●總序
前言
第1章生物功能化納米探針在光電化學生物傳感與成像分析中的應用1
1.1生物功能化納米探針在電化學生物傳感分析中的應用1
1.1.1概述2
1.1.2貴金屬納米探針在電化學生物傳感分析中的應用6
1.1.3金屬氧化物納米探針在電化學生物傳感分析中的應用9
1.1.4碳納米探針在電化學生物傳感分析中的應用12
1.1.5二維過渡金屬納米探針在電化學生物傳感分析中的應用14
1.1.6小結19
1.2生物功能化納米探針在光致電化學DNA傳感器中的應用19
1.2.1概述19
1.2.2基於DNA生物條形碼納米探針的光致電化學DNA傳感器22
1.2.3基於DNA構像變化的光致電化學DNA傳感器23
1.2.4基於酶催化的光致電化學DNA傳感器25
1.2.5基於DNA循環放大技術的光致電化學DNA傳感器29
1.2.6小結33
1.3生物納米探針在電致化學發光傳感分析中的應用33
1.3.1概述34
1.3.2半導體納米探針在電致化學發光傳感分析中的應用35
1.3.3貴金屬納米探針在電致化學發光傳感分析中的應用41
1.3.4高分子納米材料在電致化學發光傳感分析中的應用45
1.3.5金屬有機框架材料在ECL傳感器的應用47
1.3.6小結48
1.4生物功能化納米探針在化學發光和生物發光傳感與成像分析中的應用49
1.4.1概述49
1.4.2生物功能化納米探針在化學發光傳感分析中的應用50
1.4.3生物功能化納米探針在化學發光成像分析中的應用53
1.4.4生物功能化納米探針在生物發光成像分析中的應用61
1.4.5小結71
1.5展望71
參考文獻72
第2章芯片表面傳感技術在生化分析中的應用94
2.1生物功能化納米材料在表面增強拉曼散射分析中的應用94
2.1.1表面增強拉曼散射簡介95
2.1.2表面增強拉曼傳感器檢測策略98
2.1.3貴金屬納米材料在SERS傳感器中的應用102
2.1.4復合納米材料在SERS傳感器中的應用107
2.1.5展望111
2.2生物功能化納米材料在表面等離子體共振傳感器信號放大檢測中的應用112
2.2.1表面等離子體共振傳感器及其信號放大技術簡介112
2.2.2貴金屬納米材料在表面等離子體共振傳感器信號放大檢測中的應用117
2.2.3磁性納米材料在表面等離子體共振傳感器信號放大檢測中的應用123
2.2.4硅納米材料在表面等離子體共振傳感器信號放大檢測中的應用124
2.2.5碳基納米材料在表面等離子體共振傳感器信號放大檢測中的應用126
2.2.6展望133
2.3石英晶體微天平在生化分析中的應用133
2.3.1石英晶體微天平簡介133
2.3.2基於生物分子偶聯的信號放大技術在生化分析中的應用137
2.3.3基於金屬納米顆粒偶聯的信號放大技術在生化分析中的應用138
2.3.4基於金屬離子還原的信號放大技術在生化分析中的應用142
2.3.5基於生物催化生成沉澱的信號放大技術在生化分析中的應用144
2.3.6基於DNA雜交/復制的信號放大技術在生化分析中的應用145
2.3.7基於晶體原位生長的信號放大技術在生化分析中的應用148
2.3.8展望149
參考文獻150
第3章上轉換納米材料在生物分子檢測、熒光成像分析及腫瘤診療一體化中的應用研究163
3.1上轉換納米材料概述163
3.2上轉換納米材料的發光機制164
3.3上轉換納米材料的可控制備方法166
3.3.1合成疏水性上轉換納米材料166
3.3.2一步法合成親水性上轉換納米材料169
3.4基於發光共振能量轉移的上轉換納米熒光材料在生物分子檢測中的應用170
3.4.1改變上轉換納米材料和識別配體間的光譜重疊170
3.4.2改變上轉換納米材料和識別配體間能量轉移距離177
3.5上轉換納米顆粒在活體熒光成像中的應用180
3.5.1上轉換納米熒光探針實現活體腫瘤的靶向成像180
3.5.2上轉換納米熒光探針實現活體多色成像181
3.5.3發展前景和挑戰182
3.6上轉換納米顆粒在腫瘤診療一體化方面的應用183
3.6.1上轉換納米診斷試劑的構建183
3.6.2化學藥物治療188
3.6.3光動力治療197
3.6.4光熱治療207
3.6.5基因治療210
3.6.6免疫治療211
3.6.7聯合治療213
3.7展望216
參考文獻217
第4章納米孔技術在生化分析中的應用233
4.1生物納米孔的種類及應用研究進展234
4.1.1α-HL納米孔234
4.1.2aerolysin納米孔234
4.1.3MspA納米孔235
4.1.4噬菌體phi29DNA包裝馬達235
4.1.5生物納米孔分析技術的應用與發展235
4.2固體納米孔的種類及應用研究進展246
4.2.1氮化硅246
4.2.2二維材料249
4.2.3氧化鋁251
4.2.4聚合物薄膜253
4.2.5玻璃毛細管254
4.3展望257
參考文獻258
第5章基於微芯片構建的功能化微納米材料在腫瘤標志物檢測及腫瘤診療中的應用263
5.1微流控技術263
5.1.1微流控技術概述263
5.1.2基於液滴的微流控技術265
5.1.3小結270
5.2基於微芯片的功能化微納米界面的構建及其在腫瘤標志物活檢中的應用270
5.2.1基於微芯片的循環腫瘤細胞檢測272
5.2.2基於微芯片的胞外囊泡檢測281
5.2.3小結286
5.3基於微芯片的功能化微納米藥物的構建及其在腫瘤診療中的應用286
5.3.1微膠囊287
5.3.2納米乳液291
5.3.3納米顆粒294
5.4展望301
參考文獻302
第6章生物功能化納米探針在多模態成像分析中的應用310
6.1活體成像方式簡介310
6.1.1PET成像310
6.1.2SPECT311
6.1.3光學成像311
6.1.4磁共振成像312
6.1.5超聲成像313
6.1.6光聲成像313
6.1.7計算機斷層成像313
6.2多模態成像313
6.2.1融合PET的雙模態分子影像納米探針314
6.2.2融合FMI的多模態成像納米探針319
6.3展望324
參考文獻324
第7章生物功能化碳納米材料在生物傳感、生物成像及診療一體化中的應用328
7.1碳納米材料與生物分子之間的作用328
7.1.1碳納米材料分類328
7.1.2碳納米材料與核酸之間的作用330
7.1.3碳納米材料與蛋白質之間的作用335
7.1.4碳納米材料與其他生物分子之間的作用338
7.2生物功能化碳納米材料的制備與性質338
7.2.1生物功能化碳納米材料的制備338
7.2.2生物功能化碳納米材料的性質342
7.3生物傳感345
7.3.1核酸檢測345
7.3.2蛋白質檢測348
7.3.3酶活性檢測349
7.3.4小分子檢測349
7.3.5細胞檢測350
7.4生物成像350
7.4.1細胞成像350
7.4.2活體成像353
7.5診療一體化355
7.5.1癌癥治療方法355
7.5.2碳基納米診療試劑的構建357
7.6展望359
參考文獻359
第8章納米藥物載體在腫瘤診療一體化中的應用367
8.1脂質體納米藥物載體367
8.1.1概述367
8.1.2脂質體納米藥物載體的應用研究369
8.1.3商業化的脂質體納米藥物載體378
8.1.4小結378
8.2介孔硅納米藥物載體379
8.2.1介孔硅納米材料379
8.2.2介孔硅納米材料在腫瘤診斷方面的應用379
8.2.3介孔硅納米材料在腫瘤治療方面的應用385
8.2.4介孔硅納米材料在診療一體化上的應用389
8.2.5小結396
8.3DNA納米藥物載體396
8.3.1DNA自組裝納米技術簡介397
8.3.2DNA納米藥物載體的種類及其在腫瘤診療一體化中的應用398
8.3.3小結409
8.4金屬有機框架載體410
8.4.1金屬有機框架概述410
8.4.2金屬有機框架材料在腫瘤治療中的應用411
8.4.3小結425
8.5展望426
參考文獻426
第9章光熱納米材料在腫瘤診療一體化中的應用443
9.1概述443
9.2貴金屬納米材料447
9.2.1金納米材料447
9.2.2銀、鉑、鈀納米粒子452
9.3碳納米材料453
9.3.1碳納米管454
9.3.2石墨烯456
9.3.3類石墨烯納米材料457
9.4過渡金屬納米材料458
9.4.1磁性納米粒子458
9.4.2銅基半導體460
9.4.3鎢基半導體461
9.5共軛聚合物462
9.5.1聚多巴胺462
9.5.2聚吡咯464
9.6復合光熱材料466
9.7光熱治療與成像469
9.8展望473
參考文獻474
第10章siRNA納米遞送體繫在腫瘤基因治療中的應用482
10.1概述482
10.1.1RNA干擾機理483
10.1.2siRNA納米載體在腫瘤治療中面臨的挑戰484
10.2提高納米載體的穩定性485
10.2.1基於靜電作用構建納米載體485
10.2.2基於“協同組裝”策略構建納米載體486
10.3提高納米載體的靶向性487
10.3.1多肽修飾的納米載體487
10.3.2抗體修飾的納米載體488
10.3.3核酸適體修飾的納米載體488
10.4基於內源性刺激因素誘導釋放siRNA的納米載體設計策略489
10.4.1氧化還原環境觸發納米載體釋放siRNA490
10.4.2酸性pH觸發納米載體釋放siRNA492
10.4.3酶觸發納米載體釋放siRNA495
……
