《化学评论》(Chem. Rev.)发表了一篇重要综述,系统探讨了用于体内成像的纳米材料与光纤成像材料的进展、挑战与未来方向。体内成像技术在现代医学诊断和治疗监测中扮演着关键角色,而纳米材料和光纤技术的结合正推动这一领域迈向更高精度和实时监测能力。本文基于该综述,从材料设计、成像机制和应用前景三个方面展开分析。
纳米材料在体内成像中的应用得益于其独特的光学、磁学和声学特性。例如,荧光纳米材料如量子点和上转换纳米颗粒,可通过表面修饰提高生物相容性,实现靶向成像;金纳米颗粒和碳基纳米材料则利用表面等离子体共振或近红外吸收,增强光声成像对比度。这些材料不仅提供高分辨率图像,还能整合治疗功能,推动诊疗一体化。综述强调,纳米材料的尺寸、形貌和表面化学是优化体内分布和清除的关键因素,需平衡成像性能与生物安全性。
光纤成像材料作为新兴工具,允许微创或非侵入性实时监测体内生理过程。光纤探头可集成纳米传感器,例如基于荧光或拉曼散射的纤维,实现对局部组织pH、氧浓度或代谢物的动态检测。此类材料在神经科学和癌症研究中尤显重要,例如,通过光纤耦合纳米材料,可追踪脑部神经元活动或肿瘤微环境变化。综述指出,光纤材料的柔韧性和微型化设计是提升成像深度的核心,同时需解决光传输损耗和生物污垢问题。
综述展望了纳米与光纤材料联用的未来趋势,包括智能响应材料开发、多模态成像整合以及临床转化路径。尽管面临毒性评估和标准化生产等挑战,但这一领域有望为个性化医疗提供强大工具。Chem. Rev.的这篇综述为研究人员提供了全面指导,推动体内成像技术向更高灵敏度和实用性发展。