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利用太赫兹辐射量化等离子体纳米颗粒的光热转换效率
摘要: 纳米材料光热响应的精确测定是纳米医学等诸多领域的重要研究内容。具体而言,光热癌症治疗依赖于对等离子体纳米颗粒光-热转换特性的精准认知,从而在生物组织中实现预期的温度效应。本研究提出了一种量化水相分散体系中纳米颗粒光热效应的新方法——通过结合太赫兹频段获取的空间与时间热动力学信息,可非接触、无损伤地获取与等离子体纳米颗粒几何结构相关的光热转换效率。该技术可推广应用于所有在太赫兹波段具有折射率温度依赖性变化的纳米材料表征。
关键词: 太赫兹辐射、等离子体纳米颗粒、光热转换效率、纳米医学、光热疗法
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于肝细胞癌细胞光热治疗的槲皮素包封生物可降解等离激元纳米颗粒
摘要: 光热疗法(PTT)因其非侵入性特点正成为一种有效的癌症治疗手段。然而,PTT过程中产生的促炎性坏死细胞死亡限制了其临床应用效果。本研究开发了负载槲皮素(QE)的可生物降解等离子体纳米颗粒,可在PTT后特异性诱导癌细胞凋亡。我们通过分别以裸脂质体(Lipos)或负载槲皮素的脂质体(QE-Lipos)为载体,在抗坏血酸存在下原位还原氯金酸,合成了金包覆脂质体(LiposAu)和负载槲皮素的金包覆脂质体(QE-LiposAu)纳米颗粒。透射电镜分析、动态光散射和ζ电位测量证实了金包覆层的形成。LiposAu与QE-LiposAu纳米颗粒在750 nm近红外激光(650 mW,3 W/cm2)照射下呈现相似的升温水平,其光热转换效率测定为~75%。研究发现PTT疗效与LiposAu纳米颗粒在癌细胞中的内化效率相关。值得注意的是,QE-LiposAu纳米颗粒在肝癌细胞(Huh-7)中表现出优于LiposAu的PTT效果。此外,QE-LiposAu纳米颗粒在PTT后诱导凋亡性细胞死亡,其凋亡程度在Huh-7细胞中显著高于LiposAu纳米颗粒。进一步研究表明,QE-LiposAu介导的PTT能解聚微管网络、抑制Hsp70表达并造成DNA损伤。该纳米颗?;咕哂醒合嗳菪浴W酆辖峁砻?,这种可生物降解的QE-LiposAu纳米颗粒是极具前景的癌症光热治疗制剂。
关键词: 热休克蛋白、脂质体、微管、凋亡、金纳米粒子、DNA损伤、光热疗法
更新于2025-09-12 10:27:22
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面向近红外吸收的理性分子设计;用于有机太阳能电池和光热治疗的高效二酮吡咯并吡咯衍生物
摘要: 1974年二酮吡咯并吡咯(DPP)化合物开发以来,其衍生物在光电子领域得到了广泛研究。本综述讨论了近期发表的多种供体/受体功能化DPP材料,系统比较了它们的性能。重点介绍了供体功能化DPP修饰为四氰基丁二烯(TCBD)桥连衍生物的研究进展——这类材料通过增强受体强度、拓展近红外吸收区域,在非富勒烯有机太阳能电池受体领域取得突破性进展,同时作为光热治疗剂也展现出应用潜力。我们分析了末端封端基团变化、供体-受体基团构成、DPP核心芳香环结构以及分子中DPP单元数量等结构因素对光电性能的影响。期望本综述能为开发新型高效光伏及生物医用DPP基材料提供指导。
关键词: 二酮吡咯并吡咯、光电子应用、光热疗法、有机太阳能电池、近红外吸收
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于纳米断层重建模型的金纳米海绵等离子体特性模拟
摘要: 通过纳米断层扫描重建模型获得的金纳米海绵具有极高的内部比表面积,且能构建与真实样品结构完全一致的模型,其等离激元特性十分引人关注。为深入理解结构-性能关系,我们以与真实样品完全相同的结构对金纳米海绵的光学特性进行了模拟。结果表明该纳米海绵具有显著的等离激元效应,与金纳米颗粒的等离激元效应高度相似?;谌菁扑愕贸龅奶囟诓勘缺砻婊胝媸笛肥挡庵刀员认允荆耗擅缀C嗟谋缺砻婊嘉?0平方米/克,与真实样品高度吻合。该纳米海绵在近红外区域同样表现出强等离激元效应,这一特性使其在光热治疗和生物传感领域具有重要应用价值。
关键词: 光学特性、生物传感、纳米断层扫描、金纳米海绵、等离激元特性、光热疗法
更新于2025-09-11 14:15:04
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近红外激光控制的释氢钯氢纳米氢化物用于协同氢-光热抗菌及伤口愈合治疗
摘要: 数十年来,氢气(H2)一直被视为一种卓越的抗氧化分子,在治疗阿尔茨海默病、中风、癌症等多种疾病方面展现出潜力。研究首次证实,活性氢在抗菌、抗生物膜及伤口愈合应用中具有高效性,尤其在与光热效应联合使用时效果显著。作为概念验证,研究者通过将H2掺入钯纳米立方体,制备出具有生物相容性的释氢钯氢纳米氢化物(PdH),该材料可在近红外激光照射下实现可控的活性氢按需释放。所得PdH纳米氢化物兼具生物活性氢与钯材料光热效应的双重优势,其协同的氢-光热治疗作用展现出优异的体内外抗菌活性。值得注意的是,联合氢-光热疗法也被证明是治疗大鼠严重细菌感染创面的有效方法。此外,深入的抗菌机制研究表明,协同氢-光热抗菌效应涉及两条潜在途径:一是上调dmpI、narJ和nark等与细菌代谢相关的基因,进而编码更多氧化代谢酶以产生大量活性氧诱导DNA损伤;二是造成严重的细菌膜损伤导致DNA等胞内物质释放。
关键词: 伤口愈合、释氢材料、协同氢-光热疗法、抗菌机制、抗菌活性
更新于2025-09-11 14:15:04
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金修饰上转换纳米粒子的诊疗一体化纳米复合物,用于光学成像与温度控制的光热治疗
摘要: 多功能杂化纳米材料可为癌症诊断与治疗等当前公共卫生问题提供替代解决方案。本研究通过10分钟反应合成了近红外激发的NaYF4:Yb,Er上转换纳米粒子(UCNPs),并共价修饰了粒径小于10纳米的金纳米粒子(AuNPs)。UCNPs-AuNPs复合物中的UCNPs将穿透力强的975纳米近红外光子转化为可见光发射,同时实现三大功能:i)等离子体诱导光热治疗;ii)原位温度传感与调控(纳米温度计);iii)组织透明窗口荧光成像与细胞示踪对比剂。供体(UCNPs)与受体纳米粒子(AuNPs)的紧密间距增强了绿色发射光的有效能量传递及随之产生的温升效应。诱导产生的局部高温在5分钟近红外照射下不可逆地损伤癌细胞,显著降低细胞存活率,而无红外光照时则基本无活性。此外,525和545纳米绿色发射谱中未转移的能量部分适用于生理相关范围(25-50°C)的比率式温度传感,可精准监测并控制光热治疗过程中的产热情况(有效温升达37至45°C)。由于659纳米红光发射受附着金纳米球影响较小,该UCNPs-AuNPs纳米复合物被用于MCF-7乳腺癌细胞示踪。其简便性与多功能性使其成为乳腺癌同步检测与温控光热治疗的理想选择。
关键词: 纳米温度计,乳腺癌,上转换纳米粒子,光热疗法,诊疗一体化
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过纳秒激光烧蚀合成氧化钼纳米颗粒
摘要: 光热疗法(PTT)是治疗癌症最具前景的技术之一。寻找理想的光热治疗纳米材料始终是一项挑战,也引发了众多研究者的兴趣。本研究采用纳秒脉冲激光烧蚀固体技术(LASL),通过去离子水(不含表面活性剂或添加剂)中的激光烧蚀合成了氧化钼(MoOx)纳米颗粒(NPs)。这些颗粒在生物光学窗口约840 nm处具有吸收特性,我们通过吸收光谱和TEM-EDX显微技术对其进行了光学表征。通过激光烧蚀及烧蚀+碎裂工艺获得了具有适中尺寸与形态的近球形纳米颗粒,这些颗粒具备作为光热治疗剂的潜在应用价值。计算得出其带隙为3.1 eV,对应三氧化钼(MoO3)。微区拉曼光谱研究表明,这些纳米颗粒由非晶态水合氧化钼(MoO3·xH2O)构成。
关键词: 氧化钼,纳米颗粒破碎,光热疗法,激光烧蚀,光热剂
更新于2025-09-11 14:15:04
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磁性氧化铁纳米颗粒/10-羟基喜树碱共载纳米凝胶用于增强光热-化疗治疗
摘要: 氧化铁纳米颗粒是一种极具前景的纳米生物材料,可用于治疗缺铁症,或作为药物载体、造影剂以及刺激活性氧(ROS)生成的试剂。然而,由于其固有结构,单独使用它们难以负载治疗药物。纳米凝胶因其网络结构和渗透性,是共负载氧化铁和治疗药物的理想候选材料。在本研究中,我们使用预制的纳米凝胶作为表面活性剂,共负载疏水性磁性纳米颗粒(MNPs)和抗癌药物(10-羟基喜树碱,HCPT),构建了用于癌症诊断和治疗的MNPs/HCPT-纳米凝胶。通过体外和体内评估,我们发现所得的MNPs/HCPT-纳米凝胶在水环境中稳定,可作为药物递送系统高效抑制肿瘤生长,同时也可作为磁共振成像的造影剂。MNPs的引入在巨噬细胞存在下会引发ROS生成,从而进一步抑制癌细胞生长。此外,外加磁场的引入可进一步增强MNPs/HCPT-纳米凝胶在肿瘤部位的富集,从而提高化疗效果。此外,由于在近红外(NIR)区域具有吸收特性,所得的MNP/HCPT-纳米凝胶还可作为光热治疗的纳米载体。结合光热治疗(PTT)和化疗,不仅可以抑制原发肿瘤的生长,还能缓解转移。这表明MNP/HCPT-纳米凝胶可作为癌症PTT/化疗的有前景候选材料,用于抑制肿瘤生长和缓解转移。
关键词: 癌症诊断、生物材料、光热疗法、纳米凝胶、磁性纳米粒子、10-羟基喜树碱
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过靶向线粒体提高分子和纳米材料的 光治疗效率
摘要: 线粒体靶向癌症光疗(PT)通过将光响应剂特异性递送至线粒体,是提高抗癌治疗光疗效率的有效策略。线粒体在细胞凋亡中起关键作用,且与癌细胞化疗耐药性相关。此外,线粒体参与多种细胞过程,并对高温和活性氧高度敏感。因此,线粒体是器官靶向光疗的理想位点。本综述聚焦线粒体靶向材料在特异性线粒体光疗中的最新进展,同时总结了线粒体靶向PT与其他抗癌策略的联合应用。此外,我们还探讨了当前基于线粒体的癌症光疗面临的挑战及其发展前景。
关键词: PDT(光动力疗法)、PTT(光热疗法)、亚细胞器靶向、癌症治疗、纳米医学
更新于2025-09-10 09:29:36
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用于光热治疗的金纳米棒磁性超分子纳米纤维
摘要: 基于多种非共价相互作用、由物理和化学刺激触发的分子聚集,在模拟生物系统及退行性疾病的诊断与治疗方面具有巨大应用潜力。本文报道了一种新型有机-无机杂化超分子纳米纤维的制备、特性及生物活性,该纳米纤维由金纳米棒、线粒体靶向肽包覆的氧化铁纳米颗粒以及透明质酸(HA)修饰的β-环糊精组成。这些沿地磁场方向生长的光热纳米纤维可诱导人肺腺癌细胞(A549)线粒体严重损伤;更显著的是,在近红外激光照射下,该纳米纤维能极大抑制荷瘤小鼠的肿瘤转移并清除A549细胞。其通过招募表达HA受体的肿瘤细胞、靶向线粒体,以及金纳米棒赋予的高光热转换效率,使这类超分子纳米纤维成为极具前景的癌症纳米疗法,尤其适用于转移相关恶性肿瘤。
关键词: 金纳米棒、超分子纳米纤维、光热疗法、环糊精、肿瘤转移
更新于2025-09-10 09:29:36