一、生物醫(yī)學中的黃金

黃金在醫(yī)學上的應用已有數(shù)千年的歷史。黃金的延展性、延展性和無毒性使得黃金被廣泛應用牙科領域，用于牙齒修復。在現(xiàn)代醫(yī)學中，金具有高生物相容性和最小的組織反應優(yōu)勢，金合金制成的植入體已被用于牙科以外的多個醫(yī)療領域，包括眼瞼閉合、中耳重建和語音假體。此外，金還用于生物醫(yī)學研究。在免疫金電子顯微鏡中，膠體金顆粒與抗體結合，可檢測特定的抗原，從而觀察抗原的位置。除了植入物和研究工具，金還具有藥理作用。

1、金諾芬是現(xiàn)代最著名的一種含有黃金的制劑

20世紀20年代初，細菌學家Robert Koch通過體外試驗證明了金的氰化物具有抑制分枝桿菌的作用。隨后，科學家們又將金的氰化物改造設計成硫醇鹽結構的Au(I)，希望能得到毒副作用小的金配合物。20世紀30年代，F(xiàn)orester首次報道了硫金代葡萄糖和金硫蘋果酸對類風濕關節(jié)炎可喜的治療效果，但其存在嚴重的腎毒性。后經(jīng)過科學家們的不斷改進，如改變給藥方式、改造藥物結構和降低給藥劑量等，最終，金諾芬(Auranofin)于1985年正式被批準用于臨床風濕性關節(jié)炎的治療。就藥代動力學而言，金諾芬口服后，所含金的25%被吸收，其中約40%與紅細胞結合，60%與血清蛋白結合，表明了血藥濃度與療效或不良反應發(fā)生率的相關性低。隨后，在體內(nèi)外研究中人們又發(fā)現(xiàn)金配合物具有抑制細胞生長和抗HIV的作用，例如金諾芬可延長患有白血病P388細胞的小鼠的存活時間等，自此，金類配合物的研究成為備受科學家關注的熱點。

圖1 金諾芬Auranofin化學結構

近80年來，金離子一直被用于類風濕性關節(jié)炎的治療中，幾種金化合物被開發(fā)用于腸胃外或口服給藥。其中，金鈉硫代評估酸已被廣泛研究。金化合物可以單獨使用，也可以與其他藥物聯(lián)合使用。在最近的意向隨機雙盲、雙觀察員、安慰劑對照的多中心實驗（METGO研究）中，類風濕關節(jié)炎患者對甲氨蝶呤的反應低于最佳，每周肌肉注射引起了顯著的臨床改善。其機制上不完全清楚，但在患病關節(jié)的驗證衰減被認為發(fā)揮了重要作用。體外研究表明，金離子抑制T淋巴細胞活化和抗原呈遞以及抑制促炎細胞因子的過度產(chǎn)生。目前有臨床試驗測試表明金諾芬在治療卵巢癌和痢疾等疾病上也有一定效果，醫(yī)學界也一直在開展與其相關的各種試驗。

圖2 金納米粒子

金納米粒子在醫(yī)學領域最令人期待的應用是在癌癥光熱療法領域。癌癥嚴重威脅著人類的健康，而現(xiàn)有的臨床治療方法如化療、放療等都具有強烈的副作用。而納米金獨特的光熱效應則為癌癥的治療提供了新的思路——光熱治療。光熱治療是利用光熱材料將光能高效地轉化為熱能，進而升高腫瘤組織的溫度，以達到殺死腫瘤細胞的目的，具有空間定位精準、對患處周圍細胞組織損傷較小的優(yōu)點。通過局部的紅外照射，納米金粒子進行高效的光熱轉換，同時還具有良好的生物相容性，因此在癌癥的光熱治療方面被寄予眾望。在2003年，Hirsch等人首先使用金納米殼在體內(nèi)和體外證明了NIR PTT。用聚乙二醇化金納米殼孵育的乳腺癌細胞在NIR區(qū)域的吸收可調(diào)整。他們通過尾靜脈將PEG化的納米殼注射到小鼠的血液中。顆粒通過增強的滲透性和保留（EPR）效應積累到腫瘤中，由于快速生長，腫瘤脈管系統(tǒng)通常比正常脈管系統(tǒng)更易泄漏，因此納米級材料可以被動地滲入到腫瘤間隙。然后用激光下處理4分鐘，磁共振溫度成像顯示溫度升高超過30°C導致組織損傷。所有使用納米顆粒和激光治療的腫瘤在第10天出現(xiàn)完全壞死，90天后不再再生。

圖3 （A-B）激光治療；（C）光熱治療前后不同組的腫瘤大小比較

金納米粒子還是很好的藥物載體。許多藥物由于其水溶性差、PH敏感等問題而不能直接使用，需要載體將其運輸至作用部位。用金納米顆粒對藥物成分進行包裹，用于調(diào)控其在體內(nèi)釋藥速度和生物透過性，可以大大提高藥物的利用率。此外，這個載藥體系還可通過負載各種功能分子使其載體賦予PH響應性、靶向性等特點，在未來，有望在遞藥方面得到廣泛的運用。

4、黃金在醫(yī)藥領域的其他應用

α-芳基酮是很多藥物、活性天然產(chǎn)物、功能材料的結構核心，合成α-芳基酮衍生物也成了合成化學家的重要任務之一。研究較多的方向是過渡金屬催化的羰基α-芳基化，不過這類反應大部分都需要嚴苛的反應條件（高溫或者強堿）。除此之外的其他一些方法，也都存在著這樣那樣的問題。海德堡大學的A. Stephen K. Hashmi教授帶領的研究團隊在《德國應用化學》刊文，報道了黃金在可見光下可以催化分子間的炔類雙官能化，生成α-芳基酮化合物。

圖5 金催化作用α-芳基酮化合物的結構過程

均相金催化在近十年中取得了很大的發(fā)展，但基于Au (I)/Au (III)氧化還原的反應還很少。在先前研究的基礎上，Hashmi團隊希望能把金催化用于α-芳基酮的合成。他們設想在氧化還原過程產(chǎn)生高度親電的芳基三價金中間產(chǎn)物，就能有效激活炔鍵進行親核加成，產(chǎn)生的芳基/烯基三價金中間產(chǎn)物混合物在經(jīng)過還原消除和水解之后，就能得到α-芳基酮。隨后的實驗中，在藍色LED發(fā)出的可見光下，Hashmi團隊在甲醇溶液中實現(xiàn)了金催化的芳基重氮鹽對炔類的1,2-雙官能化，獲得了不錯的收率，反應在室溫下進行，底物的官能團耐受性也相當好。這一方法反應條件溫和，收率高，無需外加氧化劑和光敏劑，底物適應性廣泛，這無疑擴展了Au (I)/Au (III)氧化還原催化在有機合成中的應用。