综述：金纳米材料的绿色合成：近期研究与展望

《Letters in Drug Design & Discovery》：Green Synthesis of Gold Nanomaterials: Recent Studies and Scopes

本综述系统阐述了金纳米粒子（AuNPs）绿色合成的最新进展，重点介绍了利用植物、微生物及生物分子等生物相容性试剂进行生物合成的方法。与传统化学还原法相比，该策略具有环境友好、成本低廉及易于放大等优势，为生物技术、生物医学及催化等领域的应用提供了可持续性解决方案。

　　

金纳米材料的绿色合成：近期研究与展望

摘要

金纳米粒子（AuNPs）因其独特的生化、光学、电子及催化性质，在生物技术、生物医学、催化和能源存储等领域应用日益广泛。然而，传统合成方法如化学还原和物理法常需使用有毒溶剂、危险化学品及高能耗，引发了对环境可持续性和公共健康的担忧。近年来，开发环境友好且可持续的AuNPs合成方法——即“绿色合成”或“生物合成”——受到越来越多关注。该法利用植物、微生物和生物分子等生物相容性试剂，一步还原金离子形成AuNPs，具有环境影响小、成本低及可放大等优势。本综述概述了AuNPs绿色合成的现状，重点介绍了已使用的各种生物试剂和表征方法，并阐明了植物源生物分子在还原机制和稳定化过程中的作用，为后续研究提供参考。

引言

金纳米粒子（AuNPs）作为纳米材料家族的重要成员，其可控合成与功能化修饰是纳米科技研究的核心。传统合成策略虽能有效制备AuNPs，但存在可持续性缺陷。绿色合成应运而生，其核心在于利用天然生物资源替代化学试剂，实现AuNPs的生态友好制备。

绿色合成方法

植物介导合成是利用植物提取物中的多酚、黄酮、生物碱等还原性成分，将Au³⁺还原为Au⁰并成核生长。该方法操作简便，反应条件温和，且植物资源丰富。微生物合成则通过细菌、真菌或藻类分泌的酶或代谢产物还原金离子，其合成过程具有高选择性和稳定性。此外，蛋白质、多糖等生物分子也可作为绿色还原剂和稳定剂，通过官能团与AuNPs表面相互作用，防止颗粒聚集。

表征技术

绿色合成AuNPs的形貌、尺寸及分散性需通过多种表征技术验证。紫外-可见光谱用于检测表面等离子体共振吸收峰；透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）可直观观察颗粒形貌；X射线衍射（XRD）分析晶体结构；动态光散射（DLS）测定流体动力学直径；傅里叶变换红外光谱（FTIR）则用于识别生物分子与AuNPs表面的结合方式。

合成机制与稳定性

植物源生物分子在还原过程中同时扮演还原剂和封端剂的双重角色。其酚羟基、羧基等基团提供电子，将Au³⁺还原为Au⁰，并通过空间位阻或静电斥力维持纳米颗粒的胶体稳定性。微生物合成中，细胞内的硝酸还原酶、氢化酶等是关键还原催化剂。

应用前景

绿色合成的AuNPs在生物医学领域可用于药物递送、肿瘤光热治疗和生物传感；在催化领域可作为高效催化剂促进有机反应；在能源领域可用于构建高性能电极材料。其生物相容性优势尤其适用于体内应用。

结论

绿色合成为AuNPs的可持续制备提供了可行路径，未来研究需进一步优化合成条件、阐明分子机制，并拓展其在交叉学科中的应用潜力。