纳米生物医学光子学是纳米技术与生物技术交叉学科研究的重点内容，专门研究纳米器件及纳米技术在生物学及医学研究领域的实际应用。纳米生物医学光子学的研究、开发和应用正在快速发展，已经成为国内外科技界的热门研究课题。本书是在国家自然科学基金委员会和中国科学院学部支持召开的“纳米生物医学光子学论坛”的基础上，总结了参加论坛的各单位的科研成果而成，涵盖内容包括了纳米材料在医药中的应用、纳米器件在医疗诊断、器械、设备、纳米生物医学成像、DNA测序等多方面的应用，系统介绍了多种纳米材料和纳米器件的物理基础、工作原理、实际应用，同时对研究历史、现状、研究内容和发展趋势进行了全面的总结。全书由19章组成，100多张图表，提供了准确详细的技术资料。 本书可供从事纳米科学及生物科学以及相关交叉学科研究的人员、教师、研究生、高年级的本科生，以及相关科研领域的政策制定者阅读使用。
样章试读
目录
- 第一篇 纳米生物医学中的光学成像技术
第1章 细胞内生物分子探测及纳米显微成像技术研究
1.1 引言
1.2 荧光显微成像技术研究进展
1.2.1 基于DMD的SIM(DMD-SIM)技术
1.2.2 SMLM技术
1.3 非标记显微成像技术研究进展
1.3.1 SC激光光源的优化
1.3.2 超宽带T-CARS光谱分析技术
1.3.3 超分辨CARS显微成像技术
1.3.4 探测灵敏度
1.4 小结与展望
参考文献
第2章 纳米生物医学成像表征与功能生物界面
2.1 引言
2.2 微尺度功能生物界面
2.3 纳米尺度生物界面成像与表征
2.3.1 生物型原子力显微联合成像设备功能群
2.3.2 环境扫描电子显微镜联合表征、操纵与微加工设备功能群
2.4 基于功能生物界面的生物力药理学理论体系
2.4.1 功能生物界面与生物力学因素
2.4.2 生物力药理学的孕育
2.4.3 生物力药理学的研究方法
2.5 关键科学问题研究实例——血管内壁微纳抗凝界面的研究与仿生制备
2.5.1 活体血管内壁表面微纳复合结构以及微观力学性质研究
2.5.2 活体血管内壁表面“微纳复合结构-功能-力学耦合”的模式化研究
2.5.3 人工构筑微、纳米固相抗黏附界面的研究
2.6 小结
参考文献
第3章 脂蛋白纳米载体在生物医学研究与成像中的应用
3.1 脂蛋白纳米颗粒作为药物载体的理论基础
3.1.1 LDL纳米颗粒以及LDL受体
3.1.2 HDL纳米颗粒以及SR-B1
3.1.3 脂蛋白载药方法
3.1.4 脂蛋白的靶向性变更
3.2 脂蛋白纳米载体在生物医学成像与治疗中的应用
3.2.1 LDL纳米载体的应用
3.2.2 HDL纳米载体的应用
3.3 新型人工脂蛋白纳米载体开发与应用
3.3.1 仿LDL载体的研制
3.3.2 仿HDL纳米载体的研制
3.4 小结与展望
参考文献
第4章 扫频源光学相干层析技术
4.1 OCT技术与应用
4.2 频域OCT技术
4.3 扫频源OCT技术
4.4 扫频源OCT技术的发展与展望
参考文献
第5章 门控荧光寿命成像系统的时域参数优化和寿命反演算法
5.1 荧光寿命成像技术概述
5.1.1 荧光与荧光寿命
5.1.2 频域调制方法
5.1.3 TCSPC
5.1.4 小结
5.2 门控FLIM系统硬件实现
5.3 时域参数优化
5.3.1 主要时域参数受限因素分析
5.3.2 单门多次采样
5.3.3 多门多次采样
5.3.4 小结
5.4 门控FLIM系统算法研究
5.4.1 RLD方法
5.4.2 最小二乘法
5.4.3 小结
5.5 总结
参考文献
第二篇 基于纳米光电子技术的生物医学检测方法
第6章 基于纳米技术的单细胞检测与分析
6.1 光学方法
6.1.1 荧光标记技术
6.1.2 荧光显微术
6.1.3 荧光光谱技术
6.1.4 基于X射线和振动谱技术
6.1.5 其他光学方法
6.2 扫描探针方法
6.2.1 原子力显微镜
6.2.2 扫描近场光学显微镜
6.2.3 扫描电化学显微镜
6.3 电学方法
6.3.1 电化学法
6.3.2 细胞电生理
6.3.3 电化学阻抗显微镜
6.3.4 微纳热电偶
6.4 质谱方法
6.4.1 基底辅助激光解吸/离子化质谱
6.4.2 次级质谱显微术
6.5 微流控芯片
6.5.1 微流控芯片的发展
6.5.2 微流控芯片的结构
6.5.3 微流控芯片用于单个细胞组分分析
6.5.4 微流控芯片在单细胞检测中的优势
6.6 小结与展望
参考文献
第7章 淀粉样蛋白的结构分析方法研究进展
7.1 背景介绍
7.2 淀粉样蛋白单体结构
7.2.1 淀粉样蛋白单体的二级结构
7.2.2 淀粉样蛋白单体的超二级结构
7.3 极小寡聚体与弥散型小寡聚体
7.4 原纤维的结构
7.5 环形原纤维的结构
7.6 淀粉样蛋白纤维结构
7.6.1 淀粉样蛋白纤维的二级结构
7.6.2 淀粉样蛋白纤维的核心区域
7.6.3 淀粉样蛋白原丝的结构
7.6.4 淀粉样蛋白成熟纤维的结构
7.7 展望
参考文献
第8章 DNA测序技术与纳米生物光子学的机遇与挑战
8.1 引言——我们为什么需要基因测序
8.2 DNA测序技术与纳米生物光子学
8.2.1 DNA——天然的纳米材料
8.2.2 DNA聚合酶——精确的纳米器件
8.2.3 DNA测序技术与纳米生物光子学
8.3 DNA测序方法及微纳米技术和器件的应用
8.3.1 第一代基因测序——化学和电泳时代
8.3.2 第二代基因测序——DNA聚合酶和微米加工技术时代
8.3.3 第三、四代基因测序技术——纳米生物光子学时代
8.4 小结
参考文献
第9章 NSOM结合QDs荧光标记技术在细胞超微结构及单分子探测上的应用
9.1 NSOM的原理
9.2 量子点荧光标记技术
9.3 NSOM在细胞生物学上的应用
9.3.1 细胞超微结构的研究
9.3.2 细胞表面原位单分子探测
9.4 小结与展望
参考文献
第10章 第一性原理计算在纳米生物医学中的应用
10.1 第一性原理计算
10.1.1 Hartree-Fock近似
10.1.2 密度泛函理论
10.2 第一性原理计算在纳米生物医学中的应用
10.2.1 第一性原理方法在基因诊断方面的应用
10.2.2 第一性原理在生物制药领域的应用
10.2.3 第一性原理计算在生物医学功能材料设计上的应用
10.3 展望
参考文献
第三篇 诊断和治疗中的纳米光电子技术
第11章 光镊、光刀与显微Raman光谱——单细胞/单分子研究的利器
11.1 概述
11.2 激光光镊、光刀及显微Raman光谱原理简介
11.2.1 光镊原理
11.2.2 光刀原理
11.2.3 Raman光谱原理
11.3 光镊及Raman光谱技术的发展与现状
11.3.1 光镊技术的发展与现状
11.3.2 Raman光谱技术的发展与现状
11.3.3 光镊、光刀与显微Raman光谱的联合应用
11.4 在单细胞、单分子研究中的应用
11.4.1 光镊与单分子力测量
11.4.2 光镊、光刀与单分子/单细胞操控
11.4.3 光镊—Raman光谱与单细胞检测
11.4.4 单细胞Raman光谱与光谱成像
11.5 小结
参考文献
第12章 基于金纳米结构的癌症诊治一体化平台研究进展
12.1 纳米金局域表面等离子共振性质及其影响因素
12.1.1 纳米金局域表面等离子共振性质
12.1.2 纳米金颗粒LSPR性质的影响因素
12.2 不同形貌纳米金颗粒的制备
12.2.1 纳米金壳
12.2.2 纳米金棒
12.2.3 金纳米笼的制备方法
12.3 基于金纳米结构的纳米材料在光学成像与检测中的研究进展
12.3.1 金纳米结构在OCT成像中的应用
12.3.2 金纳米结构在光声成像中的应用
12.3.3 金纳米结构在SERS检测与成像中的应用
12.3.4 金纳米结构在多模式成像中的应用
12.4 基于金纳米结构的诊治一体化平台研究进展
12.4.1 基于金纳米壳结构的诊治一体化平台研究进展
12.4.2 基于纳米金棒的诊治一体化平台研究进展
12.4.3 基于金纳米笼的诊治一体化平台研究进展
12.5 小结与展望
参考文献
第13章 脑肿瘤靶向纳米递药系统
13.1 被动靶向和主动靶向结合的胶质瘤靶向策略
13.1.1 RGD介导的胶质瘤靶向纳米递药系统
13.1.2 CTX介导的胶质瘤靶向纳米递药系统
13.1.3 寡核苷酸介导的纳米递药系统治疗脑胶质瘤
13.1.4 复方TRAIL脂质体的抗脑胶质瘤研究
13.2 双级脑靶向(主动靶向和主动靶向结合)的脑胶质瘤靶向纳米递药系统
13.2.1 TGN和AS1411双级靶向纳米粒治疗脑胶质瘤的研究
13.2.2 CDX修饰的纳米粒的脑胶质靶向治疗
13.2.3 ANG修饰载紫杉醇的聚乙二醇-聚己内酯纳米粒(ANG-PEG-NP-PTX)对脑胶质瘤的双级靶向
13.2.4 双级靶向示踪的多模态纳米探针ANG-Den
13.3 小结
参考文献
第14章 基于纳米光电技术的肝癌早期诊断方法研究
14.1 引言
14.2 肝癌的现有诊断方法
14.3 纳米光电技术在肝癌早期诊断中的潜在应用
14.3.1 肝癌血清标志物
14.3.2 基于纳米光电技术的微纳传感器
14.3.3 纳米技术在肝癌早诊中的应用
14.4 小结
参考文献
第15章 基于纳米技术的干细胞心肌补片的研制与应用
15.1 组织工程心肌补片的研究概况
15.1.1 干细胞的选择
15.1.2 支架材料的设计
15.1.3 支架材料的表面设计
15.1.4 组织工程技术的设计和实施
15.2 纳米技术在干细胞心肌补片中的研究进展
15.2.1 干细胞的选择
15.2.2 支架材料纳米化的设计
15.2.3 表面纳米拓扑结构
15.2.4 纳米载体
15.3 小结
参考文献
第四篇 生物医学传感的纳米光电子器件
第16章 基于大π键共轭体系的光电生物传感应用
16.1 引言
16.2 基于石墨烯的电子生物传感
16.2.1 石墨烯的制备和表征
16.2.2 石墨烯场效应晶体管传感器
16.3 基于水溶性共轭聚合物的细胞荧光成像
16.3.1 聚合物结构
16.3.2 生物成像
16.4 小结
参考文献
第17章 纳米ZnO生物传感器
17.1 生物传感器概述
17.2 ZnO纳米结构的生长与基本性质
17.3 纳米ZnO的光学性质
17.4 纳米ZnO用于生物分子组装与传感的优势
17.5 纳米ZnO在酶传感器中的应用
17.5.1 酪氨酸酶传感器
17.5.2 辣根过氧化物酶
17.5.3 葡萄糖氧化酶
17.6 纳米ZnO免疫传感器
17.7 纳米ZnO凝集素传感器
17.8 小结
参考文献
第18章 复合纳米结构光学探针及其生物传感应用
18.1 光学探针的研究背景
18.2 复合纳米结构光学探针的设计制备及其特性研究
18.2.1 内部掺杂型Cu:ZnSe/ZnS核壳量子点
18.2.2 以金属纳米聚集体为核的核壳型SERS探针
18.2.3 SERS-荧光双模式光学探针
18.3 复合纳米结构探针在生物传感中的应用
18.3.1 活细胞的探测
18.3.2 免疫检测
18.4 小结
参考文献
第19章 光子晶体及表面等离子共振在纳米生物医学传感中的应用
19.1 背景介绍
19.2 传感原理
19.3 发展概况及研究进展
19.3.1 完美光子晶体
19.3.2 光子晶体点缺陷
19.3.3 光子晶体线缺陷
19.3.4 其他光子晶体结构
19.3.5 光子晶体激光器生物传感
19.3.6 局域表面等离子共振生物传感
19.4 本组的相关工作及传感应用研究
19.4.1 一维光子晶体缺陷腔
19.4.2 双层光子晶体薄板
19.4.3 光子晶体表面模
19.4.4 光子晶体自准直传感器
19.4.5 光子晶体激光器
19.4.6 纳米新月结构传感
参考文献
索引
《半导体科学与技术丛书》已出版书目
彩图
京公网安备 11010102004214号