金纳米棒用于双光子荧光成像
纳米技术在医疗设备中的应用
纳米技术在医疗设备中的应用一、引言纳米技术是一种应用极为广泛的前沿技术，近年来被广泛应用于医疗设备领域。
通过制造纳米级的材料，可以实现医疗设备的微型化、功能化、可控化等特点，使医疗设备更为精确、安全、高效。
本文将从纳米技术在医用传感器、医用成像、药物输送等方面的应用，进行阐述。
二、纳米技术在医用传感器中的应用纳米技术在医用传感器中的应用，可以实现对人体内部细微变化的高精度监测。
纳米材料的高比表面积、高灵敏度等特点，使其可以作为高灵敏度传感器的材料。
例如，纳米金棒传感器可以通过对感测物的吸附改变，实现对体内参数的监测，如血糖、肿瘤标志物等。
纳米传感器的微型化还可以实现无创检测的功能，例如可穿戴的纳米传感器可以实现对体温、血压等参数的实时监测。
三、纳米技术在医用成像中的应用纳米技术在医用成像中的应用，主要体现在提高成像精度和对细胞水平的诊断能力。
例如，用纳米材料制造出的磁性共振成像（MRI）对比剂，可以在磁场下产生强磁性信号，以便更准确地显示出来自病变部位的MRI信号，同时还可以在细胞水平上显示出组织的形态和结构。
此外，纳米双光子成像技术也成为了生物医学成像领域的重要手段，可以实现细胞水平的高分辨率成像，例如开发出的荧光纳米探针，在癌细胞显微成像中显示出高透明度和高灵敏度的优势。
四、纳米技术在药物输送中的应用纳米技术在药物输送中的应用，可以实现对药物的精准控制释放，提高治疗效果和降低副作用。
纳米粒子比表面积大、活性高，可以提高药物的包封效率和稳定性，同时纳米材料在体内可以通过被微细胞摄取或穿过细胞壁的通道，实现对肿瘤等靶向组织的精准输送，从而提高治疗效果。
例如，通过纳米材料包裹双靶抗体的药物，可以实现对肿瘤细胞的精准靶向杀灭，从而使药物在正常细胞的副作用大大降低。
五、结论纳米技术的发展为医疗设备领域注入了更多的活力，纳米技术的应用将医疗设备精确、高效、安全和功能化等方面带来了非常大的提升。
未来，纳米技术将继续在传感器、成像和药物输送等技术领域发挥重要作用，为人类的健康事业贡献更大的力量。
基于纳米技术的胶体金生物成像方法
基于纳米技术的胶体金生物成像方法胶体金是一种具有良好生物相容性和可控性的纳米材料，已广泛应用于生物成像，生物检测和治疗等领域。
其中，基于纳米技术的胶体金生物成像方法已成为当前研究热点之一。
一、胶体金介绍胶体金是一种粒径范围在1~100nm之间的纳米材料，其主要成分是金凝胶。
胶体金具有良好的生物相容性和可控性，并且其物理化学特性可通过调节其粒径，形态和表面化学性质进行调控。
此外，胶体金的表面还可修饰各种生物分子（如抗体，蛋白质分子），具有良好的与生物物质的相互作用，可广泛用于生物成像、生物检测和治疗等领域。
二、基于胶体金的生物成像方法1.表面增强拉曼光谱成像（Surface-enhanced Raman scattering imaging，SERS）SERS是一种可扩展的分子成像技术，其基本原理是通过在胶体金表面修饰具有拉曼活性的分子，在激光的激发下产生强烈的散射信号，从而实现对分子的高灵敏成像。
胶体金可通过拍卖剂还原法简单合成，并通过表面修饰将其应用于SERS成像。
由于其较大的表面积和良好的生物相容性，胶体金纳米棒等结构可实现分子信号的高灵敏度成像，并具有良好的可调性和体内成像能力。
2.双光子激光共振拉曼生物成像（Two-photon laser resonant Raman imaging，TPLRRI）TPLRRI是在组织深度较大、对单光子灵敏度不足的情况下，依靠胶体金等强吸收纳米颗粒对激光进行加强，实现分子成像的一种技术。
该方法通过胶体金纳米颗粒吸收激光能量，光热效应产生用于成像的Raman散射信号。
通过改变激光照射深度和波长，调节胶体金的激发，可实现分子信号的深部高分辨成像。
三、胶体金生物成像方法的优点与局限性优点：1、良好的生物相容性2、可控的表面化学性质3、可定制的形态和结构4、较高的信号强度和灵敏度5、良好的可调性和多样性，可通过表面修饰实现不同的用途局限性：1、表面修饰较为繁琐2、合成工艺较为复杂3、成本较高4、应用范围有限，只能应用于浅部组织成像。
金纳米棒制备综述
106化学工程与装备 周丽秀：陕西省凤县双唐红地区金水文地球化学特征及其找矿标志 Chemical Engineering & Equipment2011 年 第 4 期 2011 年 4 月引言 金纳米棒(gold nanorods，GNRs)是一种胶囊状的金纳 米颗粒， 比球形金纳米粒子具有更为奇特的光电性质， 金纳 米棒具有一个横向等离子共振吸收峰(transverse surface plasmon resonance，TSPR)和一个纵向等离子共振吸收峰 (longitudinal surface plasmonresonance，LSPR)，分别 对应其横轴和纵轴两个特征尺寸， 纵轴长度和横轴直径之比 为金纳米棒的长径比(aspect ratio，AR)。
改变实验条件可以制备长度、长径比可调的金纳米棒。
通过改变金纳米棒的长径比， 其 LSPR 可从可见光区向近红 外光(NIR)区调控，而在近红外波长范围通过人体组织的光 学透射是最理想的， 金纳米棒为自由进入近红外光区提供了 一条有效途径。
同时， 金纳米棒的 LSPR 对周围环境的介电 常数十分敏感， 金纳米棒应用于非标记传感器方面有很大的 优势。
其独特的可调的表面等离子共振特性以及合成方法简 单、化学性质稳定、产率高等优点，使其在材料学、生物医 学以及疾病诊断和治疗等方面的应用越来越广泛。
如应用于 纳米材料组装、DNA 和氨基酸检测、抗原识别、癌细胞成像 和光热治疗等领域。
1 金纳米棒的制备 近年来,对于金纳米棒的合成已经研究出来许多有效的 方法。
主要分为晶种生长法，模板法，电化学法和光化学法 等不同方法制备出分散性好颗粒均匀的金纳米棒。
1.1 晶种法 晶种法是使用最为广泛的在金纳米棒的合成方法。
晶种 可以是球型金纳米粒子， 或者是短的金纳米棒。
晶种法合成 金纳米棒可以分为三个步骤：晶种的制备、生长液的配置、 金纳米棒的生成。
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靶向定位能力
在过去的二十多年中,基础肿瘤生物学取得了卓越的 进展,然而这些进步却很少能转化成临床应用。究其根源, 缺乏有效的治疗手段, 无法做到在有选择性地治愈肿瘤的 同时对身体其他部分造成少量甚至零的损伤是主要原因。 通常来说,增加药物功效的途径有2个:一是增加药物对靶 标的选择度; 二是改造药物成分,使之能克服生物体内的 屏障,从而更快更有效地到达靶标。纳米粒子表面具有高 度的可修饰性,使用纳米粒子靶向输药将大大改进对肿瘤 及其他疾病的治疗手段。通过修饰纳米粒子的表面化学 特性,研究人员现在能够将成像、 靶向和治疗成分附着在 同一个纳米粒子表面,同时还能显著增强信噪比,并且不需 要再用同位素来标记药物。
a．用近红外光激发对活细胞的损伤很小，适于活体观察，光漂白作用小； b．在组织中近红外光比可见光的透过率高，可达几个厘米，不受自身背景
荧光及光在体内组织上散射等因素干扰，因而可实现深层组织的生物成像， 能够进行体外或体内的非破坏、非介入性分析。
金纳米棒在细胞中成像原理：
金纳米棒的强光学散射和吸收特性，特别是其具有的纵向可调谐的SPR峰 使其更适合作为光学探针，用于生物细胞成像的研究。
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纳米技术在医疗成像中的应用
金纳米颗粒具有突出的表面等离子共振性质。这种特 殊的性质来源于入射光与金纳米粒子的自由电子相互作用: 当入射光的波长与自由电子的振动频率发生共振耦合时, 就会产生表面等离子体共振(SPR),在紫外-可见光谱上显 示强的吸收峰。SPR峰的位置主要取决于以下几个因素:纳 米粒子的大小、形状、表面电荷、环境介质条件等。与球 形的纳米金颗粒相比,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状的金纳米颗粒具有更为特殊的 SPR性质。球形的纳米金颗粒表现为单一的SPR峰,而棒状 金 纳 米 颗 粒 则 具 有 横 向 和 纵 向 两 个 SPR 峰 。 其 中 纵 向 SPR(LSPR)峰的位置取决于金纳米棒颗粒的长短轴比,因此 通过制备不同长短轴比的金纳米棒颗粒,可以实现其人为 调控（从可见光区到近红外区，见图2）。
几种先进的光学纳米探针在光学生物诊疗中的应用
几种先进的光学纳米探针在光学生物诊疗中的应用詹求强;张欣;李心;何赛灵【摘要】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。
%The employment of nanometric optical probes is powerful for bioimaging, disease diagnosis and therapy, es-pecially for the deep understanding of some dynamic biological processes at the molecular level. Optical probes such as gold nanorods (GNRs), upconversion nanoparticles (UCNPs) and graphene oxide (GO) can overcome many draw-backs of conventional optical agents. These nanoparticles possess high imaging contrast, stability and biocompatibility. Furthermor, they provide optical approaches for deep-tissue imaging and real-time dynamic imaging. In this review pa-per, the optical properties and advantages of these nanoparticles are briefly introduced, and some of their applications in optical bioimaging, diagnosis and therapy are summarized based on some of the research progress made by the authors and others. The prospects of their application are also discussed.【期刊名称】《激光生物学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】13页(P207-219)【关键词】光学探针;纳米颗粒;生物光学成像【作者】詹求强;张欣;李心;何赛灵【作者单位】华南师范大学，光及电磁波研究中心，广东广州510006;华南师范大学，光及电磁波研究中心，广东广州510006;浙江中控太阳能技术有限公司，浙江杭州310053;华南师范大学，光及电磁波研究中心，广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】Q631在过去的几十年里，生物医学成像技术经历了一轮快速的革新。
手性金纳米棒的合成及金纳米棒调控量子点发光特性研究
手性金纳米棒的合成及金纳米棒调控量子点发光特性研究手性金纳米棒的合成及金纳米棒调控量子点发光特性研究引言：金纳米材料由于其独特的表面等离激元共振效应、可调控的光电性能以及在生物医学和催化领域中的潜在应用，受到了广泛的研究关注。
在这些研究中，手性金纳米棒作为一种重要材料，由于其具有的对称结构和手性性质，在光子学、电子学和化学反应等领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍手性金纳米棒的合成方法以及金纳米棒对量子点发光特性的调控研究，为进一步理解手性金纳米棒的性质和应用提供参考。
一、手性金纳米棒的合成方法：手性金纳米棒的合成方法多样，其中一种常用的方法是通过溶剂热法。
该方法通过在溶液中加入金盐和表面活性剂，经过一系列的化学反应和溶剂处理，最终形成具有单一手性的金纳米棒。
此外，还可以通过模板法、光化学法和电化学法等合成手性金纳米棒。
这些方法各具特点，在实际应用中可以根据需要选择适合的合成方法。
二、手性金纳米棒对量子点发光特性的调控研究：量子点是一种具有特殊的光电性能的半导体纳米颗粒，具有尺寸效应和量子限制效应。
调控量子点的发光特性可以实现对其光电行为的精确控制。
手性金纳米棒与量子点的复合体系能够实现对量子点发光行为的调控，并为光电信息存储和光电器件的制备提供基础。
1. 形状调控对量子点发光性能的影响研究表明，手性金纳米棒的形状对量子点的发光性能有显著影响。
通过控制金纳米棒的长径比，可以调控量子点的表面等离激元效应，并优化其发光效率。
手性金纳米棒所具有的对称结构和手性性质，可使量子点嵌入其中的能级发生调制，实现对量子点发光波长和强度的调控。
2. 表面修饰对量子点发光性能的调控手性金纳米棒与量子点的复合体系还可以通过表面修饰来调控量子点的发光特性。
例如，通过在金纳米棒上修饰具有特定官能团的分子，可以实现对量子点的包覆和定向组装，从而改变量子点的表面性质和光发射性能。
这种表面修饰方法不仅可以提高量子点的荧光强度和光致发光效率，还可以实现对量子点发光波长的调控。
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金纳米棒用于双光子荧光成像
2016-04-18 12:31来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
金纳米棒受激发后光物理过程
对活体生物组织的实时成像是人们一直追求的目标。
实现活体成像的一个难点是如何提高深层组织的检测信号强度。
由于一般激光和发射光很难透过组织，自身背景荧光的干扰及光在体内组织上的散射等因素都会降低活体深层组织成像的灵敏度，而加大激发光的强度又会对生物体产生伤害。
因此，具有在近红外区光学性质可调控的金纳米棒可以在一定程度上解决这一问题。
新型荧光成像技术探索的道路上面临着两个难题：一是细胞在可见光区的自发荧光对标记分子所发信号的掩盖；二是对所研究分子很难进行长期荧光标记观察。
这就迫切需要研制开发光稳定性好的近红外荧光探针。
目前，双光子激发有以下优点：
(1) 由于用近红外光激发，所需能量低于破坏活体细胞能量阀值几个数量级，对活细胞的损伤很小，适于活体观察，光漂白作用也小；
(2) 在组织中由于600～900 nm近红外光比可见光的透过率高，可达几个厘米，因此可观察样品中更深层的荧光像, 能够进行体外或在体内的非破坏、非介入性分析；
(3) 许多原本只能在可见区甚至是紫外区使用的荧光探测试剂也可以应用在近红外区域。
(4) TPL信号能很好的与组织自发荧光区分。
Boyd等人最早于1986年报道了金纳米结构的双光子荧光性质(TPL)，但金膜的光电发射效率很低。
金纳米棒在受到激光脉冲激发后能发出强烈的TPL, 特别适合做基于TPL的成像试剂。
图为金纳米棒受激发后光物理示意图。
近红外激光照射金纳米棒，诱导纵向等离子体共振激发，导致大部分光被吸收，少量散射。
吸收双光子后，d轨道电子跃迁到sp轨道，形成空穴-电子对，空穴和电子分别再结合后发出双光子荧光。
发热也是由电子振荡造成的。