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第41卷第6期        岳远斌，赵     婵，刘 昊，等. 金纳米颗粒⁃微气泡复合材料及其体外成像和光热性能研究［J］.
                  2021年6月                     南京医科大学学报（自然科学版），2021，41（06）：838-846                       ·845 ·


                转换能力几乎没有改变，这表明AuMB和PEI⁃AuMB                       导致AuMB刚性增强，在超声波的作用下迅速破裂，
                具有良好的光热稳定性。                                       导致在整个超声造影过程中信号的迅速衰弱；而随
                    此外，我们还对比了 AuMB（载金浓度为 5.5×                     着时间的延长，PEI⁃AuMB 表现出更好的持续显影
                10 mg/mL）与PEI⁃AuMB（载金浓度为1.6×10 mg/mL）             能力，这是因为外部装载的 AuNP 仅有一部分与微
                                                      -2
                  -3
                的光热转换能力（图10）。结果表明，载金浓度较低                          气泡的表面膜壳相连，其他部分暴露在介质中，具
                的 AuMB 反而比载金浓度高的 PEI⁃AuMB 表现出了                    有较高的自由度，在超声波的作用下，微气泡振动
                更强的光热转换能力。                                        的不对称性得到增强，从而提高了超声造影的效果
                                                                  和持续时间 。
                                                                            ［20］
                         100                                          除 MB、AuMB 和 PEI⁃AuMB 的超声造影能力不
                                   -3
                               5.5×10 mg/mL AuMB
                          90   1.6×10 mg/mL PEI⁃AuMB              同外，本研究结果还表明，AuMB 和 PEI⁃AuMB 相比
                                   -2
                         （ ℃ ） 80  MB                             于单独的 AuNP 具有更好的光热转换能力，主要原
                          70
                         温度  60                                   因有以下两点：①相比于自由分散在溶液中的
                          50
                                                                  AuNP，AuMB和PEI⁃AuMB中的AuNP有更高的稳定
                          40
                                                                  性和聚集浓度           ，提高了光热转换效率；②AuNP
                          30                                                   ［21-22］
                          20
                                                                  温度升高后会与微气泡气体内核发生作用，引起微
                            0  2  4  6  8  10 12 14 16                    ［23］
                                      时间（min）                     气泡振荡       ，提高了产热能力。此外，AuMB表现出
                图10  MB、AuMB和PEI⁃AuMB在激光照射下的光热升温                  了比 PEI⁃AuMB 更好的光热转换能力，这是因为当
                     曲线                                           AuNP 包裹于微气泡气体内核中时发生团聚，使
                Figure 10  Temperature variation curve of MB, AuMB  AuNP 的光热转换能力增强         ［24］ ，且体系散热能力较
                          and PEI⁃AuMB under laser irradiation
                                                                  弱；而当 AuNP 偶联在微气泡膜壳表面时，PEI⁃
                                                                  AuMB上的AuNP仅是堆积排列在微气泡膜壳表面，
                3  讨 论
                                                                  从 AuMB 与 PEI⁃AuMB 的悬浮液颜色也可以发现这
                    本研究将AuNP装载到了微气泡的表面及气体                         一点。
                内核中，构建了两种结构的AuNP⁃微气泡复合材料，                             综上所述，本研究证明了 AuNP 的装载可改变
                并对其超声造影和光热转换能力进行了评估和比                             微气泡的声学性质，更有利于增强超声成像，同时，
                较。                                                在激光照射下，装载AuNP的微气泡比单独的AuNP
                    微气泡的超声造影能力与其膜壳的力学性质相                          具有更强的光热转换能力。由于两种微气泡结构
                关，而影响力学性质的关键因素是膜壳结构                   ［14-16］ 。结  的差异，在性能上它们也各有特点，AuMB具有更好
                合DSC分析的结果，AuMB和PEI⁃AuMB超声造影能                      的光热转换能力；PEI⁃AuMB 有更稳定的持续超声
                力增强的原因主要有以下两个方面：一方面，AuNP                          造影增强能力。因此，AuNP⁃微气泡复合材料是良
                的装载使得微气泡膜壳的厚度和组成改变，从而影                            好的超声造影剂和潜在的光热治疗剂。此外，金纳
                响了微气泡的力学特性，改善了超声造影的能力；另                           米材料的形状会影响其光吸收特性                 ［25］ ，在后续研究
                一方面，当微气泡破损后，残存的AuNP聚集在一起，                         中会对其他不同形状的金纳米材料（如金纳米棒、
                                           ［17］
                也可能对超声造影有增益效果 。此外，载金浓度                            金纳米笼等）与微纳气泡的结合进行研究，同时，
                更高的微气泡表现出了更强的造影能力，这说明在                            AuNP也是一种潜在的光声造影剂，且AuNP⁃微气泡
                一定装载范围内，更高浓度的 AuNP 在微气泡表面                         复合材料还可以与其他靶向分子或药物偶联，靶向
                或气体内核中的不均匀堆积会产生复杂的线性和                             病灶部位进行超声/光声成像和光热/药物治疗，是
                非线性信号     ［18］ ，使得具有更高 AuNP 装载量的微气                具有良好应用前景的诊疗一体化载体平台。
                泡能够表现出更好的图像亮度。通过对比AuMB和                          ［参考文献］
                PEI⁃AuMB的超声造影能力发现，AuMB在造影初期
                                                                 ［1］ BEIK J，KHATERI M，KHOSRAVI Z，et al. Gold nanopar⁃
                表现出了更强的图像增强能力，这是因为在制备过
                                                                       ticles in combinatorial cancer therapy strategies［J］. Co⁃
                程中，AuNP 在 AuMB 的气芯内团聚，导致 AuMB 的                        ord Chem Rev，2019，387：299-324
                收缩被抑制，降低了AuMB气体的扩散速率，增强了                         ［2］ COUTO C，VITORINO R，DANIEL⁃DA⁃SILVA A L. Gold
                超声造影的效果       ［19］ ，但AuNP在AuMB内的团聚也会                   nanoparticle and bioconjugation：a pathway for proteomic
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