综述——基于纳米材料的生物检测与医学诊断技术：功能化量子点在肿瘤活体成像中的应用

量子点表面经生物分子或药物分子修饰而具有生物功能．功能化量子点具有独特的光学性质和生物相容性,在生物医学光学诊断和治疗领域具有广泛的应用．本文简要介绍了功能化量子点制备及修饰方法,综合评述了量子点在肿瘤活体诊断和治疗中的应用,包括活体淋巴结成像、血管动态成像、肿瘤成像和抗肿瘤药物示踪等,讨论了功能化量子点在肿瘤活体诊断和治疗中的应用前景以及面临的挑战．     

量子点在生物学中的研究进展

量子点作为一种新型的荧光标记物近年来已在生物学中获得广泛应用。本文总结了量子点的主要光学特性,其中包括荧光激发和发射光谱特性、量子产额、光漂白特性和荧光寿命等。重点综述了量子点在细胞标记、活体和组织成像、组合标记和光动力学治疗等生物学中的应用及其最新研究进展。同时讨论了量子点在应用中可能存在的细胞毒性等主要问题,最后对量子点在生物学中的应用前景作了展望。     

转铁蛋白导向脂质体核磁造影剂纳米粒子（TfNIR-LipNBD-Magnevist）——一种肿瘤靶向磁共振造影剂

造影剂辅助的核磁共振成像是目前肿瘤诊断的最吁方法之一。但是由于核磁共振成像内在的低灵敏性以及造影剂的非特异性,导致肿瘤早期诊断较为困难。文章将一种新的肿瘤靶向核磁造影剂纳米粒子应用于早期肿瘤的影像诊断。这种新的肿瘤靶向核磁造影剂纳米粒子由配体转铁蛋白（Tf）、纳米水平的正电脂质体（Lip）载体和临床常用的造影剂Magnevist（Tf^NIR-Lip^NBD-Magnevist）三部分构成。另外转铁蛋白和脂质体粒子上,亦标记了荧光物质用于确定转铁蛋白一脂质体一造影剂纳米粒子的靶向性,以及肿瘤的光学影像诊断。在体外实验中,利用激光共聚焦显微镜和光学影像证明了靶向纳米粒子介导的细胞内吞和特异性结合。在裸鼠肿瘤模型中,造影剂纳米粒子Tf^NIR-Lip^NBD-Magnevist经尾静脉注入后,显著增强了肿瘤内信号与周围组织的对比度。由造影剂纳米粒子介导的肿瘤内信号显著强于单独Magnevist辅助的肿瘤内信号。同时,利用光学影像方法,在肿瘤内检测到特异的荧光信号。其结果进一步支持了转铁蛋白一脂质体一造影利（Tf^NIR-Lip^NBD-Magnevist）纳米粒子的靶向性和肿瘤影像诊断的有效性。     

转铁蛋白导向脂质体核磁造影剂纳米粒子(TfNTR-LipNBD-Magnevist)——一种肿瘤靶向磁共振造影剂

造影剂辅助的核磁共振成像是目前肿瘤诊断的最好方法之一.但是由于核磁共振成像内在的低灵敏性以及造影剂的非特异性,导致肿瘤早期诊断较为困难.文章将一种新的肿瘤靶向核磁造影剂纳米粒子应用于早期肿瘤的影像诊断.这种新的肿瘤靶向核磁造影剂纳米粒子由配体转铁蛋白(Tf)、纳米水平的正电脂质体(Lip)载体和临床常用的造影剂Magnevist(TfNIR-LipNBD-Magnevist)三部分构成.另外转铁蛋白和脂质体粒子上,亦标记了荧光物质用于确定转铁蛋白-脂质体-造影剂纳米粒子的靶向性,以及肿瘤的光学影像诊断.在体外实验中,利用激光共聚焦显微镜和光学影像证明了靶向纳米粒子介导的细胞内吞和特异性结合.在裸鼠肿瘤模型中,造影剂纳米粒子TfNIR-LipNBD-Magnevist经尾静脉注入后,显著增强了肿瘤内信号与周围组织的对比度.由造影剂纳米粒子介导的肿瘤内信号显著强于单独Magnevist辅助的肿瘤内信号.同时,利用光学影像方法,在肿瘤内检测到特异的荧光信号.其结果进一步支持了转铁蛋白-脂质体-造影剂(TfNIR-LipNBD-Magnevist)纳米粒子的靶向性和肿瘤影像诊断的有效性.     

功能化量子点在肿瘤诊治中的应用

量子点是一种半导体纳米晶体,它可发出激发荧光,具有亮度高、稳定时间长和发射光谱可调节等特性,是同时检测多信号的良好材料.这些独特性质使得它们在肿瘤诊治领域中的应用日益受到人们的重视.对量子点进行功能化修饰,如偶联抗体等活性物质后,可以对肿瘤细胞进行特异性识别及示踪,以实现对肿瘤的诊断和治疗.文中分别从分子靶向识别、淋巴结定位和药物传递等方面探讨了功能化量子点在肿瘤诊断和治疗中的最新进展.此外,还讨论了量子点的毒性以及用于肿瘤检测和治疗的多功能量子点的设计方法,并提出了其实际应用的潜在方向.     

量子点在生物医学中的应用

半导体量子点是无机纳米结晶,构成于硒化镉核心和硫化锌外壳.这种荧光标记物的发射光强是常用有机荧光染料的20倍,稳定性是其100倍.量子点的发射波长取决于核心粒子的大小,而每一种单色量子点的发射波长窄而对称.这些光学特性使量子点在医学诊断、药物的高速筛选以及基因和蛋白质的高通量分析方面具有广泛的应用前景.基于量子点的稳定性和生物相容性,有可能通过标记不同颜色的量子点到不同的分子,观察它们在活细胞内的运动.     

量子点在基因转染中的应用研究进展

量子点因其独特的纳米尺寸效应、光学特性和生物相容性,既能作为纳米载体与目的基因结合,又能作为纳米荧光标记物跟踪记录其在转染过程中的位置,给基因工程的发展带来了新的契机。在阐述量子点用于基因转染的优势、标记基因的方法等基础上,作者系统综述了量子点在基因转染中的应用,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。     

量子点荧光探针在生物成像中的应用进展

量子点荧光探针是近几年发展起来的一种新型荧光标记物,拥有荧光染料及荧光蛋白所不能比拟的独特优势,已经在细胞功能研究及细胞表面和内部功能分子的探测、组织的成像和病灶的定位等方面得到了较为广泛的应用。本文对量子点的光学特性、生物化修饰及其在生物成像等方面的应用进展进行了较为详细的介绍,并展望了其应用发展。     

用量子点标记活细胞

量子点是一种具有纳米尺寸的半导体晶体。与传统的荧光染料相比,量子点拥有许多独特的光学特性,如宽的吸收谱、窄而对称的发射谱、耐漂白、亮度高和荧光寿命长等。由于其出色的光物理特性和相对较小的尺寸,量子点可作为生物学研究的荧光探针。随着量子点合成与修饰技术的发展,其在生物和医学领域的应用已从探索阶段逐步发展到了应用阶段。将量子点应用于活细胞标记,将为揭示细胞内的复杂生命现象提供全新的视野。该文重点介绍了量子点的荧光特性、用量子点标记活细胞所要克服的障碍及基本的标记策略和方法。     

多光子发光的稀土上转换纳米颗粒在生物光子学中的研究进展

生物医学光子学的发展,总是伴随并促进着光子学新技术的发展。光学生物成像技术在癌症肿瘤诊断上有着巨大应用,尤其是具有优良发光特性的稀土离子掺杂的上转换发光纳米颗粒与光学生物成像技术的结合进一步发展了生物光子学在这一领域的应用。鉴于近几年很多人对上转换发光纳米粒子的大量研究,本文对其进行了系统的阐述,综述了稀土上转换发光纳米粒子的光学特异性、发光原理及其在光学成像中不可替代的优势;描述了上转换纳米粒子的化学组成,介绍了几种基本的合成方法,重点说明了水热合成法和热分解法,并从材料和光学两方面分析了生物应用的效率优化;总结了目前上转换材料在生物光子学中的几大应用,着重介绍了生物传感、细胞成像、动物成像、漫射光层析成像、光动力治疗、多模式成像六个方面的应用。本文在最后也对今后的研究进行了展望。