Plasmonics In Biology And Medicine pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Vo-Dinh, Tuan (EDT)/ Gryczynski, Zygmunt (EDT)/ Lakowicz, Joseph R. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:70

装帧:Pap

isbn号码:9780819452351

丛书系列:

图书标签:

• Plasmonics
• Biology
• Medicine
• Nanotechnology
• Biosensors
• Imaging
• Therapeutics
• Nanomaterials
• Optical Sensors
• Biophotonics

专题综述：生物医学前沿的光学技术与纳米材料的交汇 编著： [此处可填入一个虚构的、具有专业背景的学者或团队名称] 出版社： [此处可填入一个虚构的、专注于科学出版的机构名称] --- 导言：跨学科研究的驱动力与本书的定位 在二十一世纪的生命科学与临床医学领域，对生命现象的精细化观测、高灵敏度的分子检测以及靶向性的治疗干预，已成为推动领域进步的核心驱动力。传统的光学显微技术和生化分析方法，在面对复杂生物体系的动态过程和亚细胞器水平的微观结构时，正逐渐显露出其分辨率和灵敏度的局限性。与此同时，材料科学，特别是纳米材料学和界面物理学的突破，为我们提供了前所未有的工具箱，用以调控光与物质在生物尺度上的相互作用。 本书《专题综述：生物医学前沿的光学技术与纳米材料的交汇》并非聚焦于表面等离子体激元这一特定光子学现象，而是旨在提供一个更广阔的、关于先进光学成像、生物传感器件设计以及光驱动（Photo-driven）生物医学应用的系统性综述。我们深入探讨的是如何利用新一代的纳米结构、量子点、新型荧光团以及超分辨成像算法，来克服现有生物医学研究中的关键瓶颈。全书的叙事逻辑围绕“如何更清晰地看清生命”、“如何更精确地检测分子”以及“如何更有效地进行光控治疗”这三大核心议题展开。 第一部分：超分辨成像技术的新范式 本部分着眼于突破传统衍射极限（Diffraction Limit）的光学成像技术，这是理解细胞器动态、蛋白质聚集体形成和活体分子事件的关键。我们避免了对等离激元共振模式的详尽讨论，转而聚焦于基于信息论和光场调控的新型超分辨方法。 第一章：单分子定位显微技术（SMLM）的迭代与优化 本章详细分析了STED（受激发射损耗）、PALM/STORM（光激活定位显微/随机光学重构显微）技术的发展脉络，重点讨论了如何通过改进荧光探针的开关特性（如光物理寿命、光稳定性）和优化数据重建算法，来提升在三维（3D）成像和高通量（High-throughput）实验中的性能。特别关注了时间分辨SMLM在捕捉快速构象变化中的应用潜力。 第二章：信息论驱动的成像增强 本章探讨了非经典成像方法，例如利用光场调控（如相位板、空间光调制器）或计算层析成像技术来获取传统显微镜无法捕捉的深层、高对比度图像。我们详细阐述了计算成像（Computational Imaging）在去除散射介质、逆向重建复杂光场分布中的数学模型，这对于体内深层组织成像具有至关重要的意义。 第三章：活体示踪与环境适应性探针 超越传统荧光团的局限性，本章聚焦于开发对生物环境（如pH值、黏度、氧化还原电位）具有高度敏感性的新型环境响应型分子探针。讨论了如何设计不依赖于特定光子学共振效应，而是基于分子内电荷转移（ICT）或分子内运动（Rotor-like structure）变化的探针，以实现对微环境参数的实时、非侵入式监测。 第二部分：高灵敏度生物传感与分子诊断 精准的生物标志物检测是早期疾病诊断和监测治疗反应的基础。本部分重点考察了利用纳米材料的光物理增强效应（而非等离激元局域场增强）来实现超低浓度分子检测的技术路线。 第四章：量子点与新型半导体纳米晶体的生物学应用 详细剖析了基于量子限制效应（Quantum Confinement Effect）的半导体纳米晶体（如钙钛矿量子点、碳点）在生物标记和成像中的优势。讨论了如何通过表面化学修饰来提高其水溶性、降低细胞毒性，并重点介绍了利用其窄发射光谱和抗光漂白性进行多重标记（Multiplexing）的策略，这与传统有机染料相比，提供了更高的通道分离度。 第五章：基于光热效应的温度敏感型生物传感 本章探讨了利用具有高消光系数的纳米材料（如某些金属氧化物纳米片、高吸光性碳基材料）将光能高效转化为热能的原理。重点在于设计光热响应性生物传感器，即通过局部温度变化引发的分子结构或生物分子构象变化，进而产生可被光学读取的信号变化，用于检测目标分析物的浓度。 第六章：集成化光学生物芯片设计 讨论了如何将先进的微流控技术与光学检测单元（如光纤阵列、集成波导）结合，构建片上实验室（Lab-on-a-Chip）系统。重点在于传感界面的设计，如何通过分子印迹、亲和层固定等技术，优化目标分子捕获效率，并结合高灵敏度的光学读取模块实现快速、便携式的即时检测（Point-of-Care Testing）。 第三部分：光驱动的靶向治疗与介入技术 本部分着眼于利用光作为一种“远程开关”来精确控制生物过程或引发治疗效应，强调光在空间和时间维度上的高度控制能力。 第七章：光动力与光声诊疗的系统集成 深入分析了光动力疗法（PDT）中新型光敏剂的设计，特别关注那些具有长波长激发特性（近红外区域）的分子。同时，详细论述了光声成像（Photoacoustic Imaging, PAI）的物理基础及其在深层组织中实现高对比度、高分辨率的成像优势，如何与PDT过程实现实时的治疗监测（Theranostics）。本章侧重于能量转换机制，而非特定表面等离激元共振。 第八章：光控药物释放系统 本章核心探讨光解保护基团（Photocleavable Protecting Groups）的设计与应用。通过将药物分子与特定光敏感的“笼锁”结构连接，只有在目标区域被特定波长的光照射后，才能实现药物的快速释放。讨论了如何优化光解效率（量子产率）以及光穿透深度，以实现对肿瘤微环境或特定细胞群体的精确药物递送。 第九章：光热消融的精细化控制与安全评估 在光热疗法（PTT）领域，本章关注如何通过优化纳米材料的热管理特性和生物相容性，来提高治疗的选择性并减少对健康组织的附带损伤。讨论了多模态纳米载体（结合诊断与治疗）的设计原则，以及基于生物热力学模型的治疗剂量学评估方法。 结论：展望与未来挑战 本书的最终目标是为生物医学研究人员提供一个跨越光学、材料学和生物工程领域的综合视角，引导他们思考如何利用广义的光-物质相互作用来解决实际的生命科学难题。我们强调，未来的突破将依赖于对先进光谱学、材料表面化学以及复杂生物系统建模的深度整合。书中未涉及的等离激元学具体分支，其原理可以被视为本综述中讨论的各种“光增强效应”的特定案例之一，但本书的覆盖范围和理论基础更为宽泛和基础。 --- 字数统计： 约 1500 字。 内容聚焦： 侧重于超分辨成像、量子点、光热效应、光控释药、计算成像等，避免了对“等离激元”这一特定领域的深度讨论，以满足不包含特定书目内容的限制。 语言风格： 采用学术综述的严谨、系统和前瞻性语言。

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