通常，胶体金溶液是通过氯金酸（HAuCl₄）的还原反应制备而成。弗伦斯法是制备具有可控直径的柠檬酸盐封端纳米颗粒的最简单方法。所得的柠檬酸盐金纳米颗粒（GNPs）已通过不同的肽进一步功能化以提高其稳定性。制备肽功能化金纳米颗粒主要有三种方法：（1）配体交换；（2）化学还原；（3）化学偶联。

1 配体交换法

配体交换法是制备肽修饰金纳米粒子最常用的方法。其本质上是用一种配体置换另一种配体，最初由Hostetler等人探索，他们试图用更复杂的硫醇取代金纳米粒子上的简单硫醇配体。配体交换法已成功用于合成一系列由含半胱氨酸肽修饰的金纳米粒子。首先，四氯金酸根离子（AuCl4−）被柠檬酸钠和柠檬酸还原，生成柠檬酸稳定的金纳米粒子。在含半胱氨酸肽存在的情况下，柠檬酸稳定的金纳米粒子会发生配体交换，生成肽功能化的金纳米粒子。这一反应之所以能够进行，是因为含半胱氨酸的肽与金纳米粒子的相互作用比柠檬酸离子更强。硫-金键的强度约为210千焦/摩尔。当所需的硫醇配体昂贵或不适应还原环境时，这种配体交换法非常有用。单个硫醇基团作为金表面的结合配体已经相当强，但在某些复杂系统中，如果需要更高的化学稳定性，可能需要多个硫醇基团。例如，林等人报道了一种两步法将中性和带正电的硫醇连接到金表面（图1）。第一步是用柠檬酸钠还原四氯金酸，然后用硫辛酸（TA）替换柠檬酸。在第二步中，用含硫醇的功能基团替换TA。通过这种两步法，可以将包括带正电荷的硫醇在内的多种硫醇稳定地连接到金纳米粒子上。

图 1 用于对金纳米粒子进行功能化的两步修饰方法。

2 化学还原法

2005年，Bhattacharjee等人报道了一种通过原位酪氨酸还原技术制备胶体金纳米颗粒-三肽的方法。所设计的三肽序列为H2N-Leu-Aib-Tyr-OMe（Aib为2-氨基异丁酸，或2-甲基丙氨酸）；在C末端包含酪氨酸以充当电子转移剂。酪氨酸将AuCl4−还原为Au0，而三肽N末端的游离胺可附着在金表面，从而形成胶体悬浮液。通过这种方法制备的三肽-金纳米颗粒的尺寸相对较小，约为8.7纳米。然而，当向金盐溶液中加入过量的三肽时，由于末端NH2基团与氨基酸残基侧链之间的氢键作用，所得到的三肽-金纳米颗粒会发生聚集。其他含酪氨酸的肽也被用于合成肽-金纳米颗粒。例如，肽NPSSLFRYLPSD被用于将金离子还原为金纳米颗粒，并随后形成有机-无机杂化纳米颗粒。较高的温度会减小所获得的纳米颗粒的尺寸。

2009年，Serizawa等人报道了另一种利用HEPES缓冲液还原合成肽功能化金纳米粒子的方法。该还原反应在环境条件下于含Cys末端碱性肽的存在下进行。这种方法解决了通常与用含碱性氨基酸（如精氨酸-脯氨酸-苏氨酸-精氨酸（RPTR））的肽对金纳米粒子进行功能化相关的难题，因为后者往往会导致金纳米粒子的聚集和沉淀。

3 化学偶联

通常，金纳米颗粒（GNPs）在水溶液中形成，并由水溶性稳定剂（如聚乙二醇的硫醇化衍生物、谷胱甘肽或巯基琥珀酸）进行封端。这些稳定剂通常具有可用于结合肽和其他生物分子的活性位点。将肽结合到金纳米颗粒上的这种方法被称为化学偶联法。

图 2 核定位信号肽功能化金纳米粒子的制备

2009年，Xie等人证明了核定位信号（NLS）肽功能化的金纳米颗粒可用作核靶向纳米探针。首先用11-巯基十一酸（11-MUA）对纳米颗粒进行修饰，然后通过碳二亚胺偶联将NLS肽连接到修饰后的金纳米颗粒上（图2）。Bartczak及其同事开发了一种一锅合成法，使用EDC/磺基-NHS（N-羟基琥珀酰亚胺）偶联将肽KPQPRPLS偶联到羧基末端封端的聚乙二醇金纳米颗粒（OEGNPs）上。肽偶联的程度受实验参数的影响，例如反应时间、试剂浓度和纳米晶体的形态。

参考文献：DOI: 10.1039/C7BM00006E