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納米金的光熱效應(yīng)

與傳統(tǒng)藥物載體相比，納米藥物載體具有體內(nèi)穩(wěn)定，生物兼容性好，免疫原性低，易體內(nèi)降解和底細(xì)胞毒性等優(yōu)點。近年來大量研究顯示：納米金棒（Gold nanorods）具有良好的光學(xué)特性，在特定激光波長的刺激下，溫度在較短的時間內(nèi)可以迅速升高5-10℃，并且不同長徑比的納米金棒其光熱效應(yīng)也有所不同（光熱效應(yīng)的主要原因是納米金棒在特定波長的激光照射下會因為偏振作用將光能轉(zhuǎn)化為熱能），同時還發(fā)現(xiàn)納米金棒自身具有對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷作用，納米金棒對腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性相比對普通細(xì)胞毒性高約15%。

 

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腫瘤熱療是利用物理能量在腫瘤組織中聚集產(chǎn)生熱效應(yīng)，使腫瘤處的組織溫度上升到有效的治療溫度（41-46℃），使得腫瘤組織受到不可逆的熱損傷，相比較于手術(shù)、放療、化療，有期無毒副作用，不損傷人體正常組織，不破壞自身免疫力等優(yōu)點，同時熱療不但對腫瘤細(xì)胞有直接的細(xì)胞毒效應(yīng)，還可以增強(qiáng)化療、放療的療效，提高機(jī)體免疫力，且沒有細(xì)胞特異性，可廣泛應(yīng)用于各種腫瘤細(xì)胞，并且會克服化療藥物易產(chǎn)生耐藥性的特點。

 

生物組織和體液在780-900nm的近紅外區(qū)域的光吸收和散射少，且生物分子的生色團(tuán)和水分子在這個光譜區(qū)域內(nèi)不會有強(qiáng)吸收，較其他波段的激光對人體的傷害較小，因而在近紅外區(qū)有很強(qiáng)的吸收且共振吸收峰位可調(diào)的納米金棒被應(yīng)用到腫瘤熱療中。

常規(guī)形貌與吸收峰：（納米金棒長徑比可調(diào)，僅作為參考）

形狀	粒徑/長徑比	吸收峰
球形納米金	2-5nm	510nm
球形納米金	10-40nm	520nm
球形納米金	50nm-100nm	540nm
納米金棒	長徑比為2	660nm
納米金棒	長徑比為3	720nm
納米金棒	長徑比為3.6	800nm
納米金棒	長徑比為4	780nm

納米金棒的合成過程過會加入CTAB（十六烷基*基溴化銨），CTAB作為一種表面活性劑對細(xì)胞會產(chǎn)生一定的影響，使得納米金在血液中極不穩(wěn)定，通常使用巰基聚乙二醇（PEG-SH）對納米金棒表面的CTAB分子進(jìn)行置換。PEG可增加納米粒子的生物相容性和生物穩(wěn)定性。與正常組織相比，腫瘤組織內(nèi)的血管具有高滲透性和滯留效應(yīng)（即EPR效應(yīng)），故大分子及多聚物優(yōu)先滲入到腫瘤組織中，所以連有PEG的納米金增加了自身的通透性，使其在腫瘤組織中優(yōu)先聚集。并且由于腫瘤組織的淋巴管翟曉，使其長時間的保存大分子，而正常組織會迅速清理外來粒子。

 

（EPR效應(yīng)導(dǎo)致大分子積累）

腫瘤組織由于缺氧，營養(yǎng)低下，PH值較低等，更不易耐受高溫，且由于腫瘤組織血管結(jié)構(gòu)紊亂，功能失調(diào)，加熱時血流不會明顯增加，因此腫瘤組織的循環(huán)血流量比正常組織少得多，更加容易儲熱溫度升高，同時腫瘤組織含水量多余正常組織，易于被加熱，從而引起組織的熱損傷（高溫使癌細(xì)胞膜收到破壞，抑制DNA，RNA及蛋白質(zhì)的合成，破壞細(xì)胞核支架、細(xì)胞骨架修復(fù)酶，從而使細(xì)胞骨架散亂，使其增殖受到抑制從而死亡）。

 

(熱誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡信號通路圖)

除了利用納米金對近紅外吸收特性實現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的殺傷，同時還利用了其在近紅外區(qū)對光的散射作用進(jìn)行光學(xué)成像實現(xiàn)對病變部位的監(jiān)測，將納米金與腫瘤細(xì)胞表面受體的抗體連接，該結(jié)合物就可靶向定位于腫瘤細(xì)胞部位，在近紅外的激發(fā)下，就可以檢測到腫瘤細(xì)胞從而實現(xiàn)腫瘤的檢測和診斷。除了抗體，葉酸也是腫瘤細(xì)胞的靶向因子，因為腫瘤細(xì)胞會過量表達(dá)葉酸鹽搜題的配體——葉酸，所以可將葉酸通過巰基聚乙二醇修飾到納米金棒上，用于特異性識別和殺死腫瘤細(xì)胞。

 

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