Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Абрамова А. М., Калишина К. Р., Зобнина Е. А., Горячева И. Ю. Гидротермальная функционализация золотых наночастиц фолиевой кислотой и полиэтиленгликолем // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2026. Т. 26, вып. 1. С. 72-83. DOI: 10.18500/1817-3020-2026-26-1-72-83, EDN: OJRGOP

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
31.03.2026
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 8)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Нанотехнологии, наноматериалы и метаматериалы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
535.372
DOI: 
10.18500/1817-3020-2026-26-1-72-83
EDN: 
OJRGOP

Гидротермальная функционализация золотых наночастиц фолиевой кислотой и полиэтиленгликолем

Авторы: 
Абрамова Анна Михайловна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Калишина Ксения Романовна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Зобнина Екатерина Алексеевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Горячева Ирина Юрьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

В статье представлена комплексная методика гидротермального синтеза, предназначенная для одновременной модификации наночастиц золота с использованием фолатов и производных полиэтиленгликоля, содержащих концевые аминогруппы. Данная методология обеспечивает высокую степень функционализации наночастиц золота, что подтверждается изменениями ζ-потенциала и модификацией люминесцентных характеристик. В данной статье показан одноэтапный синтез люминесцентных наноструктур золота из фолиевой кислоты и полиэтиленгликоля, изучено влияние длины полимерной цепи и количества аминогрупп на оптические свойства синтезированных структур. Выбор фолиевой кислоты обусловлен способностью ее молекул выступать в роли таргетных лигандов, специфически взаимодействующих с рецепторами клеточных мембран. Полимеры на основе полиэтиленгликоля с концевыми аминогруппами были выбраны для увеличения времени циркуляции наночастиц в биологических средах благодаря их высокой биосовместимости и способности формировать стабильные комплексы с функциональными группами. Применение гидротермального синтеза обусловлено его способностью обеспечивать контролируемую модификацию наночастиц при воздействии высоких температур и давления, что способствует равномерному распределению функциональных групп и повышению стабильности получаемых композитных материалов.

Ключевые слова: 
золотые наночастицы
полимеры
фолиевая кислота
функционализация
гидротермальный синтез
Благодарности: 
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 23-73-01171, https://rscf.ru/project/23-73-01171/).
Список источников: 
  1. Schmid G., ed. Clusters and colloids: From theory to applications. Weinheim, VCH, 1994. 570 p. https://doi.org/10.1002/9783527616077
  2. Dykman L. A., Bogatyrev V. A., Shchegolev S. Yu., Khlebtsov N. G. Zolotyye nanochastitsy: sintez. svoystva. biomeditsinskoye primeneniye [Gold nanoparticles: Synthesis, properties, biomedical applications]. Moscow, Nauka, 2008. 318 p. (in Russian).
  3. Burda C., Chen X., Narayanan R., El-Sayed M. A. Chemistry and properties of nanocrystals of different shapes. Chem. Rev., 2005, vol. 105, iss. 4, pp. 1025–1102. https://doi.org/10.1021/cr030063a
  4. Daniel M. C., Astruc D. Gold nanoparticles: Assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology. Chem. Rev., 2004, vol. 104, iss. 1, pp. 293–346. https://doi.org/10.1021/cr030698+
  5. Homola J. Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological. Chem. Rev., 2008, vol. 108, iss. 2, pp. 462–493. https://doi.org/10.1021/cr068107d
  6. Njoki P. N., Lim I. I. S., Mott D., Park H. Y., Khan B., Mishra S., Sujakumar R., Luo J., Zhong C. Size correlation of optical and spectroscopic properties for gold nanoparticles. J. Phys. Chem. C, 2007, vol. 111, iss. 40, pp. 14664–14669. https://doi.org/10.1021/jp074902z
  7. Frens G. Controlled nucleation for the regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions. Nat. Phys. Sci., 1973, vol. 241, iss. 105, pp. 20–22. https://doi.org/10.1038/physci241020a0
  8. Turkevich J., Stevenson P. C., Hillier J. A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold. Discussions of the Faraday Society, 1951, vol. 11, pp. 55–75. https://doi.org/10.1039/DF9511100055
  9. Kubo R. Electronic properties of metallic fine particles. I. J. Phys. Soc. Jpn., 1962, vol. 17, no. 6, pp. 975–986. https://doi.org/10.1143/JPSJ.17.975
  10. Chen H., Kou X., Yang Z., Ni W., Wang J. Shape- and size-dependent refractive index sensitivity of gold nanoparticles. Langmuir, 2008, vol. 24, iss. 10, pp. 5233–5237. https://doi.org/10.1021/la800305j
  11. Link S., El-Sayed M. A. Size and temperature dependence of the plasmon absorption of colloidal gold nanoparticles. J. Phys. Chem B, 1999, vol. 103, iss. 21, pp. 4212–4217. https://doi.org/10.1021/jp984796o
  12. Mandal S. Synthesis of radioactive gold nanoparticle in surfactant medium. J. Radioanal. Nucl. Chem., 2014, vol. 299, pp. 1209–1212. https://doi.org/10.1007/s10967-013-2602-z
  13. Porta F., Rossi M. Gold nanostructured materials for the selective liquid phase catalytic oxidation. J. Mol. Catal. A Chem., 2003, vol. 204, pp. 553–559. https://doi.org/10.1016/S1381-1169(03)00338-8
  14. Nakanishi M., Takatani H., Kobayashi Y., Hori F., Taniguchi R., Iwase A., Oshima R. Characterization of binary gold/platinum nanoparticles prepared by sonochemistry technique. Appl Surf Sci., 2005, vol. 241, iss. 1–2, pp. 209–212. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.09.046
  15. Yu Y. Y., Chang S. S., Lee C. L., Wang C. R. Gold nanorods: Electrochemical synthesis and optical properties. J. Phys Chem B, 1997, vol. 101, iss. 34, pp. 6661–6664. https://doi.org/10.1021/jp971656q
  16. Siti R. M., Khairunisak A. R., Aziz A. A., Noordin R. Green synthesis of 10 nm gold nanoparticles via seeded-growth method and its conjugation properties on lateral flow immunoassay. Adv. Mater. Res., 2013, vol. 686, pp. 8–12. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.686.8
  17. Kurapov P. B., Bakhtenko E.Yu. Gold nanoparticles in the diagnosis and treatment of cancer. Bulletin of RSMU, 2018, vol. 6, pp. 79–85. (in Russian). https://doi.org/10.24075/vrgmu.2018.090
  18. Brust M., Walker M., Bethell D., Schiffrin D. J. Whyman R. Synthesis of thiol-derivatised gold nanoparticles in a two-phase liquid–liquid system. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, vol. 7, pp. 801–802. https://doi.org/10.1039/C39940000801
  19. Anniebell S., Gopinath S. C. B. Polymer conjugated gold nanoparticles in biomedical applications. Curr. Med. Chem., 2018, vol. 25, iss. 12, pp. 1433–1445. https://doi.org/10.2174/0929867324666170116123633
  20. Shah M., Badwaik V. D., Dakshinamurthy R. Biological applications of gold nanoparticles. JNN, 2014, vol. 14, iss. 1, pp. 344–362. https://doi.org/10.1166/jnn.2014.8900
  21. Albayati A. M. K., Munef R. A., Alhaddad R. M. S. Shape and size effect of surface plasmons on gold nanoparticles. Sys. Rev. Pharm., 2020, vol. 11, iss. 11. https://doi.org/10.31838/srp.2020.11.73
  22. Mahato K., Nagpal S., Shah M. A., Srivastava A., Maurya P. K., Roy S., Chandra P. Gold nanoparticle surface engineering strategies and their applications in biomedicine and diagnostics. 3 Biotech, 2019, vol. 9, art. 57. https://doi.org/10.1007/s13205-019-1577-z
  23. Yeh Y. C., Creran B., Rotello V. M. Gold nanoparticles: Preparation, properties, and applications in bionanotechnology. Nanoscale, 2012, vol. 4, iss. 6, pp. 1871–1880. https://doi.org/10.1039/C1NR11188D
  24. Abdipour H., Abbasi F., Nasiri M., Ghamkhari A., Ghorbani M. Multifunctional microbubbles comprising poly (lactic-co-glycolic acid), chitosan, polyethylene glycol, and folic acid for targeted cancer therapy. J. Drug Deliv. Sci. Technol., 2024, vol. 94, art. 105469. https://doi.org/10.1016/j.jddst.2024.105469
  25. Movileanu C., Anghelache M., Turtoi M., Voicu G., Neacsu I. A., Ficai D., Andronescu E., Calin M. Folic acid-decorated PEGylated magnetite nanoparticles as efficient drug carriers to tumor cells overexpressing folic acid receptor. Int. J. Pharm., 2022, vol. 625, art. 122064. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2022.122064
  26. Li Z., Liu Y., Huang X., Hu C., Wang H., Yuan L., Brash J. L., Chen H. One-step preparation of gold nanovectors using folate modified polyethylenimine and their use in target-specific gene transfection. Colloids Surf. B: Biointerfaces, 2019, vol. 177, pp. 306–312. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2019.02.011
  27. Ghafari Y., Asefnejad A., Ogbemudia D. O. Gold nanoparticles in biomedicine: Advancements in cancer therapy, drug delivery, diagnostics, and tissue regeneration. Scientific Hypotheses, 2024, vol. 1, pp. 21–35. https://doi.org/10.69530/ajtf7w89
  28. Thambiraj S., Vijayalakshmi R., Ravi Shankaran D. An effective strategy for development of docetaxel encapsulated gold nanoformulations for treatment of prostate cancer. Sci. Rep., 2021, vol. 11, iss. 1, art. 2808. https://doi.org/10.1038/s41598-020-80529-1
  29. Rai A., Prabhune A., Perry C. C. Antibiotic mediated synthesis of gold nanoparticles with potent antimicrobial activity and their application in antimicrobial coatings. J. Mater. Chem., 2010, vol. 20, art. 6789. https://doi.org/10.1039/c0jm00817f
  30. Suk J. S., Xu Q., Kim N., Hanes J., Ensign L. M. PEGylation as a strategy for improving nanoparticle-based drug and gene delivery. Adv. Drug Deliv. Rev., 2016, vol. 99, pp. 28–51. https://doi.org/10.1016/j.addr.2015.09.012
  31. Truswell A. S. ABC of nutrition. Nutrition for pregnancy. British Medical Journal (Clinical Research Ed.), 1985, vol. 291, iss. 6490, art. 263. https://doi.org/10.1136/bmj.291.6490.263
  32. Kimling J., Maier M., Okenve B., Kotaidis V., Ballot H., Plech A. Turkevich method for gold nanoparticle synthesis revisited. J. Phys. Chem. B, 2006, vol. 110, iss. 32, pp. 15700–15707. https://doi.org/10.1021/jp061667w
  33. Zhang Z., Jia J., Lai Y., Ma Y., Weng J., Sun L. Conjugating folic acid to gold nanoparticles through glutathione for targeting and detecting cancer cells. Bioorg. Med. Chem., 2010, vol. 18, iss. 15, pp. 5528–5534. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2010.06.045
  34. Cheng W., Nie J., Xu L., Liang C., Peng Y., Liu G., Wang T., Mei L., Huang L., Zeng X. pH-sensitive delivery vehicle based on folic acid-conjugated polydopamine-modified mesoporous silica nanoparticles for targeted cancer therapy. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, vol. 9, pp. 18462–18473. https://doi.org/10.1021/acsami.7b02457
  35. Jihad M. A., Noori F. T., Jabir M. S., Albukhaty S., AlMalki F. A., Alyamani A. A. Polyethylene glycol functionalized graphene oxide nanoparticles loaded with nigella sativa extract: A smart antibacterial therapeutic drug delivery system. Molecules, 2021, vol. 26, iss. 11, art. 3067. https://doi.org/10.3390/molecules26113067
  36. Bhattacharya R., Patra C. R., Earl A., Wang S., Katarya A., Lu L., Kizhakkedathu J. N., Yaszemski M. J., Greipp P. R., Mukhopadhyay D., Mukherjee P. Attaching folic acid on gold nanoparticles using noncovalent interaction via different polyethylene glycol backbones and targeting of cancer cells. Nanomed.: Nanotechnol. Biol. Med., 2007, vol. 3, iss. 3, pp. 224–238. https://doi.org/10.1016/j.nano.2007.07.001
  37. Vostrikova A. M., Kokorina A. A., Mitrophanova A. N., Sindeeva O. A., Tarakina N. V., Sapelkin A. V., Sukhorukov G. B., Goryacheva I. Y. One step hydrothermal functionalization of gold nanoparticles with folic acid. Coll. Surf. B, 2019, vol. 181, pp. 533–538. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2019.05.072
  38. Mordovina E. A., Tsyupka D. V., Bakal A. A., Abramova A. M., Goryacheva I. Yu. Fluorescent nanostructures based on folic acid and citrate: Synthesis and properties. Izvestiya Saratov University. Physics, 2021, vol. 21, iss. 3, pp. 285–292 (in Russian). https://doi.org/10.18500/1817-3020-2021-21-3-285-292
  39. Thiele H., Hoppe K., Moll G. Über das kolloide Gold: Schutzwirkung von Polyelektrolyten. Kolloid-Zeitschrift und Zeitschrift für Polymere, 1962, Bd. 185, S. 45–52. https://doi.org/10.1007/BF01882348
  40. Dykman L. A., Bogatyrev V. A. Gold nanoparticles: Preparation, functionalisation and applications in biochemistry and immunochemistry. Russ. Chem. Rev., 2007, vol. 76, iss. 2, pp. 181–194. https://doi.org/10.1070/RC2007v076n02ABEH003673
  41. Myachina G. F., Kon’Kova T. V., Korzhova S. A., Ermakova T. G., Pozdnyakov A. S., Sukhov B. G., Trofimov B. A. Gold nanoparticles stabilized with water-soluble biocompatible poly (1-vinyl-1, 2, 4-triazole). Doklady Chemistry, 2010, vol. 431, pp. 63–64. https://doi.org/10.1134/S0012500810030018
  42. Alshanberi A. M., Satar R., Ansari S. A. Stabilization of β-galactosidase on modified gold nanoparticles: A preliminary biochemical study to obtain lactose-free dairy products for lactose-intolerant individuals. Molecules, 2021, vol. 26, iss. 5, art. 1226. https://doi.org/10.3390/molecules26051226
  43. Khlebtsov N. G., Bogatyrev V. A., Dykman L. A., Melnikov A. G. Spectral extinction of colloidal gold and its biospecific conjugates. J. Coll. Interface Sci., 1996, vol. 180, pp. 436–445. https://doi.org/10.1006/jcis.1996.0323
  44. Bogatyrev V. A., Dykman L. A., Krasnov Y. M., Plotnikov V. K., Khlebtsov N. G. Differential light scattering spectroscopy for studying biospecific assembling of gold nanoparticles with protein or oligonucleotide probes. Col. J., 2002, vol. 64, pp. 671–680. https://doi.org/10.1023/A:1021585702894
  45. Khlebtsov N. G., Bogatyrev V. A., Khlebtsov B. N., Dykman L. A., Englebienne P. A multilayer model for gold nanoparticle bioconjugates: Application to study of gelatin and human IgG adsorption using extinction and light scattering spectra and the dynamic light scattering method. Col. J., 2003, vol. 65, pp. 622–635. https://doi.org/10.1023/A:1026140310601
Поступила в редакцию: 
08.05.2025
Принята к публикации: 
10.10.2025
Опубликована: 
31.03.2026
  • 34 просмотра