等離子體納米探針在細胞成像中的應用

劉文晗 謝曉冬 殷 敏 陳 楠

1（中國科學院上海應用物理研究所中國科學院微觀界面物理與探測重點實驗室 上海201800）

2（中國科學院大學 北京100049）

3（上海師范大學化學與材料科學學院 上海200234）

貴金屬（如金、銀、鉑等）納米材料具有獨特的物 理、化學和光學性質，因而被廣泛應用于化學傳感、生物檢測和醫學診斷等領域［1-7］。貴金屬納米材料之所以能在腫瘤成像和靶向放射治療中發揮作用［5，8-9］，是因為實體腫瘤組織普遍具有提高滲透滯留（Enhanced Permeability and Retention，EPR）效應，納米顆粒容易在腫瘤部位發生富集［10］。由于貴金屬納米粒子具有較高的原子序數和X 射線吸收系數，所以可作為腫瘤體內成像的造影劑以及放射治療的增敏材料［11-12］。納米貴金屬能夠有效地吸收X射線并與輻射相互作用，發射二次電子，這些二次電子既可以直接造成DNA的損傷［13-15］，又可以在細胞內產生大量的氧自由基，增加腫瘤細胞對輻射的敏感性，從而實現以較低的劑量射線獲得良好的放療效果［16-17］。

貴金屬納米材料還具有局域表面等離子體共振（Localized Surface Plasmon Resonance，LSPR）效應。研究人員基于其LSPR 效應開發了一系列傳感器，這些傳感器具有實時和高靈敏等特點，且無需標記，被廣泛應用于化學和生物檢測。雖然電化學傳感和基于框架核酸的新型檢測手段等在多種疾病的診斷中發揮了重要作用，但是成像學的方法，在對腫瘤細胞進行檢測和診斷時具有高靈敏性和實時性等優勢［18-20］。基于納米貴金屬的LSPR 效應所制備的等離子體納米探針（Plasmonic Nanoprobes，PNPs）具有明顯區別于生物組織的散射光顏色和光譜信號，可以利用暗場顯微鏡（Dark Field Microscope，DFM）進行觀測［21-23］。……