贵金属纳米材料用于生物成像研究进展 - 科技导报.pdf

科技导报2016，34（2） 贵金属纳米材料用于生物成像研究进展贵金属纳米材料用于生物成像研究进展 董夏薇，王雪梅 东南大学生物科学与医学工程学院，南京210094 摘要摘要 贵金属纳米材料在光稳定性、光信号强度、生物兼容性等方面具有其他材料无法比拟的优势，已成功应用于各科学研究领 域，尤其是在生命科学与生物医学研究等方面具有广阔的应用前景。本文简介贵金属纳米材料在荧光成像、拉曼成像、暗场成像 的成像原理及优缺点，综述贵金属纳米材料在生物成像方面的必威体育精装版研究进展。随着纳米合成技术的快速发展及检测手段的提 高，贵金属纳米材料将会从基础的科学研究领域更全面地走向实际应用。而单分子光谱和光学显微成像技术取得了长足的进 步，很有可能带给生物成像表征手段一次全新的革命。 关键词关键词 贵金属纳米材料；荧光成像；拉曼成像；暗场成像 纳米材料由于具有优良的物理化学性质，从20世纪80 文综述贵金属纳米材料在荧光成像、拉曼成像、暗场成像等 年代被发现以后，始终受到广泛关注。作为一门新兴的科学 方面的研究进展。 领域，它融合了多门学科，渗透到研究技术和生活的方方面 面，例如催化、材料工程、能源储备与转换、生物医学、环境保 2 生物成像表征方法 护等多个领域，展示出诱人的应用前景，已成为科学研究领 荧光成像因其高灵敏度、高选择性、多样性、所得信息丰 [1~8] 域的前沿和主导 。其中生物医学领域的应用主要包括生 富等特点，是迅速发展普及的成像技术之一。在2008年，He 物传感、载药、光学成像等。其中生物成像由于直观性，良好 [22] 等 将单个金颗粒用于Hela细胞的检测，最大的缺陷是其荧 的分辨率，已经成为新的研究热点。 光强度相对较弱。相对于单光子，双光子金在514和633 nm 处，有很强的荧光。故可以利用该性质，实现癌细胞的双光 1 纳米材料的分类及在生物成像中的应用 [23] 子成像。2005年，Wang等 最早提出了金纳米棒（AuNRs）辅 纳米材料可以根据形貌分为：零维纳米颗粒（量子点）、 助双光子成像技术。 一维纳米结构（如纳米棒、纳米线和纳米管）、二维纳米片 当纳米级的金属尺寸进一步减小到1nm左右甚至更小 等。其中零维的纳米颗粒和一维纳米棒在生物医学领域中 时，它的价带结构将会打破成为离散能级，变成不连续能级， 应用最广。若根据纳米材料的组成元素来分，又可划分为： 因此将这些更小的纳米材料称之为纳米簇。到目前为止，已 [9,10] [11,12] [13,14] 有大量的文献报道了金纳米簇在成像方面的应用。如Chou 碳基纳米材料 、金属纳米材料 、上转换纳米材料 、半 [15~17] [18,19] 导体纳米材料 、磁性纳米材料 、纳米复合材料（如石墨 课题组制备了发射红色荧光且生物相容性好的金纳米簇，应 [20,21] 烯纳米复合材料，贵金属纳米复合材料等） 等。这些纳米 用于生物体外荧光成像。并且通过与人骨髓间充质干细胞 [24] 材料都在生物成像领域中有着不同程度