光声成像技术是近年来发展起来的一种新型成像技术。它是基于光声效应的生物/医学成像方法的混合模式。脉冲激光通常需要在光声成像中照亮成像部分。被吸收的光能会转化为热能，导致附近组织的热膨胀，形成宽带(兆赫)超声波。超声波传感器可以检测到这种超声波。磁共振成像、超声成像、正电子发射断层扫描与传统荧光成像相比（PET）成像技术具有实时性强、空间分辨率高、不使用有害辐射等优点。光声成像可用于内源性造影剂（如血红蛋白、氧化血红蛋白、黑色素、荧光蛋白）的成像；但由于某些疾病（如乳腺癌、胶质瘤等）不产生内源性造影剂，这些疾病的诊断无法实现。为了检测到这些疾病，外源性造影剂越来越受到科研人员和医学从业者的青睐。近年来，随着纳米技术的发展，越来越多的纳米材料可用于光声成像的外源性造影剂。
图 1 ：光声成像装置和样品配置
碳基纳米材料
碳纳米材料因其独特的光学特性和易于制备的特性而受到生物学领域的广泛关注。碳纳米材料已被用作拉曼检测、荧光成像、体内光声成像等生物成像领域的光学试剂。碳纳米材料主要分为石墨烯和单壁碳纳米管两类，可作为光声成像造影剂。
金纳米材料
金纳米材料，如金囊泡、金纳米笼、金纳米颗粒等，在诊断医学中引起了人们的关注。金纳米材料依赖于近红外范围(700~900nm)的可调散射和吸收，是光声成像的良好造影剂。同时，金基纳米材料可以通过朗道阻尼效应吸收光能，有效地将光能转化为热能。光热处理中的这些材料（PTT）该领域引起了极大的兴趣。基于金纳米材料的这些独特性，它们可以进一步用于控制近红外刺激下亲水药物的释放。当药物在目标方向的目标位置释放时，金纳米材料可以通过光声成像技术进行监测。用金纳米材料装载治疗药物的可能性为其治疗应用提供了极大的好处。
纳米材料的共轭聚合物
近年来，聚合物纳米材料主要用作药物交付研究的纳米载体。这些聚合物纳米材料具有良好的生物相容性，可以通过靶向有效地将药物交付到肿瘤部位。然而， 最近的研究发现，共轭聚合物纳米材料也具有独特的光学特性(如近红外吸收)， 这使得它们可以用作光声成像的造影剂。
光声增强复合纳米材料
光声增强复合纳米材料是通过不同的方法将不同类型的纳米材料结合在一起，以增强光声信号，减少造影剂的用量。例如，如果我们首先通过吸附技术将近红外染料吸附在单壁碳纳米管上，然后修改碳纳米管表面的PEG，以增强其生物相容性，然后在PEG中使用靶多肽（RGD）通过进一步的修改，我们会发现最终的复合纳米材料可以有效地增强光声信号。
总之，纳米粒子在光声成像中的应用极大地促进了光声成像技术的发展。光声成像技术的关键是光声成像造影剂。目前，光声成像造影剂的研究主要集中在两个方面。一方面，研究人员试图通过化学改性或与其他功能材料结合来改进现有的光声成像材料，形成新的多功能功能。另一方面，它们还在不断开发新型高效的光声成像造影剂，在克服传统造影剂缺点的同时，也能达到更高的光声成像效率。
参考文献
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