一、生物医学中的黄金

黄金在医学上的应用已有数千年的历史。黄金的延展性、延展性和无毒性使得黄金被广泛应用牙科领域，用于牙齿修复。在现代医学中，金具有高生物相容性和最小的组织反应优势，金合金制成的植入体已被用于牙科以外的多个医疗领域，包括眼睑闭合、中耳重建和语音假体。此外，金还用于生物医学研究。在免疫金电子显微镜中，胶体金颗粒与抗体结合，可检测特定的抗原，从而观察抗原的位置。除了植入物和研究工具，金还具有药理作用。

1、金诺芬是现代最著名的一种含有黄金的制剂

20世纪20年代初，细菌学家Robert Koch通过体外试验证明了金的氰化物具有抑制分枝杆菌的作用。随后，科学家们又将金的氰化物改造设计成硫醇盐结构的Au(I)，希望能得到毒副作用小的金配合物。20世纪30年代，Forester首次报道了硫金代葡萄糖和金硫苹果酸对类风湿关节炎可喜的治疗效果，但其存在严重的肾毒性。后经过科学家们的不断改进，如改变给药方式、改造药物结构和降低给药剂量等，最终，金诺芬(Auranofin)于1985年正式被批准用于临床风湿性关节炎的治疗。就药代动力学而言，金诺芬口服后，所含金的25%被吸收，其中约40%与红细胞结合，60%与血清蛋白结合，表明了血药浓度与疗效或不良反应发生率的相关性低。随后，在体内外研究中人们又发现金配合物具有抑制细胞生长和抗HIV的作用，例如金诺芬可延长患有白血病P388细胞的小鼠的存活时间等，自此，金类配合物的研究成为备受科学家关注的热点。

图1 金诺芬Auranofin化学结构

近80年来，金离子一直被用于类风湿性关节炎的治疗中，几种金化合物被开发用于肠胃外或口服给药。其中，金钠硫代评估酸已被广泛研究。金化合物可以单独使用，也可以与其他药物联合使用。在最近的意向随机双盲、双观察员、安慰剂对照的多中心实验（METGO研究）中，类风湿关节炎患者对甲氨蝶呤的反应低于最佳，每周肌肉注射引起了显著的临床改善。其机制上不完全清楚，但在患病关节的验证衰减被认为发挥了重要作用。体外研究表明，金离子抑制T淋巴细胞活化和抗原呈递以及抑制促炎细胞因子的过度产生。目前有临床试验测试表明金诺芬在治疗卵巢癌和痢疾等疾病上也有一定效果，医学界也一直在开展与其相关的各种试验。

图2 金纳米粒子

金纳米粒子在医学领域最令人期待的应用是在癌症光热疗法领域。癌症严重威胁着人类的健康，而现有的临床治疗方法如化疗、放疗等都具有强烈的副作用。而纳米金独特的光热效应则为癌症的治疗提供了新的思路——光热治疗。光热治疗是利用光热材料将光能高效地转化为热能，进而升高肿瘤组织的温度，以达到杀死肿瘤细胞的目的，具有空间定位精准、对患处周围细胞组织损伤较小的优点。通过局部的红外照射，纳米金粒子进行高效的光热转换，同时还具有良好的生物相容性，因此在癌症的光热治疗方面被寄予众望。在2003年，Hirsch等人首先使用金纳米壳在体内和体外证明了NIR PTT。用聚乙二醇化金纳米壳孵育的乳腺癌细胞在NIR区域的吸收可调整。他们通过尾静脉将PEG化的纳米壳注射到小鼠的血液中。颗粒通过增强的渗透性和保留（EPR）效应积累到肿瘤中，由于快速生长，肿瘤脉管系统通常比正常脉管系统更易泄漏，因此纳米级材料可以被动地渗入到肿瘤间隙。然后用激光下处理4分钟，磁共振温度成像显示温度升高超过30°C导致组织损伤。所有使用纳米颗粒和激光治疗的肿瘤在第10天出现完全坏死，90天后不再再生。

图3 （A-B）激光治疗；（C）光热治疗前后不同组的肿瘤大小比较

金纳米粒子还是很好的药物载体。许多药物由于其水溶性差、PH敏感等问题而不能直接使用，需要载体将其运输至作用部位。用金纳米颗粒对药物成分进行包裹，用于调控其在体内释药速度和生物透过性，可以大大提高药物的利用率。此外，这个载药体系还可通过负载各种功能分子使其载体赋予PH响应性、靶向性等特点，在未来，有望在递药方面得到广泛的运用。

4、黄金在医药领域的其他应用

α-芳基酮是很多药物、活性天然产物、功能材料的结构核心，合成α-芳基酮衍生物也成了合成化学家的重要任务之一。研究较多的方向是过渡金属催化的羰基α-芳基化，不过这类反应大部分都需要严苛的反应条件（高温或者强碱）。除此之外的其他一些方法，也都存在着这样那样的问题。海德堡大学的A. Stephen K. Hashmi教授带领的研究团队在《德国应用化学》刊文，报道了黄金在可见光下可以催化分子间的炔类双官能化，生成α-芳基酮化合物。

图5 金催化作用α-芳基酮化合物的结构过程

均相金催化在近十年中取得了很大的发展，但基于Au (I)/Au (III)氧化还原的反应还很少。在先前研究的基础上，Hashmi团队希望能把金催化用于α-芳基酮的合成。他们设想在氧化还原过程产生高度亲电的芳基三价金中间产物，就能有效激活炔键进行亲核加成，产生的芳基/烯基三价金中间产物混合物在经过还原消除和水解之后，就能得到α-芳基酮。随后的实验中，在蓝色LED发出的可见光下，Hashmi团队在甲醇溶液中实现了金催化的芳基重氮盐对炔类的1,2-双官能化，获得了不错的收率，反应在室温下进行，底物的官能团耐受性也相当好。这一方法反应条件温和，收率高，无需外加氧化剂和光敏剂，底物适应性广泛，这无疑扩展了Au (I)/Au (III)氧化还原催化在有机合成中的应用。