功能化納米材料在生化分析中的應(yīng)用

目錄
總序
前言
第1章 生物功能化納米探針在光電化學(xué)生物傳感與成像分析中的應(yīng)用 1
1.1 生物功能化納米探針在電化學(xué)生物傳感分析中的應(yīng)用 1
1.1.1 概述 2
1.1.2 貴金屬納米探針在電化學(xué)生物傳感分析中的應(yīng)用 6
1.1.3 金屬氧化物納米探針在電化學(xué)生物傳感分析中的應(yīng)用 9
1.1.4 碳納米探針在電化學(xué)生物傳感分析中的應(yīng)用 12
1.1.5 二維過渡金屬納米探針在電化學(xué)生物傳感分析中的應(yīng)用 14
1.1.6 小結(jié) 19
1.2 生物功能化納米探針在光致電化學(xué)DNA傳感器中的應(yīng)用 19
1.2.1 概述 19
1.2.2 基于DNA生物條形碼納米探針的光致電化學(xué)DNA傳感器 22
1.2.3 基于DNA構(gòu)象變化的光致電化學(xué)DNA傳感器 23
1.2.4 基于酶催化的光致電化學(xué)DNA傳感器 25
1.2.5 基于DNA循環(huán)放大技術(shù)的光致電化學(xué)DNA傳感器 29
1.2.6 小結(jié) 33
1.3 生物納米探針在電致化學(xué)發(fā)光傳感分析中的應(yīng)用 33
1.3.1 概述 34
1.3.2 半導(dǎo)體納米探針在電致化學(xué)發(fā)光傳感分析中的應(yīng)用 35
1.3.3 貴金屬納米探針在電致化學(xué)發(fā)光傳感分析中的應(yīng)用 41
1.3.4 高分子納米材料在電致化學(xué)發(fā)光傳感分析中的應(yīng)用 45
1.3.5 金屬有機(jī)框架材料在ECL傳感器的應(yīng)用 47
1.3.6 小結(jié) 48
1.4 生物功能化納米探針在化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光傳感與成像分析中的應(yīng)用 49
1.4.1 概述 49
1.4.2 生物功能化納米探針在化學(xué)發(fā)光傳感分析中的應(yīng)用 50
1.4.3 生物功能化納米探針在化學(xué)發(fā)光成像分析中的應(yīng)用 53
1.4.4 生物功能化納米探針在生物發(fā)光成像分析中的應(yīng)用 61
1.4.5 小結(jié) 71
1.5 展望 71
參考文獻(xiàn) 72
第2章 芯片表面?zhèn)鞲屑夹g(shù)在生化分析中的應(yīng)用 94
2.1 生物功能化納米材料在表面增強(qiáng)拉曼散射分析中的應(yīng)用 94
2.1.1 表面增強(qiáng)拉曼散射簡介 95
2.1.2 表面增強(qiáng)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(yīng)用 102
2.1.4 復(fù)合納米材料在SERS傳感器中的應(yīng)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(yīng)用 112
2.2.1 表面等離子體共振傳感器及其信號放大技術(shù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用 133
2.3.1 石英晶體微天平簡介 133
2.3.2 基于生物分子偶聯(lián)的信號放大技術(shù)在生化分析中的應(yīng)用 137
2.3.3 基于金屬納米顆粒偶聯(lián)的信號放大技術(shù)在生化分析中的應(yīng)用 138
2.3.4 基于金屬離子還原的信號放大技術(shù)在生化分析中的應(yīng)用 142
2.3.5 基于生物催化生成沉淀的信號放大技術(shù)在生化分析中的應(yīng)用 144
2.3.6 基于DNA雜交/復(fù)制的信號放大技術(shù)在生化分析中的應(yīng)用 145
2.3.7 基于晶體原位生長的信號放大技術(shù)在生化分析中的應(yīng)用 148
2.3.8 展望 149
參考文獻(xiàn) 150
第3章 上轉(zhuǎn)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(yīng)用研究 163
3.1 上轉(zhuǎn)換納米材料概述 163
3.2 上轉(zhuǎn)換納米材料的發(fā)光機(jī)制 164
3.3 上轉(zhuǎn)換納米材料的可控制備方法 166
3.3.1 合成疏水性上轉(zhuǎn)換納米材料 166
3.3.2 一步法合成親水性上轉(zhuǎn)換納米材料 169
3.4 基于發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移的上轉(zhuǎn)換納米熒光材料在生物分子檢測中的應(yīng)用 170
3.4.1 改變上轉(zhuǎn)換納米材料和識別配體間的光譜重疊 170
3.4.2 改變上轉(zhuǎn)換納米材料和識別配體間能量轉(zhuǎn)移距離 177
3.5 上轉(zhuǎn)換納米顆粒在活體熒光成像中的應(yīng)用 180
3.5.1 上轉(zhuǎn)換納米熒光探針實現(xiàn)活體腫瘤的靶向成像 180
3.5.2 上轉(zhuǎn)換納米熒光探針實現(xiàn)活體多色成像 181
3.5.3 發(fā)展前景和挑戰(zhàn) 182
3.6 上轉(zhuǎn)換納米顆粒在腫瘤診療一體化方面的應(yīng)用 183
3.6.1 上轉(zhuǎn)換納米診斷試劑的構(gòu)建 183
3.6.2 化學(xué)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(lián)合治療 213
3.7 展望 216
參考文獻(xiàn) 217
第4章 納米孔技術(shù)在生化分析中的應(yīng)用 233
4.1 生物納米孔的種類及應(yīng)用研究進(jìn)展 234
4.1.1 α-HL納米孔 234
4.1.2 aerolysin納米孔 234
4.1.3 MspA納米孔 235
4.1.4 噬菌體phi29 DNA包裝馬達(dá) 235
4.1.5 生物納米孔分析技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 235
4.2 固體納米孔的種類及應(yīng)用研究進(jìn)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(xì)管 254
4.3 展望 257
參考文獻(xiàn) 258
第5章 基于微芯片構(gòu)建的功能化微納米材料在腫瘤標(biāo)志物檢測及腫瘤診療中的應(yīng)用 263
5.1 微流控技術(shù) 263
5.1.1 微流控技術(shù)概述 263
5.1.2 基于液滴的微流控技術(shù) 265
5.1.3 小結(jié) 270
5.2 基于微芯片的功能化微納米界面的構(gòu)建及其在腫瘤標(biāo)志物活檢中的應(yīng)用 270
5.2.1 基于微芯片的循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測 272
5.2.2 基于微芯片的胞外囊泡檢測 281
5.2.3 小結(jié) 286
5.3 基于微芯片的功能化微納米藥物的構(gòu)建及其在腫瘤診療中的應(yīng)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(xiàn) 302
第6章 生物功能化納米探針在多模態(tài)成像分析中的應(yīng)用 310
6.1 活體成像方式簡介 310
6.1.1 PET成像 310
6.1.2 SPECT 311
6.1.3 光學(xué)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(jī)斷層成像 313
6.2 多模態(tài)成像 313
6.2.1 融合PET的雙模態(tài)分子影像納米探針 314
6.2.2 融合FMI的多模態(tài)成像納米探針 319
6.3 展望 324
參考文獻(xiàn) 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(yīng)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(zhì)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(zhì) 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(zhì) 342
7.3 生物傳感 345
7.3.1 核酸檢測 345
7.3.2 蛋白質(zhì)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(xì)胞檢測 350
7.4 生物成像 350
7.4.1 細(xì)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(gòu)建 357
7.6 展望 359
參考文獻(xiàn) 359
第8章 納米藥物載體在腫瘤診療一體化中的應(yīng)用 367
8.1 脂質(zhì)體納米藥物載體 367
8.1.1 概述 367
8.1.2 脂質(zhì)體納米藥物載體的應(yīng)用研究 369
8.1.3 商業(yè)化的脂質(zhì)體納米藥物載體 378
8.1.4 小結(jié) 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(yīng)用 379
8.2.3 介孔硅納米材料在腫瘤治療方面的應(yīng)用 385
8.2.4 介孔硅納米材料在診療一體化上的應(yīng)用 389
8.2.5 小結(jié) 396
8.3 DNA納米藥物載體 396
8.3.1 DNA自組裝納米技術(shù)簡介 397
8.3.2 DNA納米藥物載體的種類及其在腫瘤診療一體化中的應(yīng)用 398
8.3.3 小結(jié) 409
8.4 金屬有機(jī)框架載體 410
8.4.1 金屬有機(jī)框架概述 410
8.4.2 金屬有機(jī)框架材料在腫瘤治療中的應(yīng)用 411
8.4.3 小結(jié) 425
8.5 展望 426
參考文獻(xiàn) 426
第9章 光熱納米材料在腫瘤診療一體化中的應(yīng)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(dǎo)體 460
9.4.3 鎢基半導(dǎo)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(fù)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(xiàn) 474
第10章 siRNA納米遞送體系在腫瘤基因治療中的應(yīng)用 482
10.1 概述 482
10.1.1 RNA干擾機(jī)理 483
10.1.2 siRNA納米載體在腫瘤治療中面臨的挑戰(zhàn) 484
10.2 提高納米載體的穩(wěn)定性 485
10.2.1 基于靜電作用構(gòu)建納米載體 485
10.2.2 基于“協(xié)同組裝”策略構(gòu)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 基于內(nèi)源性刺激因素誘導(dǎo)釋放siRNA的納米載體設(shè)計策略 489
10.4.1 氧化還原環(huán)境觸發(fā)納米載體釋放siRNA 490
10.4.2 酸性pH觸發(fā)納米載體釋放siRNA 492
10.4.3 酶觸發(fā)納米載體釋放siRNA 495
10.4.4