结肠癌已成为我国主要癌症发病种类之一，传统的治疗方法难以抑制其转移和复发。免疫疗法虽然可以通过机体免疫系统清除肿瘤组织，但肿瘤组织中的免疫抑制微环境，往往会导致效果不及预期。光学疗法，包括光热疗法（PTT）和光动力疗法（PDT），不仅可以直接诱导肿瘤细胞凋亡和坏死，还能改善肿瘤组织中的免疫抑制环境，从而促进免疫细胞在肿瘤组织中的浸润和活性，提高免疫治疗效果。笔者创新性地利用吲哚氰绿（ICG）介导的光学疗法和天然免疫活性分子羽扇豆醇（Lupeol）对自然杀伤（NK）细胞免疫活性的提升作用实现光-免疫协同激活作用和抗肿瘤效果，通过纳米脂质体将ICG和羽扇豆醇整合得到Lip-Lupeol & ICG，并将其用于结肠癌细胞灭活研究。结果显示：Lip-Lupeol & ICG在通过两次间隔激光照射后可实现PTT和PDT的两次治疗作用，可将结肠癌细胞活性抑制至43.4%；与此同时，包裹的羽扇豆醇释放后可与光学疗法协同激活NK细胞活性，将结肠癌细胞活性进一步抑制至16.7%，为临床结肠癌治疗提供了一种新思路。

随着社会的发展，人类对疾病标志物、食品有害因子、环境污染物等的高灵敏和高特异性检测需求不断增长。基于表面等离子体共振（SPR）的传感器作为一种无标记、灵敏度高、可用于实时检测的生物传感器，在检测各类生物化学分子方面展现出了巨大的应用潜力。本文总结了近年来常用或正在快速发展的5种SPR传感器调制方式，在每种调制方式研究现状的基础上，根据近年来增强SPR传感器的研究，从纳米材料敏化和传感器结构优化两个方面总结讨论了增强传感信号的方法，以克服传统SPR传感器灵敏度较低且难以检测低浓度、低相对分子质量物质的缺点。

光动力疗法（PDT）是治疗各种皮肤疾病的有效手段，然而PDT过程中伴随的疼痛限制了其广泛应用。论述了PDT过程中的人体微环境变化情况，介绍了疼痛产生的机理，重点介绍了瞬时受体电位（TRP）通道对疼痛产生的影响。总结了临床缓解光动力疗法中疼痛的干预手段，比较了各措施的效果。

对水中不同间隔下的双空泡振荡行为的研究可为光致空化在生物医学领域的应用如微流体中的快速融合、细胞膜微手术等提供指导。通过将单脉冲激光分束，将激光从不同方向聚焦到水中，诱导大小、位置可控的两点击穿，形成具有相似尺寸的两个空化气泡，并引入高速摄像机，以及散射光检测和声学检测方法对双空泡振荡行为进行多方位测量。研究表明，对于能发生融合的双空泡，相对间隔的改变并不影响融合空泡的第一振荡周期，但能显著影响融合空泡振荡的非对称性、坍塌冲击波的形成及重建空泡的振荡。

提出了一种新的表征方法——膜电位测量。膜电位恢复时间与膜穿孔尺寸相对应,因此建立起细胞膜穿孔尺寸的大小与激光能量阈值之间的关系,可为准确地向细胞内递送不同分子量的外源物质提供理论支持。将金纳米颗粒与胃癌细胞共同培养,在保证细胞不受金纳米颗粒毒性影响的前提下,选择不同能量纳秒脉冲激光照射共孵育后的胃癌细胞,并采用碘化丙啶(PI)和钙黄绿素乙酰甲酯(Calcein-AM)对穿孔后的细胞进行染色验证。结果发现:当加入直径为100 nm的金纳米颗粒,其数量与细胞数比为400∶ 1,激光能量密度在20 mJ/cm 2时,可以在保证细胞活性的前提下成功实现532 nm脉冲激光的细胞膜穿孔;在穿孔条件下,采用光标测技术测量细胞膜电位,发现细胞膜电位先增加后复原,最大增量为50 mV,恢复时间为250 s。膜电位结果再次验证,光穿孔造成的细胞膜损伤是可以恢复的,而且可以用膜电位变化来表征。

光动力疗法(PDT)是一种高效、 安全、 微创的新型治疗方法, 国产光敏剂血卟啉单甲醚(HMME)介导的光动力疗法由于其成分单一、 单态氧产量高及光敏周期短, 临床上已用于脑胶质瘤和鲜红斑痣的治疗。 为了进一步提高光动力疗效, 本研究基于晶种生长法制备稳定粒径均一的吸收峰在530 nm的阳离子金纳米球。 采用毒性低且阴离子电解活化作用强的聚(四-苯乙烯磺酸钠)(PSS)进行修饰。 利用静电吸引力将钛源TiCl3水解的TiOH2+与其结合并氧化制备AuNP@TiO2核壳, 通过改变NaHCO3量制得不同TiO2壳层厚度的AuNP@TiO2核壳, 并进一步将其与HMME结合制备结合体。 采用紫外-可见吸收光谱、 红外光谱、 激光纳米粒度仪和透射电镜对所制样品进行表征。 结果表明新型的光敏剂粒径均匀, 结构稳定。 最后采用细胞实验验证了其光动力疗效。 总之, 该研究合成了新型的Au@TiO2-HMME纳米光敏剂, 通过人口腔表皮样癌细胞系KB细胞与新型核壳纳米结构的光动力作用, 与纯HMME相比, 在最优条件下可提高约35%的细胞杀伤率。

纳米金颗粒是近年研究最为广泛的纳米材料之一，它具有良好的生物相容性、化学稳定性以及独特的光学性质，在生物分子检测、诊断和治疗方面具有很大的发展潜力。尤其是纳米金显示出特殊的表面等离子体共振现象，导致了粒子表面产生强电磁场，并最终增强了诸如吸收和散射的辐射特性，其散射光强与粒子的尺寸和团聚状态有密切关系。而由于共振现象而产生的纳米金对光的强烈吸收并高效转换为热效应也被用于检测和治疗。此外，与纳米金尺寸相关的局域表面等离子体共振光学特性，能够在粒子附近产生很强的电磁场增强，从而构成表面增强拉曼散射的基础。纳米金在强光照射下也表现出良好的抗光漂白的荧光现象，其特有的荧光寿命也成为检测的一种有效手段。与其他荧光物质作用时，又表现出表面增强荧光特性以及荧光共振能量转移。综述中，在介绍纳米金这些特殊光学性质的基础上，回顾了其在生物分子检测方面的应用进展。

在不同功率激光照射下, 纳米金与周围介质会经历不同的物理学效应, 并产生宏观、微观和纳观三个层次的生物学效应及相应的应用。其中纳观效应的生物学应用和机理研究受到了关注并具有挑战性。本文针对纳米金激光纳观热效应的物理学机理研究及其相应模型进行综述, 比较了各种模型和测量方法的利弊, 对其生物学应用进行了论述, 指出了其中的某些发展趋势, 强调了纳米金激光纳观热效应研究的必要性和重要性。

叶酸受体在正常组织上表达很少, 而在上皮源性的恶性肿瘤细胞膜表面高度表达。 文中以叶酸为稳定剂和包裹剂, 以硼氢化钠为还原剂, 简单快捷地制备出叶酸包裹的纳米金粒子(folic acid protected gold nanoparticles, FA-GNPs)作为靶向肿瘤探针。 紫外-可见吸收光谱测量, 透射电镜成像、 X射线光电子能谱分析以及细胞结合试验都表明, 这种纳米探针粒径分布在3～5 nm之间, 体系均一、 稳定, 而且在高盐环境(3.5% NaCl溶液)和高速离心(25 000 r·min-1)下均不会发生聚沉, 在肿瘤细胞检测等领域具有应用潜力。

通过聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐和氯金酸制备阳离子纳米金, 将纳米金和5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, 5-ALA)通过静电吸附作用有效结合得到新型光敏剂。 应用共振瑞利散射光谱, 紫外-可见吸收光谱, 透射电镜和激光散射等方法对其进行了表征。 结果表明通过这种方法纳米金与5-ALA可以有效结合。 这种新型光敏剂对提高光动力学疗法临床疗效具有重要指导意义。