金属纳米团簇的光响应行为在生物诊疗中的应用

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.240079

摘要/Abstract

摘要：

金属纳米团簇因其独特的理化特性，在生物传感、生物成像、光动力治疗以及光热治疗等生物医学领域显示出巨大的应用潜力。本综述系统地讨论了具有光响应行为的金属纳米团簇在生物诊断和治疗领域的应用进展，特别是它们在光敏化处理后的激发态电子行为及其在不同生物医学应用中的角色。首先，介绍了金属纳米团簇吸收光能后的电子跃迁过程，以及它们在生物传感、成像中的应用。其次，分析了金属纳米团簇在光动力治疗和光热治疗中的作用机制。最后，提出了金属纳米团簇在生物医学领域应用的前景与挑战。希望通过本综述，为金属纳米团簇材料的进一步研究与应用提供参考。

关键词: 金属纳米团簇, 光响应行为, 光动力治疗, 光学成像, 光热治疗

Abstract:

Metal nanoclusters， due to their unique photophysical properties， exhibit tremendous potential applications in the biomedical fields of biosensing， bioimaging， and photodynamic and photothermal therapies. This review systematically discusses the photoreactive behavior and application progress of metal nanoclusters in biomedical diagnostics and treatment， especially the electronic behavior after photosensitization treatment and their roles in various biomedical applications. Initially， the review introduces the electronic transition processes of metal nanoclusters after absorbing light energy， along with their applications in biosensing and imaging. Subsequently， the review analyzes the mechanisms of action of metal nanoclusters in photodynamic and photothermal therapies. Lastly， the review proposes the prospects and challenges of metal nanoclusters in biomedical applications， with the hope of providing a reference for further research and application of metal nanocluster materials.

Key words: Metal nanoclusters, Photoresponsive behavior, Photodynamic therapy, Optical imaging, Photothermal therapy

中图分类号:

O614

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图/表 5

图1 金属纳米团簇的光响应行为在生物医学领域的应用

Fig.1 Overview of the photoresponsive behavior of metal nanoclusters for biomedical applications

图2 双层配体金纳米团簇检测精氨酸酶的示意图［35］

Fig.2 Schematic representation of bilayer ligand gold nanoclusters for the detection of arginase［35］

图3 胰蛋白酶稳定的金纳米团簇，用叶酸修饰后对肿瘤成像的示意图［49］

Fig.3 Schematic of trypsin-stabilized gold nanoclusters modified with folic acid for tumor imaging［49］

图4 卡托普利保护的金纳米簇光响应产生单线态氧［55］

Fig.4 Scheme of captopril-protected gold nanoclusters can generate single-linear oxygen upon light［55］

图5 金纳米簇的混合白蛋白纳米颗粒作为载体实现肿瘤的荧光成像和治疗示意图［62］

Fig.5 Scheme of gold nanoclusters of hybrid albumin nanoparticles as a tool for fluorescence imaging and tumor treatment［62］

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