金纳米材料由于其高原子序数和独特的光物理特性，在生物传感、计算机断层扫描成像（CT）及肿瘤治疗等纳米医学研究领域具有广泛的应用。小尺寸金纳米颗粒通过自助装法形成的金纳米团簇能够进一步增强金纳米材料的光物理性能，在肿瘤的诊疗研究领域具有潜在的应用价值。通常，金纳米自组装体的制备通过使用末端带巯基的两亲性高分子聚合物来实现，首先通过形成作用力强的巯基-金化学键获得稳定的聚合物-金纳米复合物，然后在特定溶剂中自组装成金纳米团簇。最近，不含巯基的高分子聚合物也被报道合成并用于高效制备金纳米自组装体，如聚酰胺-胺树状高分子。然而，聚酰胺-胺树状高分子，特别是高代数分子具有强的生物毒性，不利用其生物应用。此外，基于聚酰胺-胺树状高分子的自组装法同时使用有毒的还原剂，以及存在合成方法复杂等不足，限制了基于此法制备的金纳米团簇在生物医学上的广泛使用。

针对上述问题，薛巍教授团队以聚赖氨酸高分子聚合物为基础，利用点击反应制备获得一种新型的壳聚糖-接枝-聚（L-赖氨酸）树枝状大分子（CPL）。然后，利用CPL为稳定剂、还原剂和模板剂，一步合成金纳米自组装体 （Au@CPL-RGD，图1）。该制备方法以低分子量壳聚糖和3代聚（L-赖氨酸）树枝状大分子为原料，极大提升了金纳米团簇的生物相容性和生物可降解性；同时，制备过程避免了其它还原剂及稳定、修饰剂的使用，制备方法绿色、简便、高效。

图1. 一步法合成基于壳聚糖-接枝-聚（L-赖氨酸）树枝状大分子的金纳米团簇示意图。

由于金元素高原子序数特点，以及金纳米团簇结构中高电子密度特性，金纳米团簇显示出比临床用造影剂碘海醇（Omnipaque）及小尺寸金纳米材料（Au NPs）更强的X-射线衰减特性，在体内外肿瘤CT成像诊断中显示出优良的造影成像效果（图2）。同时，由于CPL分子的高正电性和树形结构特点，在靶向多肽RGD的作用下，该金纳米团簇能够精准、高效递送基因质粒pMMP-9至肿瘤区域，显著抑制肿瘤的生长，达到高效治疗肿瘤的目的（图2）。该工作为制备安全、高效的肿瘤诊疗纳米材料提供新思路、新方法。

图2.A，金纳米团簇的CT成像造影效果图；B，金纳米团簇、临床用造影剂碘海醇（Omnipaque）及小尺寸金纳米材料（Au NPs）的X-射线衰减特性对比图；C和D，不同N/P比条件下，金纳米团簇对pMMP-9的递送效果图，金标准PEI-25k作为对照。E，金纳米团簇在体内CT成像及肿瘤抑制机制图。

相关成果近期于《Chemistry of Materials》（IF9.8）在线发表，论文的第一作者为暨南大学生物医学工程研究生所（系）教师俞思明博士和硕士研究生文荣同学，通讯作者为该所薛巍教授和马栋教授。上述研究工作同时得到国家自然科学基金（31870943、51573071）、广东省自然科学基（2018A030313462、2017A030310297）以及广东省“珠江人才计划”-青年拔尖人才项目（2017GC010330）的资助。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.9b00507