壁厚及孔隙率。

2. 其他方法

• 種子生長法：利用金種子顆粒在特定條件下生長形成金納米籠。

• 化學(xué)還原法：通過還原劑將金離子直接還原為金納米籠。

三、核心應(yīng)用

1. 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

• 光熱治療：吸收近紅外光后，光能轉(zhuǎn)化為熱能（效率達(dá)90%以上），局部高溫（>42℃）可選擇性消融腫瘤細(xì)胞。

• 藥物遞送：中空結(jié)構(gòu)負(fù)載化療藥物或基因，結(jié)合溫敏分子（如聚N-異丙基丙烯酰胺），實(shí)現(xiàn)近紅外光觸發(fā)釋放，提高治療效果。其載藥量比實(shí)心納米顆粒提升3-5倍，且釋放速率可控。

• 生物成像：

• 光聲成像（PAI）：利用近紅外光吸收特性，增強(qiáng)腫瘤邊界對比度，分辨率達(dá)微米級。

• 計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）：金的高原子序數(shù)（Z=79）提供強(qiáng)X射線衰減系數(shù)，作為CT造影劑效果優(yōu)于傳統(tǒng)碘劑。

• 光學(xué)相干斷層掃描（OCT）：LSPR效應(yīng)增強(qiáng)散射信號，提升組織成像深度與清晰度。

• 表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）：作為基底可實(shí)現(xiàn)單分子水平檢測，多孔結(jié)構(gòu)增加“熱點(diǎn)"（hot spots），疊加內(nèi)外表面等離子激元共振的電磁場增強(qiáng)作用，靈敏度較高。

2. 傳感與檢測領(lǐng)域

• 生物免疫檢測：利用LSPR特性開發(fā)高靈敏度生物傳感器，檢測限低至皮摩爾級。例如，通過生物素-鏈霉親和素、抗原-抗體特異性結(jié)合體系，構(gòu)建無標(biāo)記免疫沙丁胺醇LSPR傳感器。

• 化學(xué)傳感：檢測重金屬離子（如汞）、有機(jī)污染物等。

• 電化學(xué)傳感：金核-硫化鋅殼復(fù)合納米粒子與葡萄糖氧化酶固定化體系，通過金-硫化鋅協(xié)同效應(yīng)提升酶電極對葡萄糖的檢測靈敏度。

3. 催化領(lǐng)域
   大比表面積和活性位點(diǎn)使其成為高效催化劑，可加速多種化學(xué)反應(yīng)。例如，金鉑雙金屬納米籠的電催化性能優(yōu)化，拓展了其在生物電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用。

金納米籠，Gold Nanocage

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