金纳米棒的表面修饰及其应用于肿瘤诊疗的研究进展

金纳米棒具有独特的光学性质、表面易修饰性、较低的生物毒性和良好的生物相容性,因而在成像、光热治疗和药物载带等方面具有极高的潜在应用价值.本文综述了典型的金纳米棒表面修饰方法及其在生物成像、光热治疗和药物治疗中的应用,重点阐述了通过金纳米棒同时实现肿瘤诊断和治疗相结合的研究进展.     

RGD/FA双靶纳米金棒的制备及其在肿瘤细胞协同靶向成像与光热治疗中的应用

目的:通过制备RGD/FA双靶纳米金考察其与高表达整合素与叶酸受体B16细胞的协同靶向成像与热疗作用;方法:采用功能化PEG分子将靶向小分子RGD与叶酸通过强健Au-S键连接至纳米金棒表面,利用激光共聚焦与808 nm近红外激光器评价修饰纳米金的协同靶向作用;结果:RGD与叶酸分子被成功连接于纳米金表面,且双靶纳米金对小鼠黑色素瘤细胞具有较好的协同靶向作用;结论:同时靶向同一肿瘤细胞的不同表位,可克服单一靶向功能化纳米粒子难以在肿瘤位点有效积累的问题,本研究为多功能纳米金棒在临床肿瘤早期诊断与光热治疗中的应用提供研究基础。     

靶向金纳米棒对隐球菌活性影响的体外实验研究

目的：设计对隐球菌荚膜特异性标记的靶向金纳米棒,研究靶向金纳米棒的体外光热作用对隐球菌活性的影响。方法晶种生长法制备金纳米棒,偶联隐球菌荚膜抗体,检测表征,与隐球菌体外孵育,近红外激光照射,检测隐球菌活性变化。结果成功制备与荚膜抗体偶联的金纳米棒,体外近红外照射后,隐球菌活性较未偶联抗体的金纳米棒组显著降低。结论靶向性金纳米棒显著增强了近红外激光对隐球菌的光热效应,可用于治疗隐球菌感染的新尝试。     

Au NPs/UCNPs复合纳米体系用于荧光成像引导下的肿瘤光热治疗的研究进展

近红外(NIR)光诱导的光热治疗(PTT)因其无创、非侵入、毒副作用低、可精准靶向治疗等特性,已成为肿瘤精准治疗的新型手段。凭借其独特的表面等离激元共振(SPR)特性及其高效的光热转换效率、生物毒性与良好的光稳定性,金纳米颗粒(Au NPs)已成为理想的光热治疗剂。而高质量成像技术是实现有效光热治疗的可靠有力的工具,尤其是多模态成像技术,比起单一成像方式具有更卓越的性能,为更全面、更精准的肿瘤成像提供了可能,显著提高了非侵入性医学治疗的潜力。NIR光激发的稀土上转换纳米颗粒(UCNPs),因其丰富的4f电子结构展现出磁性、荧光、X射线衰减和放射等多功能特性,使其作为造影剂在多模态成像领域展现了重要的应用前景。因此,构建NIR光诱导的Au NPs/UCNPs复合纳米体系,可用于多模态成像引导下的光热治疗,有望成为癌症诊疗的一种新策略。本文简单介绍了Au NPs、UCNPs的光学特性,重点综述了NIR光诱导的UCNPs-Au NPs(纳米壳、纳米棒、纳米团簇)复合纳米体系在癌症光热治疗领域的最新研究进展,并对其实现诊疗一体化的未来进行了展望。     

金纳米棒的光学性质及其在生物医学领域的应用

简要介绍金纳米棒的光学性质和合成方法,重点阐述其在生物医学领域研究的最新进展,并对其今后的研究方向进行展望．金纳米棒是一种胶囊状的金纳米颗粒,具有一个横向等离子共振吸收峰和一个纵向等离子共振吸收峰,分别对应其横轴和纵轴两个特征尺寸．通过调节金纳米棒的长径比,纵向等离子共振吸收峰可由可见光区跨越至近红外光区．金纳米棒这一独特的光学性质在生物和化学传感方面有着广泛而重要的应用前景．     

硫化铜纳米粒子应用于肿瘤诊断和治疗的研究进展

癌症是当今威胁人类健康的主要疾病之一。近年来提出的近红外光介导的光热治疗,能够对肿瘤组织进行定点清除并且对正常组织具有较低的毒副作用,为肿瘤的治疗提供了新的方法。开发具有良好生物相容性的高效光热偶联剂是发展光热治疗的首要条件。随着纳米技术的飞速发展,一些金属纳米结构由于具有独特的光学特性作为光热偶联剂被广泛应用到肿瘤的光热治疗中。然而,成本高昂、制备过程繁琐以及光热稳定性较差等不足,限制了这些纳米材料的进一步应用。最新报道的新型光热偶联剂半导体硫化铜纳米粒子(copper sulfide nanoparticles,CuS NPs),由于其具有制备工艺简单、成本低廉、突出的光热稳定性和良好的生物相容性等优势,成为了当今纳米医学领域研究的热点。本文主要综述了CuS纳米粒子在肿瘤光热治疗和影像诊断方面的应用研究,并对CuS纳米粒子在生物医学领域应用中存在的问题和未来的研究方向进行了展望。     

纳米金壳介导的光热效应对骨肉瘤干细胞体外杀伤作用的研究

目的:探究纳米金壳介导的光热效应对骨肉瘤干细胞的杀伤作用。方法:采用无血清悬浮培养法富集骨肉瘤干细胞,通过实时荧光定量PCR检测所富集细胞CD133、SOX2、NANOG、OCT4 mRNA的相对表达量以进行鉴定。将纳米金壳与骨肉瘤干细胞共培养,应用波长808 nm的近红外激光器(1.5 W/cm~2)进行照射以激发光热效应,分别用CCK8法检测光热疗法对骨肉瘤干细胞的增殖抑制率,Annexin C-Fitc/PI双染法检测光热疗法对骨肉瘤干细胞凋亡的影响。结果:成功富集了高表达CD133、SOX2、NANOG、OCT4 mRNA的骨肉瘤干细胞;纳米金壳介导的光热效应显著抑制了骨肉瘤干细胞的增殖率,当纳米金壳浓度在0～250μg/mL范围内时,增殖抑制率与浓度呈正相关;细胞凋亡结果显示,纳米金壳结合近红外照射组细胞凋亡率显著高于对照组。结论:纳米金壳介导的光热效应对骨肉瘤干细胞增殖有明显抑制作用,主要诱导骨肉瘤干细胞发生中晚期凋亡。     

棒状金纳米颗粒探针的制备

利用晶种生长法制备金纳米棒,在其表面依次用聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亚胺(PEI)修饰,降低了CTAB的细胞毒性,同时也增强了金纳米棒在盐和细胞培养液中的稳定性。又利用静电吸附作用,成功的将DNA连接到了金纳米棒的表面,制备了DNA传感器,可用于生物研究。     

纳米材料在蛋白质分析中的应用

纳米材料因具有易与蛋白质结合而不影响其生化性质,可用于多种中间体的合成,可与酶、抗体结合而提高其性能等独特的优势而在蛋白质分析中得到了广泛的应用,尤其是与生物技术结合后,对纳米材料在蛋白质分离、富集和检测等方面的作用的研究已成为当前的热点。本文综述了纳米金、石墨烯、碳纳米管和碳纳米球在蛋白质分析中的应用,并对其未来的发展前景进行了展望。     

牛血清蛋白与纳米金颗粒相互作用的研究

为了研究纳米颗粒与蛋白质的相互作用原理,我们选取纳米金颗粒及牛血清蛋白为材料,通过牛血清蛋白与纳米金颗粒的物理吸附作用,结合蛋白酶K酶切、SDS洗脱以及SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测的方法,我们了解到,纳米颗粒与蛋白质的结合主要是由蛋白质中的某一段特定的序列结合在纳米颗粒的表面所导致的,该结果的发现不仅对纳米颗粒在生物体内广泛的应用奠定了理论基础,对功能性纳米颗粒在生物体内功能的发挥也是至关重要的。     

金纳米微粒辅助细胞激光热作用疗法研究

金纳米微粒对可见光的强吸收特性使得光能可以高效地转换为热能.由于金纳米微粒的尺度在几十纳米范围,并且很容易与其他生物体结合,因此可以在局部范围进行激光选择性加热,这非常适合作为分子或细胞的靶向.采用这种金纳米微粒辅助激光热作用方法,对牛肠碱性磷酸酯酶(alkaline phosphatase aP)的选择性破坏,细胞膜的通透性提高以及对细胞的选择性灭活进行了试验并得到了很好的结果.此外,还讨论了用这种方法进行基因转染以及选择性光热治疗一些疾病的可能性.     

基于有限元计算定量探究金纳米粒子光声转换效率的尺寸依赖性

具备高光吸收能力和良好的生物相容性的等离子纳米探针在光声分子成像中得到了广泛应用。理论分析发现,由于纳米探针的小尺寸效应,其比表面积急剧增大,致使其光、热性质及光声能量转换机制对尺寸具有强烈依赖性。本文利用有限元分析的方法,以金纳米球和金纳米棒为例,定量讨论了浸没在水中具有不同尺寸的纳米探针在受到脉冲激光照射时的光学吸收、温度场分布及热膨胀随时间演绎的过程,并获得了尺寸在20-150 nm范围内探针光声转换效率对尺寸的依赖关系。结果表明:纳米探针的光-声转换效率对尺寸有较强的依赖性,金纳米球和金纳米棒在20-150 nm范围内均存在最佳尺寸使得光声转换效率最大。定量评价金纳米粒子光声转换效率的尺寸效应为指导通过优化纳米探针尺寸实现构建高效率光声探针提供了理论依据。     

响应性聚集金纳米粒子体系用于细菌的体外热疗研究

目的利用发生响应性聚集后的金纳米粒子体系的较强的光热特性,研究其对细菌的体外光热杀伤作用。方法通过Au-S键反应将合成好的多肽A和多肽B分别修饰到金纳米粒子(GNPs)表面,然后等比例混合组成GNPssystem。首先利用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)研究其在弱酸性条件下的响应性聚集情况,利用多功能酶标仪研究其在在弱酸性条件下的紫外吸收变化;然后为了了解该纳米粒子在菌液中的光热转换情况,分别测定其在弱酸性条件下溶液内和与细菌作用后的温度变化曲线;进一步考察其体外抗菌效果。结果DLS检测到合成的GNPssystem在弱酸性条件下粒径由16nm增大到900nm左右,并在TEM下可见明显的聚集体,并且在650~900nm的紫外吸收信号明显增高。在模拟细菌的弱酸性环境下,GNPssystem在激光照射条件下均实现了溶液和细菌混合溶液的快速升温,且最高温度可达69.8℃,与对照组GNPs-PEG2000相比具有显著的统计学差异;体外抗菌实验结果显示,GNPssystem对金黄色葡萄球菌的杀伤力最强,50μg/mL浓度时就可杀死约50%的细菌;浓度为200μg/mL时基本上可以完全杀死,与对照组GNPs-PEG2000相比较具有显著的统计学差异。结论本研究为GNPs的设计提供了新的思路,为GNPs用于光热治疗提供了新的方法。     

纳米金在抗肿瘤研究中的应用

肿瘤的早期诊断依然是目前需要攻克的难关,现有的抗肿瘤药物因具有较大毒性和缺乏特异性而存在很大的局限性。纳米金能够被多种基团修饰从而获得对肿瘤细胞的靶向性,已成为当前抗肿瘤研究的热点。研究发现纳米金可以通过抑制血管生成、携带抗肿瘤药物以及光热效应等达到肿瘤治疗的目的,同时由于修饰后的纳米金对肿瘤细胞具有靶向性,在肿瘤的早期诊断方面也具有重要的意义。纳米金在体内的分布和代谢与其大小、形态及所带电荷有关,有关纳米金毒性和生物相容性性的评价,还有待于进一步研究。     

光及光热纳米材料在生物传感、药物靶向运输和生物成像中的应用

纳米材料是纳米科学技术的重要发展方向之一。纳米材料的结构赋予了其独特的光学性质,纳米尺寸方便其经EPR效应或表面修饰靶向肿瘤组织,并且部分纳米材料可吸收外部光源能量,将其转化为热能。因此,纳米材料在光学传感器、生物成像、药物靶向运输及肿瘤光热治疗中的应用十分广泛。综述主要分类介绍了光学纳米材料和光热纳米材料的优异特性,阐述了其在以上领域中的应用;最后,对纳米材料未来的发展作出了展望。     

综述——基于纳米材料的生物检测与医学诊断技术：吲哚菁绿纳米颗粒在癌症诊断和治疗中的应用

吲哚菁绿(ICG)是一种传统的临床近红外(NIR)荧光染料,同时能够高效吸收激光用于光热和光动力治疗．但是ICG在水溶液中的不稳定性及在体内的快速清除限制了它的应用．纳米技术的快速发展为ICG的进一步开发应用提供了新材料和新思路．本文主要介绍ICG纳米颗粒在肿瘤近红外诊断及光热和光动力治疗领域研究的最新进展．     

几种先进的光学纳米探针在光学生物诊疗中的应用

先进的光学纳米探针对于生物组织的光学成像、疾病的诊断和治疗具有巨大的促进作用,尤其是对于生物体分子水平活动的动态信息的深入了解。新型的光学探针如纳米金棒、上转换纳米颗粒和氧化石墨烯等,能克服传统探针的一些不足,具有较高的对比度、稳定性和生物兼容性,而且还拥有深层组织成像和实时动态成像的能力。本文对这些纳米光学探针的光学性质和优点进行了简要的介绍,并通过综述作者及其他研究者在过去几年的研究成果,总结这些先进的纳米探针在生物成像和医学诊断、治疗方面的应用,并展望其应用前景。     

硫化铜纳米粒子在肿瘤成像与治疗中的功能研究进展

硫化铜是一种二价铜的硫化物,可以作为半导体材料,化学式为CuS,呈黑褐色,溶解度极低。硫化铜纳米粒子(Copper sulfide nanoparticles, CuS NPs)是纳米尺度大小的硫化铜。近年来,CuS NPs因其结构的可塑性,良好的光热稳定性、生物相容性、突出的光热及光声转换性能,成为了当今纳米材料医学领域的研究热点,在肿瘤诊断和治疗领域中引起了广泛关注。CuS NPs本身可通过介质鳌合金属离子合成多功能纳米粒子,实现肿瘤多模式诊断,并且在光热治疗研究中体现出突出的治疗效果。本文综述了近几年CuS NPs在肿瘤诊断与治疗方面的研究进展,总结肿瘤治疗中的应用研究方法,对CuS NPs在生物医学领域应用中存在的问题进行分析,为解决实际操作过程所遇到的问题提供参考。     

上转换纳米颗粒在肿瘤诊断与治疗中的研究进展

上转换纳米颗粒具备光学/化学稳定性高、生物毒性低、荧光寿命长及激发光生物组织穿透深度较大等显著优点,近年来在生物传感、生物成像和疾病治疗等生物医学领域的研究和应用获得了广泛的关注。本文中,笔者就稀土元素掺杂的上转换纳米颗粒在肿瘤的诊断与治疗方面的研究现状及进展进行综合概述,主要对其在光动力疗法(PDT)、光热疗法(PPT)、化学联合疗法及多模态诊疗一体化等方面的研究展开分析和讨论,为上转换纳米颗粒的进一步研究开发及临床应用提供新的参考方向及思路。     

纳米材料作为载体在检测信号放大中的应用进展

纳米材料具有比表面积大、负载量大、易与生物标志物结合等优点,在生物样本检测、蛋白质富集、混合物分离,尤其是检测信号放大方面得到广泛应用。简要综述了纳米金、石墨烯、碳纳米管、碳纳米球、介孔材料在检测信号放大方面的应用,并对其未来的发展方向和前景进行了展望。