综述：核酸修饰的金纳米颗粒：不同生物偶联途径概述

这篇综述系统总结了金纳米颗粒(AuNPs)与核酸(DNA/RNA)的多种生物偶联策略，重点探讨了硫醇化学(Au-S键)、静电吸附等关键技术，比较了盐老化法、低温冷冻法、微波加热法等创新方法的优劣，并指出RNA递送载体面临的稳定性挑战，为开发新型基因治疗纳米平台提供了重要参考。

　　

1. 引言

生物偶联技术通过共价键将生物分子与纳米材料结合，金纳米颗粒(AuNPs)凭借独特的光学特性（如局部表面等离子体共振LSPR）和低细胞毒性，成为基因治疗的理想载体。1996年Mirkin和Alivisatos团队开创性工作首次实现硫醇化DNA与AuNPs的偶联，形成球形核酸(SNAs)结构。与传统脂质载体相比，AuNPs-DNA复合物具有更高的稳定性和可编程性，但RNA递送仍面临化学不稳定性等挑战。

2. DNA与RNA的差异

DNA采用B型双螺旋结构，而RNA因核糖2'-OH基团易形成A型螺旋，导致其更易被核酸酶降解。治疗性RNA（如siRNA、miRNA）能精确调控基因表达，但需载体保护其免遭降解。值得注意的是，腺嘌呤(A)与金表面的亲和力最强，而尿嘧啶(U)最弱，这一特性被广泛用于poly(A)锚定策略。

3. AuNPs的DNA包被技术

3.1 化学吸附

3.1.1 硫醇化学

• 盐老化法：通过逐步增加NaCl浓度（最终达1M）屏蔽静电斥力，实现0.19 strands/nm²的DNA负载量，但耗时24-48小时。
• 低温冷冻法：利用冰晶生长浓缩反应体系，5分钟内获得0.21 strands/nm²的高密度负载，且不受序列限制。
• 微波干燥法：通过快速脱水使DNA呈伸展构象，负载密度高达0.59 strands/nm²，特别适合长链核酸。

3.1.2 其他共价策略
点击化学和肽键偶联等新兴方法可实现正交功能化，但应用案例较少。

3.2 物理吸附

3.2.1 poly(A)锚定
含15-30个腺嘌呤的序列可通过π-堆积作用吸附，在pH 3时负载效率提升80%。3.2.2 硫代磷酸修饰：将磷酸骨架中的氧替换为硫，增强结合力却不影响杂交能力。

4. RNA递送的特殊挑战

目前仅盐老化法和静电吸附能有效负载RNA，但面临两大瓶颈：1）Au-S键在生理环境中稳定性差；2）阳离子聚合物载体具有细胞毒性。最新冷冻干燥技术显示潜力，但需开发更稳定的化学键合方式。

5. 未来展望

开发兼具高负载量（>0.5 strands/nm²）和强键合能（>200 kJ/mol）的新型偶联化学，以及能同时负载靶向配体的多功能纳米平台，将是下一代基因递送系统的关键突破方向。