金纳米棒在生化分析及癌症治疗中的应用

金纳米棒@卟啉MOF复合材料的制备及其PTT-CDT联合治疗金纳米棒@卟啉MOF复合材料的制备及其PTT/CDT联合治疗近年来，癌症已成为世界上的头号杀手之一。

尽管传统的化疗和放疗方法已经取得了一定的成效，但这些治疗方法常常伴随着严重的副作用和治疗效果的限制。

因此，探索一种新型、高效的抗癌治疗方法迫在眉睫。

光热疗法（photothermal therapy，PTT）和化学动力疗法（chemodynamic therapy，CDT）是近年来备受关注的两种抗癌治疗方法。

PTT利用光敏材料吸收激光光源的能量，将其转化为热能，从而使癌细胞受到温度的影响而破坏。

CDT则是通过特定的化学反应，使癌细胞受到氧化应激而破坏。

然而，单一治疗方法的应用往往存在一些限制，如光敏剂的局限性和光热疗法在深层组织中的限制等。

为了克服这些限制，研究人员开始探索将不同治疗方法联合应用的疗法。

在这方面，金纳米棒@卟啉金属有机骨架（MOF）复合材料的制备和应用引起了研究者的极大关注。

首先，我们来理解一下金纳米棒（gold nanorods，GNRs）和金属有机骨架（MOF）的特性。

GNRs是由金纳米颗粒组成的纳米材料，其具有优异的光热性能和表面等离子共振效应。

而MOF是一种由金属离子和有机配体通过配位键构建而成的晶体，具有高度可调性和空隙结构。

这两种材料的结合，将有助于优化PTT和CDT的联合治疗效果。

制备金纳米棒@卟啉金属有机骨架复合材料的方法如下：首先，制备金纳米棒。

将金盐和表面活性剂溶解在溶剂中，加入还原剂使金离子还原成金原子，而后金原子在表面活性剂的作用下形成金纳米棒。

其次，制备卟啉金属有机骨架。

将适量的金属离子和有机配体溶解在溶剂中，通过配位反应自组装形成卟啉金属有机骨架。

最后，将金纳米棒和卟啉金属有机骨架进行复合。

由于金纳米棒和卟啉金属有机骨架具有亲和性，它们可以通过自组装等方法有效地形成复合材料。

通过这种制备方法得到的金纳米棒@卟啉MOF复合材料具有多重功能。

Journal of China Pharmaceutical University2022，53（1）：99-104学报金纳米片在肿瘤治疗和诊断中的应用刘美辰，梁爽，刘永军*，张娜**（山东大学药学院，天然产物化学生物学教育部重点实验室，济南250012）摘要金纳米片是一类具有纳米厚度的新型二维纳米金属材料，因其优良的特性而备受关注，近年来被广泛应用于肿瘤治疗和诊断领域。

根据金纳米片的特点及制备方法，本文重点归纳了近年来金纳米片在肿瘤治疗和诊断中的应用，以期为金纳米片在肿瘤研究和应用提供参考和思路。

关键词金纳米片；肿瘤治疗；肿瘤诊断；药物递送中图分类号R318；R944文献标志码A文章编号1000-5048（2022）01-0099-06doi：10.11665/j.issn.1000-5048.20220115引用本文刘美辰，梁爽，刘永军，等.金纳米片在肿瘤治疗和诊断中的应用［J］.中国药科大学学报，2022，53（1）：99–104.Cite this article as：LIU Meichen，LIANG Shuang，LIU Yongjun，et al.Application of Au nanoplates in tumor therapy and diagnosis［J］.J China Pharm Univ，2022，53（1）：99–104.Application of Au nanoplates in tumor therapy and diagnosisLIU Meichen,LIANG Shuang,LIU Yongjun*,ZHANG Na**Key Laboratory of Chemical Biology(Ministry of Education),School of Pharmaceutical Sciences,Shandong University,Ji′nan 250012,ChinaAbstract Au nanoplates(Au NPLs),a kind of novel two-dimensional metal materials with nanometer scale thickness,have attracted much attention due to their excellent properties;and have been widely used in the fields of tumor diagnosis and treatment in recent years.This article introduces the characteristics and preparation meth⁃ods of Au nanoplates and summarizes their application in tumor diagnosis and treatment in recent years,in order to provide reference and ideas for the research and application of Au nanoplates in tumor.Key words Au nanoplates;tumor therapy;tumor diagnosis;drug deliveryThis study was supported by the National Natural Science Foundation of China(No.81773652)and the Young Scholar Program of Shandong University(YSPSDU,2017WLJH40)恶性肿瘤是全球性的健康问题，2020年诊断为肿瘤的患者数达1930万人，1000万人死于恶性肿瘤，其发病率仅次于心脑血管疾病。

纳米金粒子在生物医学领域的应用研究近年来，随着纳米技术的发展和应用，纳米材料在生物医学领域的应用研究逐渐受到重视。

其中，纳米金粒子作为一种重要的纳米材料，具有良好的生物相容性、表面功能化方便等优点，被广泛应用于分子诊断、分子成像、生物分离与纯化等多个方面。

本文将从纳米金粒子的制备和表面修饰、在生物传感、分子诊断、治疗等方面的应用研究等多个方面探讨其在生物医学领域的研究进展。

一、纳米金粒子的制备和表面修饰纳米金粒子的制备方法主要包括化学还原法、生物还原法、微波法、光化学法、电沉积法等多种方法。

其中，化学还原法是最常用的制备方法之一。

通过调节反应条件和控制金离子还原速度，可以制备出具有不同形状和尺寸的金纳米粒子。

此外，金纳米粒子的表面性质也可以通过表面修饰来实现。

常用的表面修饰方法包括吸附、交联、共价键接等。

表面修饰可以改变金纳米粒子的物理化学性质，为其进一步在生物医学领域的应用提供基础。

二、纳米金粒子的生物传感生物传感技术是一种检测生物体内特定成分的技术，其在临床诊断、药物研发等方面具有重要的应用价值。

纳米金粒子在生物传感的应用研究中发挥了重要的作用。

通过表面修饰和功能化，纳米金粒子可以与生物分子发生特异性的相互作用，实现对生物分子的检测和定量。

例如，在血液中检测心脏标志物、癌症标志物等方面，纳米金粒子已经被广泛应用。

三、纳米金粒子在分子诊断中的应用分子诊断技术是一种基于分子水平的诊断技术，其在疾病的早期诊断、病因分析等方面具有重要的应用价值。

纳米金粒子在分子诊断中的应用研究也得到了广泛关注。

通过表面修饰和功能化，纳米金粒子可以与靶分子发生特异性的相互作用，并通过各种信号光谱技术实现对靶分子的检测。

例如，在乳腺癌、肝癌等方面，纳米金粒子已经成功应用于早期诊断。

四、纳米金粒子在治疗中的应用除了在生物传感、分子诊断等方面的应用，纳米金粒子在生物医学领域的治疗方面也具有广阔的应用前景。

纳米金粒子可以被设计成具有特定功能的纳米药物载体，通过靶向性的作用实现药物的精准输送。

DNA-金棒纳米复合结构用于癌症研究获新进展
佚名
【期刊名称】《新材料产业》
【年(卷),期】2015(0)10
【摘要】据报道，近日，国家纳米科学中心丁宝全课题组在市基金一市科研院联
合基金（“核酸纳米结构作为高效抗肿瘤光热转换材料运输载体的研究”）及其他科技计划资助下，利用DNA折纸纳米结构作为模板，通过DNA杂交作用搭载具有DNA短链修饰的金纳米棒，在活体水平使用该组合结构进行肿瘤细胞光热杀伤实验，发现其较普通金棒具有明显增强的细胞水平光热治疗效果（约提高3倍），【总页数】1页(P86-86)
【关键词】纳米复合结构;基金;国家纳米科学中心;DNA杂交;癌症;光热转换;细胞水平;科技计划
【正文语种】中文
【中图分类】S435.32
【相关文献】
1.一维金纳米材料的研究进展:Ⅱ.金纳米棒(丝)和金纳米粒子/碳纳米管复合材料的
合成和组装 [J], 董守安
2.长春应化所在金标纳米粒子应用于生物芯片研究方面获新进展 [J], 中科院长春
应用化学研究所
3.纳米金壳光热化疗结合治疗癌症获新进展 [J],
4.长春应化所在金标纳米粒子应用于生物芯片研究方面获新进展 [J], 无
5.中科院长春应化所在金标纳米粒子应用于生物芯片研究方面获新进展 [J],
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金纳米棒电学性质及应用金纳米棒是一种由金纳米颗粒组成的纳米材料，其形状呈棒状。

它具有独特的电学性质，被广泛应用于各种领域。

金纳米棒的电学性质主要表现在其导电性和光电性方面。

金是一种优良的导电材料，金纳米棒的导电性能比其他纳米材料更好。

此外，金纳米棒还具有优异的光电性能，其表面等离子共振效应使其在吸收和散射光线时具有很高的效率。

这两个特性赋予了金纳米棒许多独特的应用。

首先，金纳米棒被广泛应用于电子器件中。

由于其优良的导电性能，金纳米棒常被用作电极材料，例如在太阳能电池、柔性电路和传感器中。

金纳米棒的导电性能使得这些器件具有高效的电能转换效率和灵敏的感应能力。

其次，金纳米棒在纳米电子学中也具有重要的应用。

金纳米棒可以用来制作纳米电子器件，例如纳米晶体管和纳米电容器。

由于其尺寸小、热稳定性好和可控制的电学性能，金纳米棒被认为是下一代纳米电子器件的理想选择。

此外，金纳米棒还可用于制备电子显微镜中的导电材料。

传统电子显微镜需要使用导电材料来增强样品的电导率，以便更好地观察样品的表面形貌和内部结构。

金纳米棒可以被均匀分散在样品表面，形成导电薄膜，因此被广泛应用于电子显微镜中。

此外，金纳米棒还具有用于生物医学领域的应用潜力。

由于其生物相容性好、表面修饰容易和高效的光热转换性能，金纳米棒可以用于药物运载、癌症治疗和生物传感器等领域。

例如，在癌症治疗中，可以利用金纳米棒的表面等离子共振效应吸收红外光，将光能转化为热能，从而实现高效的光热治疗。

总之，金纳米棒具有出色的电学性质和多样的应用前景。

通过对金纳米棒的表面修饰和形态控制，可以进一步优化其电学性能，并拓展其应用领域。

随着科学技术的不断发展，金纳米棒有望在电子学、医学和材料科学等领域发挥更大的作用。

无机纳米材料在生物医学中的应用无机纳米材料在生物医学领域中的应用逐渐受到了广泛的关注和研究。

由于其独特的物理化学特性，无机纳米材料在诊断、治疗和生物成像等方面具有巨大的潜力。

本文将重点探讨无机纳米材料在生物医学中的应用。

一、无机纳米材料在药物传递中的应用药物传递是生物医学中一项重要的研究领域。

利用无机纳米材料作为载体，可以实现药物的高效传递和靶向释放。

例如，磁性纳米颗粒可以通过外加磁场的作用将药物导向到特定的疾病部位，提高药物的疗效并减少副作用。

另外，金属氧化物纳米颗粒也可以通过其独特的化学反应性，实现对药物的控制释放。

二、无机纳米材料在生物成像中的应用生物成像技术在医学中起到了至关重要的作用。

无机纳米材料具有优异的光学、磁学和声学性质，可以用于生物成像技术中的造影剂。

例如，金纳米棒可以通过控制其表面等离子共振吸收峰，实现红外光谱成像。

磁性纳米颗粒被广泛应用于磁共振成像，其高磁性能使得磁共振图像的对比度更加清晰。

三、无机纳米材料在癌症治疗中的应用癌症是当今社会的重大健康问题，而无机纳米材料在癌症治疗中展现出了巨大的应用潜力。

纳米金材料可以通过其表面等离子共振效应，将光能转化为热能，从而实现光热疗法。

另外，载药的磁性纳米颗粒可以通过外加磁场的辅助，将药物靶向输送到肿瘤部位，提高治疗效果。

四、无机纳米材料在组织工程中的应用组织工程是一门前沿的生物医学领域，致力于修复和替代受损组织和器官。

无机纳米材料在组织工程中扮演着重要的角色。

例如，纳米尺度的多孔陶瓷材料可以用作人工骨骼的替代材料，具有优异的生物相容性和骨生长性能。

此外，纳米纤维也被广泛用于三维细胞培养和组织工程的支架材料。

综上所述，无机纳米材料在生物医学领域中的应用具有重要的意义。

通过对药物传递、生物成像、癌症治疗和组织工程等方面的研究，无机纳米材料有望为生物医学带来突破性的进展和创新。

然而，应用无机纳米材料仍面临一些挑战，例如生物安全性和长时间稳定性等问题，需要进一步的研究和探索。

纳米金属材料在生物医学领域中的应用研究引言随着纳米科技的发展，纳米金属材料作为一种新型材料，引起了人们对其在各个领域的应用研究。

特别是在生物医学领域，纳米金属材料的独特特性为医学治疗和诊断带来了许多前所未有的机会。

本文将探讨纳米金属材料在生物医学领域中的应用研究。

纳米金属材料的制备方法纳米金属材料的制备方法多种多样，常见的包括溶液法、气相法、热蒸发法等。

其中，溶液法是应用最为广泛的方法之一。

通过控制反应条件和添加特定的表面活性剂，可以得到具有不同形状和尺寸的纳米金属颗粒。

此外，还可以通过控制反应温度和反应时间等参数来调控纳米金属颗粒的尺寸分布。

纳米金属材料在生物传感器中的应用纳米金属材料在生物传感器中的应用是一项具有巨大潜力的研究领域。

以金纳米颗粒为例，其表面的物理和化学性质使其成为一种理想的生物传感器材料。

金纳米颗粒可以通过表面修饰与生物分子特异性结合，从而实现对特定生物官能团的检测。

同时，金纳米颗粒在红外区域具有强烈的吸收和散射特性，可以通过测量吸收和散射的改变来实现生物分子的定量检测。

纳米金属材料在癌症治疗中的应用癌症治疗是生物医学领域中的一大挑战。

传统的治疗方法往往具有较大的副作用，并且对肿瘤细胞的选择性不高。

而纳米金属材料的特殊性质使其成为一种理想的肿瘤治疗材料。

一方面，纳米金属材料可以通过表面修饰与肿瘤细胞特异性结合，从而实现对肿瘤细胞的选择性灭活。

另一方面，纳米金属材料具有较大的比表面积和较好的生物相容性，可以通过改变其表面性质来实现药物的载体功能。

纳米金属材料在光热治疗中的应用光热治疗是一种利用光热效应杀灭肿瘤细胞的方法。

纳米金属材料由于其较好的光学性能，成为一种理想的光热治疗材料。

通过将纳米金属材料注入肿瘤组织，当其受到激光照射时，会发生光吸收和能量转化，产生高温效应，从而灭活肿瘤细胞。

此外，纳米金属材料还可以通过调控其表面等离激元共振效应，实现对光热治疗的增强效果。

纳米金属材料在生物成像中的应用生物成像是生物医学领域中的一项重要技术，用于检测和观察生物体内的细胞和组织结构。

金纳米棒的表面修饰及其在生物医学上的应用的开题报告1. 研究背景和意义：金纳米棒 (GNR) 是一种具有特殊光学和生物医学应用潜力的纳米材料。

GNR 可以在近红外区域吸收和散射光线，这使得它们在生物成像、光动力治疗和药物传递等方面都有很大的应用前景。

然而，由于其表面易发生氧化、污染和生物毒性等问题，使得其在应用过程中存在一定的风险和不确定性。

因此，对于 GNRs 表面的修饰和功能化研究，对于其在生物医学领域中的应用具有重要的意义和价值。

2. 研究内容和方法：本研究主要分为两个方面：一是关于GNRs 表面修饰的相关研究，包括 GNRS 表面修饰的化学方法、表面结构和形态的调控等；二是 GNRs 在生物医学领域中的应用研究，包括 GNRs 在生物成像、光动力治疗和药物传递等方面的应用研究。

在研究方法上，将采用化学合成和器械测试等方法，对 GNRS 进行表面修饰、结构和形态的调控，探究不同表面特性对 GNRS 在生物医学领域中的应用情况。

3. 研究意义和预期结果：本研究主要意义在于探究 GNRS 在生物医学领域中的应用，为其在生物成像、光动力治疗和药物传递等方面的应用提供理论和实验基础支撑，并为解决 GNRS 在应用过程中存在的风险和不确定性提供思路和方法，具有一定的基础理论价值和应用前景。

预期结果如下：(1) 通过对 GNRS 表面结构和形态的调控，提高其在生物医学领域中的应用性能以及生物相容性。

(2) 验证不同表面特性 GNRS 在生物成像、光动力治疗和药物传递等方面的应用效果，从而提高 GNRS 的应用效率和治疗效果。

(3) 在表面修饰和功能化的基础上，进一步完善 GNRS 的相关性能和应用特点，为其在生物医学领域中的应用提供一定的理论和实验支撑。

金纳米簇和金纳米棒
金纳米簇和金纳米棒是近年来研究热点，它们具有许多特殊的物理和化学性质，因此在生物医学、光电子学、催化剂等领域具有广泛的应用前景。

金纳米簇是由几个金原子组成的微小团簇，通常直径不超过2纳米。

它们具有高度可控的结构和光学性质，可以用于生物成像、药物传递和光催化等应用。

金纳米棒是细长的金纳米结构，其直径通常在10到50纳米之间，长度可以从几十至几百纳米不等。

金纳米棒的形状和大小对其光学性质和表面等离子体共振效应具有重要的影响，因此可以用于生物成像、肿瘤治疗和光电子学等领域。

近年来，人们还研究了将金纳米簇和金纳米棒结合起来的复合纳米材料，以期能够发挥它们各自的优势，实现更广泛的应用。

总之，金纳米簇和金纳米棒是纳米材料领域中的重要代表，它们为许多领域的研究和应用提供了新的思路和方法。

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纳米金在肿瘤诊疗中的应用姓名：学号：专业：摘要：纳米金由于具有独特的物理、化学性能受到学术界的高度关注，并广泛地应用于催化、光电、生物医药等领域。

本文主要介绍了纳米金粒子在肿瘤诊断学领域中的应用及研究进展关键词：纳米金粒子；肿瘤；诊疗剂；细胞毒性引言近年来，纳米材料和纳米技术越来越多地进入到临床应用阶段。

这些纳米颗粒通常指的是数十纳米至数百纳米大小的量级金纳米颗粒具有非常独特的物理、化学性质，主要表现在以下3个方面：(1)金纳米相对安全，易于制备，稳定性非常好；(2)具有纳米颗粒所特有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电效应等；(3)具有独特的电学效应、光学效应、磁学效应、催化效应和生物亲和效应。

[1]因此，金纳米颗粒得以在生物医学中有广泛的应用[2]。

在肿瘤的治疗中，金纳米颗粒相对于传统药物具有更好的穿透能力，在治疗和诊断中应用的风险相对于传统药物更低。

[3-4]纳米颗粒的功能化是目前的研究热点，多功能的金纳米颗粒正被开发用于肿瘤诊断和治疗中。

本文总结了近几年纳米金在肿瘤诊断中的应用研究情况，并进行了简单的评述。

1、纳米金概述1.1金纳米粒子的形状与性质。

金纳米粒子因其不同的形状和大小表现出独特的物理和化学性质。

第一，金核基本上是惰性的和无毒的。

第二，金纳米的合成相对容易，且直径范围可控，常为1～150 nm。

第三，不同性质、尺寸的金纳米可以控制药物在不同部位的释放，成为良好的药物载体。

目前已经开发出各种形状的金纳米颗粒以应对不同的治疗需求。

金纳米球(AuNPs)是由氯金酸还原产生的金纳米颗粒，直径范围在1到大于100 nm，主要用于成像和放射增敏。

金纳米壳(AuNSs)是球形结构，其结构包括二氧化硅的核心和薄层金外壳，直径范围在50—150 nm。

AuNSs可以通过改变核心直径和壳壁厚度来调整其光学性质。

金纳米棒(AuNRs)通常是利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为稳定剂，通过氯金酸在金种子上反应合成[5]。

Vol.422021年4月No.41202~1212CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 高等学校化学学报功能化金纳米材料在肿瘤诊疗中的研究与应用葛浩英1，杜健军1，2，龙飒然1，2，孙文1，2，樊江莉1，2，彭孝军1（1.大连理工大学精细化工国家重点实验室,大连116024；2.大连理工大学宁波研究院,宁波315016）摘要作为一种重要的贵金属,金具有表面等离子共振的光学特性,在材料、催化和医学诊疗等领域有着广泛且重要的应用.本文综合评述了表面功能化的金纳米材料在肿瘤诊断及治疗领域的相关研究,并对金纳米材料在肿瘤诊疗领域的未来发展进行了展望.关键词金纳米材料；表面等离子共振；临床诊断；光疗；联合治疗中图分类号O614文献标志码A 金（Au ）作为一种稀有的贵金属，在催化、电子通讯及医疗诊断等领域发挥着重要的作用，是不可或缺的重要材料［1］.18世纪60年代，科学家们开始有意识地制备金纳米粒子，从而拉开了金纳米材料研究的序幕.近年来，随着材料表征手段的快速发展，人们可以更加直观地看到金纳米材料的“真面目”并利用其在催化及光学等方面的独特性质开发其在光声成像、药物传递、传感诊断和临床治疗等新领域的功能和应用.金纳米材料具有独特的局域表面等离子共振（LSPR ）的光学特性，当入射光照射到金纳米粒子表面时，如果入射光频率和金纳米粒子表面传导电子的整体振动频率相匹配时，其表面就会发生自由电子的集体振荡现象，在光谱中表现为明显的LSPR 特征吸收［2~8］.著名的莱克格斯杯（公元前4世纪，现存于大英博物馆）呈现出奇特的变色现象，就是由于玻璃中纳米尺度的金、银颗粒LSPR 特征吸收导致的.大量研究表明，这种LSPR 特征吸收与金纳米材料的形貌、大小、粒子间距及其表面修饰等因素密切相关（图1）.金纳米粒子（13nm ）的LSPR 特征吸收峰在520nm 处，其溶液呈现明亮的酒红色.当纳米粒子发生聚集时，其在520nm 处的吸收强度降低并在600~800nm 范围内出现一个新的LSPR吸收峰，溶液颜色则变为蓝色.这种颜色变化在金属离子检测、小分子识别及蛋白质间相互作用等研究中Fig.1Absorption wavelengths of gold nanomaterials with different morphologies and sizesdoi ：10.7503/cjcu20200639收稿日期：2020-09-01.网络出版日期：2021-03-03.基金项目：国家自然科学基金(批准号:21421005,21676047,21822804,21878039,21925802)和NSFC -辽宁联合基金(批准号:U1908202,U1608222)资助.联系人简介：杜健军,男,博士,教授,主要从事功能纳米材料及染料的研究.E -mail:*************.cn［综合评述］No.4葛浩英等：功能化金纳米材料在肿瘤诊疗中的研究与应用广泛应用［6，7，9~11］.进一步研究发现，金纳米材料的局域表面等离子体激元还会极大地提高其表面吸附分子的拉曼信号强度，因此可以用作拉曼增强基质材料［12~15］.Zhan 等［16］利用DNA 折纸法将两个金纳米三角形组成类似蝴蝶结的纳米结构，在纳米粒子缝隙中呈现出明显的局部电磁场增强和空间限域效应，从而极大地提高了拉曼信号强度［图2（A ）］.此外，上述电磁增强效应还可以应用于荧光增强、光学镊子和非线性光学等领域.金纳米粒子局域增强的电磁场可以影响其周围的荧光分子.例如，当荧光分子和金纳米粒子之间的距离满足福斯特共振能量转移的条件时，分子荧光会被金纳米粒子有效地猝灭.Li 等［17］将荧光分子修饰在金纳米粒子的表面，在其富集到肿瘤处后特异性地释放荧光分子，从而实现肿瘤的特异性荧光成像［图2（B ）］.金纳米材料可以将吸收光子的能量转换成电子的动能［18］.当运动电子被晶格/声子散射时，部分动能转化为晶格振动能，并最终以热的形式释放，这就是所谓的“光热效应”［19，20］.LSPR 现象可以显著地增强金纳米粒子（金纳米棒、金纳米笼、金纳米星、金纳米锥等）的吸光能力，使其在光热转换方面发挥重要作用［21~24］.金纳米棒在可见光和近红外两个波长范围内均具有较强的吸收［25］.其中，低长径比金纳米棒常用于拉曼成像，而高长径比的金纳米棒则更适合用于光热治疗［26，27］.Zhang 等［28］利用金纳米棒负载药物对肿瘤处进行光声成像和光热治疗，实现与化疗协同抑制肿瘤生长［图2（C ）］.近年来，为了进一步增强入射光的穿透深度并降低其光毒性，近红外二区光疗成为研究热点［20］.研究结果表明，通过增加金纳米棒的长径比或发展新的金纳米结构（如金纳米骨等）可以将其吸收红移至近红外二区（1100~1200nm ）［14，29］.2004年，Hainfeld 等［30］首次证明具有高原子序数的金纳米粒子可以增加局部辐射剂量，通过增强光电效应和康普顿效应，放大对DNA 的损伤效应［31］.此外，金纳米材料可以通过能量或电子转移的形式将吸收的光子能量转移给其周围的氧气、过氧化氢或光敏剂等小分子，通过光化学反应产生活性氧实现对肿瘤的光动力治疗，有效解决光利用率低、吸收波长短及肿瘤乏氧等制约光动力治疗发展的问题.Han 等［32］利用二氢硫辛酸包覆金纳米团簇用于肿瘤的光动力治疗［图2（D ）］.实验结果表明，在Fig.2Properties of gold nanoparticles in imaging and treatments(A)Gold bowtie nanostructures based on DNA origami for enhancing surface enhanced Raman signal [16];(B)the multicolor nano⁃probe for the detection of intracellular tumor [17];(C)the chemo⁃photothermal theranostic platform based on polydopamine⁃coated gold nanorods [28];(D)the efficient in vivo PDT system based on a nanomaterial,dihydrolipoic acid coated gold nanocluster [32].(A)Copyright 2018,Wiley⁃VCH;(B)Copyright 2012,Wiley⁃VCH;(C)Copyright 2016,American Chemical Society;(D)Copyright2020,American Chemical Society.1203Vol.42高等学校化学学报800nm 光照下二氢硫辛酸包覆的金纳米团簇产生了大量的超氧阴离子，可有效地杀伤肿瘤细胞并抑制肿瘤细胞的转移.用于肿瘤诊疗的金纳米材料要具有良好的生物相容性、稳定性和分散性.因此，在其表面可以通过氢键、配位络合或静电作用修饰带有氨基、巯基等功能基团的小分子或高聚物，以增加体系的生物相容性和多功能性.由于金纳米材料在溶液中具有较大的比表面积并且呈现负电性，因此带正电的物质很容易吸附在金纳米材料表面来提高自身稳定性.但由于生物体内环境复杂，较弱的静电力容易受到干扰而使修饰物脱落.巯基容易与金生成稳定性更好的Au —S 键（1-十二烷硫醇在金表面的结合能约为162eV ），该方法已成为在生物体内应用金纳米材料的主要修饰方法［33］.例如，巯基连接聚乙二醇常用来增加生物相容性从而避免巨噬细胞的吞噬.同时，在金纳米材料表面连接荧光分子可以实现对肿瘤的选择性成像，或者连接核酸序列对micRNA 进行灵敏检测［17，18，34］.此外，含氮（N ）和氧（O ）等的功能基团也可以修饰在金表面，但由于该两类原子为硬酸，其作用力明显弱于Au —S 键［35］.本文将主要介绍近年来金纳米材料的表面功能化及在肿瘤诊断和治疗等领域的最新进展.1增强金纳米材料的肿瘤靶向性与正常组织相比，肿瘤处的血管壁间隙大、通透性好，金纳米材料经过静脉注射后会通过被动靶向富集到肿瘤组织处.通过在金表面修饰靶向分子，可极大地提高纳米材料的生物相容性和主动靶向能力.1.1粒径影响金纳米粒子的粒径直接影响其被动靶向肿瘤的能力.纳米粒子在血液中的运输速度通常会随粒径的增大而降低，并减小其组织穿透深度；但对于粒径过小的纳米粒子，其被动靶向作用将大大减弱.因此，通常将金纳米粒子的粒径控制在10~200nm 范围内.Cai 等［36］合成了不同粒径的金纳米笼，研究了其在淋巴系统中的转运及在淋巴结中的传输速率和积累量［图3（A ）］.与粒径为50nm 的金纳米笼相比，粒径为30nm 的金纳米笼表现出更快的传输速率和更大的积累量，不但可以在前哨淋巴结12mmFig.3Influence factors of gold nanometer for their enrichment in tumor(A)TEM images of Au nanocages with average edge lengths of 50nm and 30nm,and PA images of the axillary region of ratsacquired at 0,5,and 120min after injection of the AuNCs with different concentrations [36].(B)gold nanoshell⁃coated rod⁃likemesoporous silica nanoparticles which integrated cascade tumor targeting(mediated by photothermal effect and molecular receptor binding)and photothermal treatment enhanced gemcitabine chemotherapy,under mild near ⁃infrared laser irradiation condi⁃tion [37].(C)RBC⁃membrane⁃coated gold nanocages,followed by PTT cancer treatment in mice [41].(D)mechanism of mitochondria⁃templated gold nanoparticle accumulation for tumor⁃selective therapy [42].(A)Copyright 2011,American Chemical Society;(B)Copyright 2017,American Chemical Society;(C)Copyright 2014,AmericanChemical Society;(D)Copyright 2018,American Chemical Society.12041205 No.4葛浩英等：功能化金纳米材料在肿瘤诊疗中的研究与应用的深度进行成像，还可以进一步到达第二和第三腋窝淋巴结.1.2血管通透性肿瘤处的血管通透性越好，在血管中随血液流动的纳米粒子就越容易富集于肿瘤组织.为了增加肿瘤部位的血管通透性，人们做出了很多的尝试，例如用药物或热刺激肿瘤处的血管.药物可以清除肿瘤处少量的血小板，但其用量及安全性都有严格的要求.相比之下，利用光热改善血管的通透性从而增强纳米粒子在肿瘤处积累的方法更加安全.Zhao等［37］合成了金纳米壳包覆棒状介孔二氧化硅纳米颗粒［图3（B）］，并发现通过近红外激光照射引发的光热作用可显著改善吉西他滨在肿瘤组织中的渗透和蓄积，进一步破坏胰腺癌的致密间质屏障，增强小鼠的化疗敏感性.小鼠实验证明该体系可以通过整合肿瘤靶向策略和增强药物传递效率实现胰腺癌的治疗并有效降低其复发率.1.3生物相容性在生物体内，纳米粒子很容易被巨噬细胞吞噬而影响其靶向性递送［38］.因此，需要通过表面修饰增加其生物相容性，从而减少巨噬细胞对纳米粒子的吞噬.Benjamin等［39］利用噬菌体Qβ表面的天然配体来合成金纳米粒子，并负载了大量的阿霉素药物分子.体外实验表明，在同一个培养基中仅在激光照射的区域才会有阿霉素的释放并诱导细胞死亡，说明该结构具有高选择性的药物可控释放和细胞杀伤能力.Gao等［40］利用脂质体包裹金纳米笼和光敏剂，实现了体外双光子光热/光动力联合治疗肿瘤.同样地，Piao等［41］利用红细胞膜包裹金纳米笼用于肿瘤的光热治疗，不仅增加了金纳米笼的稳定性和循环时间，还有效地增加了肿瘤细胞对纳米笼的摄取［图3（C）］.小鼠实验结果表明，红细胞膜包裹后的金纳米笼具有较高的生物安全性，不会对小鼠的正常组织和器官造成损害.1.4主动靶向性纳米粒子通过自身被动靶向能力在肿瘤处富集的程度和选择性较低，因此需要通过对金纳米粒子表面进行修饰以增加其主动靶向肿瘤的能力.Ma等［42］将三苯基膦修饰在金纳米粒子的表面来靶向肿瘤细胞的线粒体，通过金纳米粒子之间的等离子体耦合效应实现光热转化.体外实验结果表明，光照射下肿瘤组织的局部温度是正常组织的4倍，说明金纳米粒子在修饰后能靶向肿瘤的线粒体［图3（D）］.常用的靶向修饰分子还包括叶酸、透明质酸及蛋白受体等［42~46］.2肿瘤成像及体外诊断2.1荧光成像金纳米粒子是能量转移的良好受体，可以通过福斯特能量共振转移高效地猝灭荧光分子的荧光，因此广泛用于开发“关-开”型成像体系用于肿瘤成像［45，47］.Shi等［48］在金@银/金纳米粒子表面修饰了靶向肿瘤的适配子和带有荧光团的互补核酸序列［F-cDNA，图4（A）］.银元素的引入显著增大了纳米粒子在400~1100nm范围内的吸收截面.在到达肿瘤细胞前，荧光团F-cDNA被有效猝灭.当纳米粒子主动靶向到达肿瘤处时，靶向适配子与靶细胞表面的受体发生特异性的相互作用，导致荧光团F-cDNA 的释放，极大地提高了荧光成像对比度.该体系可以用于肿瘤诊断成像及指导后续治疗.2.2光声成像生物体内的环境复杂，为了避免荧光分子从纳米粒子的表面脱落或被置换而影响其成像的准确性，急需开发新的成像方式.由于热声信号之间可以相互转换，金纳米材料的光声成像性能逐渐被开发并用于生物医学成像［49~51］.Liu等［52］通过湿法化学合成和逐层自组装相结合的方法制备了谷胱甘肽响应的磁性金纳米环［图4（B）］，其可以实现核磁成像和光声成像双模式肿瘤定位，精准指导肿瘤处的光热治疗.体外测试结果表明，其光热升温能够达到80℃，可以通过光热疗去除皮下模型肿瘤. Zhang等［53］进一步通过利用酸触发多肽-金纳米粒子聚集诱导的耦合效应实现了光声、CT及光热等多模式肿瘤成像.2.3表面增强拉曼成像当入射光照射到金纳米粒子表面时，其周围的电子和电磁辐射发生强烈的电子相干振荡，导致电Vol.42高等学校化学学报磁场增强，特别是纳米颗粒的锐边、尖端以及颗粒间的缝隙等位置增强更加明显.当具有拉曼信号的分子处于上述“热点”时，其拉曼信号显著增强（106~1015数量级）［15，45］.Wang 等［14］在金纳米粒子表面修饰了4-氨基苯硫酚用于超小肿瘤的表面增强拉曼成像，并利用金纳米骨负载化疗药物阿霉素［图4（C ）］.该体系具有非常高的灵敏度，可用于肿瘤原位成像识别.荷瘤小鼠活体实验表明该纳米粒子可以在光声-拉曼双重成像的引导下，利用近红外二区的光高效地杀伤肿瘤.2.4CT 成像目前，临床上主要使用含碘的有机分子作为X 射线计算机断层扫描（CT ）成像的造影剂，但造影时间短和可能电离出碘离子等问题急需解决.与碘相比，金由于具有更高的原子序数和更强的X 射线吸收能力而有望成为新一代CT 成像造影剂［50，54，55］.Liu 等［54］利用CT 成像技术研究了金纳米星结构在生物体内的生物分布和肿瘤摄取情况，并用于追踪金纳米星在老鼠体内光热治疗肿瘤的效果.Tsvirkun 等［56］将金纳米共价连接组织蛋白酶靶向探针，有效用于肿瘤靶向CT 成像［图4（D ）］.2.5体外诊断与在生物体内实现光声成像、CT 成像、荧光成像和拉曼成像不同，利用体液（血液、尿液等）可以更加简便地实现疾病的检测诊断.尿酸、肌酐和腺苷等生物小分子在体液中的含量是评价肾功能及其相关疾病的重要依据.我们［57］发现，汞离子可诱导肌酐和尿酸共同修饰的金纳米粒子溶液产生灵敏的Fig.4Gold nanomaterials⁃based tumor imaging(A)The novel activatable theranostic nanoprobe strategy for in vivo cancer imaging [48].(B)the synthesis of magnetic goldnanowreath and their applications as glutathione⁃responsive T1⁃weighted imaging contrast agents [52].(C)fabrication of gold nanoframeworks⁃Dox nanosystem and it for SERS⁃based Raman⁃photoacoustic imaging [14].(D)a new class of nanosized ca⁃thepsintargeted activity⁃based probes for functional CT imaging of cancer.(A)Copyright 2014,Royal Society of Chemistry;(B)Copyright 2018,American Chemical Society;(C)Copyright 2020,Wiley⁃VCH.1206No.4葛浩英等：功能化金纳米材料在肿瘤诊疗中的研究与应用颜色变化，首次提出了尿酸和肌酸酐分子由于纳米粒子空间位阻的存在而在金纳米粒子表面表现出针对汞离子的协同络合效应.以上述发现为基础，我们［58］转换思路进一步组装了尿酸/汞离子-金纳米粒子体系，实现了血清及尿液等体液中肌酸酐的定性/定量识别.基于金纳米粒子这种以自身空间位阻形式被动参与目标客体识别的机理，随后我们进一步筛选并开发了腺苷/银离子修饰的金纳米粒子体系，实现了其在尿液及血液样品中肌酸酐比色识别的无汞化［图5（A ）］［6］，为金纳米粒子在疾病体外检测方面的应用奠定了基础［2］.Loynachan 等［59］将2nm 金纳米簇连接上功能性多肽并负载到蛋白载体上，该功能性多肽在疾病发生部位因可以被特异性的酶切割而导致金纳米簇的高效释放［图5（B ）］.他们在大肠癌小鼠模型中应用金属蛋白酶反应性的金纳米簇-蛋白酶复合物，通过简单的比色读数成功地检测了荷瘤小鼠尿液中的金纳米簇，为快速检测多种疾病相关的蛋白酶提供了简单灵敏的方法.综上所述，金纳米材料在肿瘤成像和诊断中有着重要的应用价值.基于金纳米粒子表面修饰荧光分子体系的荧光成像既保留了荧光分子成像灵敏度高及可视化的优点，又增加了靶向性和可激活等特点，但依然存在分子易漂白及易脱落等问题.利用金纳米材料自身的LSPR 特性可以大幅提高光声成像和表面增强拉曼的信号强度，避免了荧光成像中的缺点，但如何将金纳米粒子精准靶向运输至肿瘤内以及如何提高光的穿透深度仍是急需解决的难题.由于金纳米粒子具有高X 射线光子俘获截面，其可以作为计算机断层扫描造影剂，解决光穿透深度差的问题.但计算机断层扫描对比度随着金纳米粒子粒径的增加而增加，对金纳米粒子的大小和形貌也有严格要求，还需要不断地探索和优化.基于荧光成像、光声成像、拉曼成像和CT 成像的诊断方法虽然准确度较高，但需要依赖昂贵、复杂的大型仪器设备.相比之下，将金纳米粒子的比色变化用于疾病的体外诊断是一种快速、简单且方便的方法，当其稳定性、准确性及重现性进一步提高后将有望实现临床应用.3肿瘤治疗金纳米材料因具有突出的光热转换效率而被广泛用于光热治疗，如金纳米棒、金纳米笼和金纳米粒子聚集体等［22，23，53，60，61］.金纳米材料的光敏性质和催化活性也被开发用于肿瘤光动力治疗［62］.此外，金纳米粒子还可以通过负载化疗药物、RNA 及DNA 等来实现化疗-基因联合治疗肿瘤［63］.3.1光热治疗近年来，基于贵金属的肿瘤光治疗策略受到广泛关注［64~67］.生物组织对短波长的光具有较强的吸收和散射作用，因此入射光的波长越长，其组织穿透力越强；且长波长的光对生物组织的光毒性也较低［20］.文献报道，金纳米棒、金纳米笼及金纳米花等结构的LSPR 特征吸收波长可以红移到近红外乃至近红外二区，能够实现长波长光热治疗［24，68~72］.Chen 等［25］合成了吸收在1100nm的超小型金纳米棒Fig.5Colorimetric assay of creatinine based on AuNPs via synergistic coordination chemistry of creatininewith adenosine and Ag +(A)[6]and nanocatalyst signal amplification sensing system(B)(A)Copyright 2016,American Chemical Society.1207Vol.42高等学校化学学报（8nm ×45nm ，比常见金纳米棒的尺寸缩小了约5~11倍），可用于近红外二区光照下的肿瘤光声成像和光热治疗.通过体外实验发现其稳定性是普通金纳米棒的3倍，光声信号强度是常用金纳米棒的3.5倍.Zhou 等［23］采用一锅法合成了具有超支化内部结构的金等离子体黑体（粒径小于50nm ），其在400~1350nm 范围内具有强烈的吸收，光热转换效率超过80%，可实现近红外一区和二区高效光热治疗肿瘤（图6）.3.2载药治疗化疗是治疗肿瘤的常规手段，但化疗药物分子的靶向性较差，对正常组织和器官也有损伤.因此，如何增强化疗药物的靶向性，并提高对耐药性细胞的治疗效果是该领域目前急需解决的问题.金纳米材料具有大的比表面积，可用于负载化疗药物［73，74］，实现化疗和光热治疗协同作用，从而解决化疗药物靶向性和耐药性等问题［63］.Xu 等［24］利用小鼠肝癌细胞膜脂质体包覆金纳米笼和化疗药物阿霉素，以增加其在血液内的循环时间并增大肿瘤细胞的摄取率.Wang 等［75］利用三苯基膦修饰的金纳米笼包载热引发剂，高效率地靶向肿瘤线粒体并导致线粒体损伤，在常氧和缺氧条件下都可以诱导肿瘤细胞的凋亡［图7（A ）］.小鼠实验证明了该复合纳米粒子对肿瘤具有很好的靶向性和治疗效果，并且表现出细胞毒性低及炎症反应小等优点.同样，在金纳米粒子表面修饰小干扰RNA 可实现对肿瘤的基因治疗［76］.Shen 等［77］将小干扰RNA 和金纳米棒组装并靶向至乳腺癌细胞，实现了肿瘤的光热和基因沉默联合治疗.体外实验发现该体系没有明显的细胞毒性和免疫毒性，可以显著降低乳腺癌细胞的存活率［图7（B ）］.Fig.6Schematic diagram of synthesis and mechanism of gold plasmonic blackbodies and UV⁃Vis⁃NIRtransmittance of 45nm AuPBs at different concentrations [23]Copyright 2018,American Chemical Society.1208No.4葛浩英等：功能化金纳米材料在肿瘤诊疗中的研究与应用3.3光动力治疗鉴于近红外光的组织穿透能力和安全性，利用其作为光源进行光动力治疗是一种很有前景的策略.研究发现，金纳米簇具有较好的光动力治疗效果［62，78］.2018年，Chen 等［79］用人血清白蛋白和过氧化氢酶对金纳米团簇进行修饰，得到一种多功能光动力治疗纳米材料［图8（A ）］.一方面，该金纳米簇在人血清蛋白的修饰下可以有效地在肿瘤处积累，能够在1064nm 激光照射下产生单线态氧；另一方面，表面修饰的过氧化氢酶可催化过氧化氢产生氧气，缓解肿瘤深处的乏氧状况.细胞和活体实验证明该金纳米簇具有较好的肿瘤定位、荧光成像和光动力治疗肿瘤的效果.3.4纳米酶催化某些金纳米材料具有酶的催化功能，如催化葡萄糖产生过氧化氢以及类过氧化氢酶催化过氧化氢产生活性氧等［80~82］.He 等［80］将人工酶（超小型金纳米粒子）与上转换纳米粒子和卟啉组装［图8（B ）］，通过高效的生物催化驱动光动力治疗作为生物催化剂和纳米反应器.其中，超小型金纳米粒子具有类葡萄糖氧化酶的活性，可以催化葡萄糖产生过氧化氢，导致癌症饥饿治疗和过氧化氢水平的升高.随后Fig.7Gold materials as drug carriers for treatments(A)Gold nanocages with thermal initiator for therapeutics [75].(B)fabrication of PEI⁃gold nanorods for the delivery of siRNA [77].(A)Copyright 2018,American Chemical Society;(B)Copyright 2014,Wiley⁃VCH.Fig.8Gold nanomaterials⁃based therapeutic strategies(A)Synthesis of HSA/CAT@gold nanoclusters and photodynamic therapy;(B)ultrasmall gold nanoparticles with upconversionnanoparticles for synergistic cancer therapy⁃driven PDT through cascade catalytic reactions [80].(C)the use of a hierarchical multiplexing nanodroplet enhances DNA damage and prevents DNA repair [83].(D)passive accumulation and ROS production mechanism of nanoparticles [84].(B)Copyright 2020,Wiley⁃VCH;(C)Copyright 2018,American Chemical Society;(D)Copyright 2016,American ChemicalSociety.12091210Vol.42高等学校化学学报产生的过氧化氢由铁卟啉组成的金属有机骨架层催化产生氧气，最后上转换材料将近红外光转化为可见光来激发铁卟啉以产生单线态氧，从而实现针对实体瘤的协同级联反应驱动的近红外光动力治疗. 3.5放射治疗金具有较大的原子序数，可以作为辐射增敏剂用于增加局域辐射剂量，有效地增强光电效应对DNA的损伤.Jiang等［83］将超小型金纳米颗粒包裹在全氟辛基溴液态纳米滴中，通过辐射引发DNA损伤，并且超声触发的氧气释放可以缓解肿瘤内的缺氧状况，并固定电离辐射所产生的DNA自由基中间体，阻止DNA修复，即可以同时促进DNA损伤的形成和防止随后的DNA损伤修复，最终导致肿瘤坏死［图8（C）］.小鼠实验证明该纳米结构具有良好的治疗效果，20d内监测肿瘤没有复发迹象，为肿瘤治疗提供了一种新的策略.3.6声动力治疗超声具有安全、无创及组织穿透性好等特点，在临床诊断和肿瘤热疗消融等方面得到了广泛的研究和应用.研究表明，可见光难以穿透厘米级厚度的组织，但超声（1MHz）在通过10cm厚的组织后，其强度仍保留31%左右.因此，声动力治疗可以有效用于实体瘤或深部肿瘤的治疗，是目前研究的热点.最近，人们发现金纳米粒子和其它材料形成的异质结结构可以吸收超声并产生活性氧用于治疗肿瘤［84，85］.Deepagan等［84］开发了亲水性的金-二氧化钛纳米复合材料，发现当该纳米复合材料通过超声辐射后，金可以增加活性氧的产生效率［图8（D）］.通过进一步实验表明该纳米复合材料具有很好的肿瘤抑制效果，有希望成为癌症治疗的声敏剂.Lin等［85］开发了超声和谷胱甘肽双重刺激的Au-MnO纳米材料，不但实现了超声刺激产生活性氧用于治疗肿瘤，同时还实现了光声和核磁双重成像.综上所述，金纳米材料突出的光热转换性能和LSPR特征吸收使其可应用于肿瘤的光热治疗，并能够通过在金纳米粒子表面负载化疗药物实现多模式联合治疗.近年来，金纳米材料在光动力领域、声动力领域及放射增敏治疗领域有较快的发展，但具有这类性质的金纳米结构的构建和大规模制备仍是具有挑战性的工作.利用金纳米粒子作为纳米酶治疗肿瘤的策略虽不依赖于外部光、热及声等形式的能量刺激，但如何提高其效率仍是一个急需解决的难题.4挑战与展望金纳米粒子独特的物理、化学性质使其在肿瘤成像和治疗领域占有非常重要的位置.但目前金纳米粒子实现临床应用还面临着许多难题，如需要开发可代谢的金纳米材料（小于5.5nm）以减小生物体肝、肾等器官的负担；开发超声响应的金纳米复合材料以实现深部肿瘤的成像和有效治疗等.因此，开发更加安全、有效的金纳米材料对于推动其实现临床应用具有重要意义.参考文献［1］Rastinehad 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纳米材料在癌症靶向治疗中的应用癌症，这个令人闻之色变的疾病，一直以来都是医学界面临的重大挑战。

传统的癌症治疗方法，如化疗、放疗等，虽然在一定程度上能够抑制肿瘤的生长，但往往伴随着严重的副作用，给患者的身体和心理带来巨大的痛苦。

近年来，随着纳米技术的飞速发展，纳米材料在癌症靶向治疗中的应用为癌症治疗带来了新的希望。

纳米材料是指至少在一个维度上尺寸小于 100 纳米的材料。

由于其独特的物理、化学和生物学性质，纳米材料在生物医学领域，特别是癌症靶向治疗中展现出了巨大的潜力。

一、纳米材料用于癌症靶向治疗的优势首先，纳米材料具有高的比表面积。

这意味着它们可以携带大量的药物分子，提高药物的负载量，从而减少药物的使用剂量，降低副作用。

其次，纳米材料能够通过修饰其表面，实现对肿瘤细胞的特异性识别和靶向结合。

例如，通过在纳米材料表面连接特定的抗体或配体，可以使其精准地找到肿瘤细胞，并与之结合，从而提高治疗的准确性和有效性。

再者，纳米材料能够穿越生物屏障。

人体内存在着许多生物屏障，如血脑屏障、细胞膜等，这些屏障限制了许多药物的进入和作用。

而纳米材料由于其小尺寸和特殊的表面性质，可以有效地穿越这些屏障，将药物输送到肿瘤部位。

此外，纳米材料还可以实现药物的控释。

通过合理设计纳米材料的结构和组成，可以控制药物在体内的释放速度和时间，使药物在肿瘤部位持续释放，提高治疗效果。

二、常见的纳米材料在癌症靶向治疗中的应用1、脂质体脂质体是由磷脂双分子层组成的封闭囊泡，具有良好的生物相容性和生物可降解性。

通过将药物包裹在脂质体内部，可以有效地保护药物免受体内环境的影响，并提高药物的稳定性。

同时，脂质体表面可以修饰各种靶向分子，实现对肿瘤细胞的靶向输送。

2、聚合物纳米粒聚合物纳米粒通常由合成或天然的聚合物制成，如聚乳酸羟基乙酸共聚物（PLGA）、壳聚糖等。

这些纳米粒可以通过调节聚合物的分子量、组成和结构，实现对药物释放的控制。

此外，聚合物纳米粒的表面也可以进行多种修饰，以提高其靶向性和生物相容性。

伊文思蓝衍生物修饰的金纳米棒用于体内肿瘤的光热治疗和化疗联合治疗癌症是全世界主要的公共健康问题。

由于大多数癌症病人在癌症晚期的时候才能被诊断出来,而此时手术己经无法将它切除,因此化疗仍然是少数可用的治疗方案之一。

不幸的是,大多数传统的化疗药物不溶于水且缺乏肿瘤靶向能力,这导致患者在治疗期间遭受很大的痛苦。

随着纳米技术的发展,现在己经开发出了利用可递送常规化疗药物的纳米载体来改变化疗药物的药代动力学特征,改善其水溶性,增加其对肿瘤的靶向性并减少副作用。

一个很常见的例子就是人血清白蛋白(HSA)用于包裹紫杉醇(PTX)以改善其水溶性。

白蛋白结合的纳米复合物(Abraxane?)己被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于非小细胞肺癌、乳腺癌和胰腺癌的治疗,但高剂量的化疗药物的使用存在许多显著的副作用并且会引起癌症产生对特定的化疗药物的耐药性。

联合治疗是改善治疗效果,逆转耐药性和减少副作用的理想策略,其中光热疗法(PTT)和化学疗法的结合可以通过纳米级药物同时递送,并且近年来己经引起了极大的关注。

通常,光热治疗采用光热转换剂(PTCA)将光子的能量转换成对细胞产生很大毒性的热量,以治疗多种疾病,并且对正常组织具有最小的热损伤。

与常规的癌症治疗方法相比,光热治疗可以实现局部化高热并且可以应用于手术难度较大的病变部位。

更重要的是,与化学疗法相结合,光热升温可以加速化疗药物的细胞内化,增加纳米复合物的药物释放,甚至改善肿瘤微血管的药物外渗,以协同治疗的方式提高癌症治疗效果。

本文中,我们报道了一种结合光热疗法(PTT)的化学疗法,其通过用伊文思蓝衍生物(tEB)的新型小分子对金纳米棒(GNR)进行功能化来增强对癌症的治疗效果。

由于tEB与白蛋白之间存在很高的亲和力,人血清白蛋白包封羟基喜树碱(HSA/HCPT)的类Abraxane药物与GNR-tEB进一步复合成具有优异的生物稳定性和生物相容性的HCPT/HSA/tEB-GNR(HHEG)。

金纳米粒子作为光热造影剂
金纳米棒辐射热 治疗，对照组、 静脉注射组、直 接注射组对比效 果。
金纳米粒子作为光热造影剂
激光扫描共聚焦光声 显微镜示意图
靶向和非靶向金纳米 笼用于黑素瘤的治 疗—α-黑素细胞刺激激 素受体靶向（MSH）， 靶向的经显示有 40%PA信号，而非靶 向的显示15%PA 信号。
金纳米粒子作为光热造影剂
a) 辐射热疗法近红外波长窗口：即水、 b) 微瓦特的近红外光能穿透脑壳/大 脑和肌肉组织约4cm，穿透胸部组 脱氧红蛋白、Hb吸收最少波段 织约10cm; 而更高的能量能穿透肌 肉和新生的脑壳/大脑组织约7cm。
金纳米粒子作为光热造影剂
金纳米壳 磁共振成像图：结 果显示，纳米壳辐 射热治疗平均温升 。 。 为37.4 C— 6.6 。 C ，控制组为9.1 。 C —4.7 C
金纳米粒子作为给药载体
金纳米粒子绑定雌性激素受体tamoxifen治疗乳腺癌， 效能(每药物分子) 增加了270%。
金纳米粒子作为给药载体
PT4+顺铂的前体药物（a） 连接到寡核苷酸化的金 纳米粒子和宫颈癌细胞 孵育6小时（b）和12小 时（c），显示显着的细 胞内积累（红色）。复 用标记的（d）细胞内微 管（绿色）和共定位 （黄色）与纳米粒子的 结合物显示出高效的传 递和核内体逃逸。
Beating cancer in multiple ways using nanogold
1 2 3
Background
GNPs as photothermal contrast agents GNPs as drug delivery scaffolds
4
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GNPs in gene therapy

金纳米棒在肿瘤诊疗领域的表面修饰策略概述【摘要】本文综述了金纳米棒在肿瘤诊疗领域的表面修饰策略。

首先介绍了金纳米棒的制备方法，接着讨论了表面修饰的重要性以及常见的表面修饰策略。

然后分析了表面修饰对肿瘤诊疗的影响，并总结了优化表面修饰策略的研究进展。

结论指出金纳米棒表面修饰是肿瘤诊疗领域的重要研究方向，展望未来发展方向。

本文旨在为相关研究提供参考，推动金纳米棒在肿瘤诊疗中的应用。

【关键词】金纳米棒、肿瘤诊疗、表面修饰、制备方法、重要性、策略、影响、研究进展、优化、结论、未来发展、展望。

1. 引言1.1 金纳米棒在肿瘤诊疗领域的表面修饰策略概述不同的表面修饰方法会影响金纳米棒的稳定性、生物相容性和靶向性等性能，因此在研究和应用中需要综合考虑修饰材料、修饰方法、修饰程度等因素，以达到最佳的治疗效果。

目前，常见的表面修饰策略包括化学修饰、生物修饰、包膜修饰等多种方法，每种方法都有其优缺点和适用范围。

金纳米棒表面修饰是肿瘤诊疗领域的重要研究方向，通过不断优化修饰策略，可以提高金纳米棒在肿瘤治疗中的疗效，并为未来的肿瘤诊疗技术发展提供重要的支撑。

未来的研究方向将继续围绕如何更好地实现金纳米棒在肿瘤诊疗中的靶向性、药物释放控制性和生物安全性等方面展开深入研究，以期实现个性化和精准化治疗的目标。

2. 正文2.1 金纳米棒的制备方法金纳米棒是一种具有良好生物相容性和荧光性质的纳米材料，可在肿瘤诊疗领域发挥重要作用。

其制备方法通常包括物理法和化学法两种主要方法。

物理法制备金纳米棒通常采用光热法或电化学法。

光热法是通过激光或者强光源照射金簇溶液，利用金簇的表面等离簇共振效应产生局域热效应，使金簇逐渐扩展形成金纳米棒。

电化学法则是通过在电化学沉积过程中，在合适的电位和电流密度下，在电极表面沉积金纳米颗粒，随后通过一系列控制参数使其形成纳米棒形状。

化学法主要包括模板法和无模板法。

模板法是将金属沉积在有机或无机模板孔道中形成纳米棒，然后将模板去除得到纯净的金纳米棒。

纳米材料在疾病诊断与治疗方面的应用随着科技的快速发展，人们对医疗技术的需求越来越高，如何更快速、更准确的诊断和治疗疾病成为医学界的一个热门话题。

纳米材料作为一项新的技术手段，正逐渐被医学界所接受和探索。

本文将探讨纳米材料在疾病诊断与治疗方面的应用。

一、纳米材料在疾病诊断方面的应用1. 纳米传感器在疾病诊断中的应用纳米传感器是一种新型的传感器，它的灵敏度高、响应速度快、测试时间短、测试成本低，并且可以在生物体中很好的发挥作用。

纳米传感器在疾病诊断中的应用主要有两个方面：一是检测疾病标志物，二是检测疫情。

以检测疾病标志物为例，纳米传感器可以通过与生物分子相互作用来检测疾病标志物的浓度。

比如，利用金纳米棒可以检测癌细胞标志物，利用石墨烯和纳米金颗粒可以检测肿瘤标志物等。

2. 纳米磁共振成像在疾病诊断中的应用磁共振成像是一种无创性的成像技术，可用于检测人体内部的结构、组织和器官等。

然而，磁共振成像在疾病诊断中存在一些困难，比如对小的肿瘤无法有效检测。

因此，研究人员通过纳米材料对磁共振成像进行改进。

在这种方法中，磁性纳米材料与人体组织相互作用，从而改进了磁共振成像技术的灵敏度和分辨率。

二、纳米材料在疾病治疗方面的应用1. 纳米药物在癌症治疗中的应用传统癌症治疗方法包括手术、放射治疗和化学治疗等，这些治疗方法存在很多副作用，而且在治疗过程中容易导致癌细胞的抗药性。

因此，研究人员通过利用纳米材料制备的纳米药物来治疗癌症。

纳米药物主要包括纳米粒子、纳米袋、纳米管等。

这些纳米药物可以被精准地送入肿瘤细胞内部，而不会破坏正常细胞，从而克服了癌细胞抗药性的问题。

此外，纳米药物还具有较长的半衰期和活性，有助于提高治疗效果。

2. 纳米手术在神经系统治疗中的应用神经系统疾病是医学界的难题之一，比如脑出血、脑肿瘤等。

纳米手术是一种新型的治疗方法，它可以通过纳米机器人来进行精准的手术操作。

这种方法可以避免手术中对正常神经细胞的损伤，同时可以精确地切除肿瘤组织。

论文题目双靶向纳米金棒的制备及其在肿瘤治疗中的研究聊城大学分类号Q28 单位代码10447密级无学号1110150208硕士学位论文论文题目:双靶向纳米金棒的制备及其在肿瘤治疗中的研究作者姓名赵梦鑫专业名称细胞生物学指导教师姓名曹雪松教授学院生命科学学院论文提交日期2014年4月分 类 号 Q28 单 位 代 码 10447密 级 无 学 号1110150208硕 士 学 位 论 文论文题目:双靶向纳米金棒的制备及其在肿瘤治疗中的研究作者姓名赵 梦 鑫 专业名称细胞生物学 指导教师姓名曹雪松 教授 学 院生命科学学院 论文提交日期 2014年4月学号：1110150208研究生姓名：赵梦鑫论文分类号：Q28答辩日期：2014年6月8日所获学位：理学硕士所在学院：聊城大学生命科学学院专业：细胞生物学导师姓名和所在学院：曹雪松教授，聊城大学生命科学学院论文题名：双靶向纳米金棒的制备及其在肿瘤治疗中的研究并列题名：无英文题名：The dual-targeting thermosensitive immunoliposome with AuNR and DOX for promoting tumor inhibition. 关键词（中）：纳米金棒；肿瘤诊断；光热治疗；双靶向纳米金棒载药复合体关键词（英）：Gold Nanorods，tumor diagnosis，photothermal therapy，Dual Targeting Gold Nanorods compositecarrier原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究取得的成果。

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