口腔癌是全世界最常见的癌症类型之一。近几十年来，他们在年轻人中的发病率显着增加，与其他癌症（如乳腺癌）相比，死亡率几乎没有变化。

手术和放射疗法经常被用来对抗口腔癌，但由于这些技术会留下令人不快的疤痕和肌肉缺陷，对患者的心理健康产生影响，因此需要寻找替代方法。

纳米材料被定义为具有纳米尺度的尺寸，其颗粒由金构成，用于生物医学应用，通常在 5 – 100 nm 范围内。金纳米粒子作为癌症治疗和诊断剂以及治疗诊断学引起了特别的关注，因为它们具有独特的性质和在递送应用中的适用性。

金纳米粒子如何用于癌症诊断？

纳米级金属金参与一种称为局部表面等离子体共振的现象，其中在与颗粒大小和形状相关的特定光波长下吸附显着增强。通过控制粒子形态，表面等离子体共振峰波长在整个可见光和近红外区域高度可调。因此，金纳米粒子可用作比色传感器和诊断探针。

金纳米粒子已广泛用于妊娠试验和 COVID-19 侧向流动试验等设备中，作为比色指示剂。在这里，与目标分子互补的配体通过涂层施加到纳米颗粒的表面。当目标存在时，纳米粒子将粘附在指示线上或聚集并产生颜色变化。

在口腔癌诊断的背景下，已经开发了几种金纳米粒子探针，它们与唾液中的口腔癌生物标志物结合，并且可以通过由粒子周围的介电常数变化引起的表面等离子体共振波长的轻微变化来指示它们的存在。

金纳米粒子也可以用作表面增强拉曼光谱实验的基底，它可以在与唾液混合后以极低的检测限定量确定与粒子结合的生物标志物的存在。

例如，广泛报道口腔鳞状细胞癌细胞过度表达表皮生长因子受体 EGFR、ErbB1 和 HER1。与抗表皮生长因子受体结合的金纳米颗粒已与唾液混合以使生物标志物结合，然后通过 SERS 进行分离和分析。

由于癌细胞的无序基因组，它们通常在其外表面上过表达一种或多种受体，因此过表达受体的互补配体可以与金纳米颗粒结合以赋予活性靶向功能。正如已经讨论过的，金纳米粒子的表面等离子共振可以调谐到近红外区域，这是最能穿透生物组织的光的波长，被体内的血红蛋白和水分子吸收少于较短波长的可见光。

结合金纳米粒子的靶向特异性，可以利用这一特征来明确定义肿瘤的体积以用于诊断目的。此外，金属金的高密度可用作 X 射线、超声波和计算机断层扫描造影剂。

金纳米粒子如何用于癌症治疗？

金纳米粒子中的表面等离子体共振是粒子周围的电子云与入射光同相振荡的结果。

当与振荡电子同相时，入射光子被吸收，产生观察到的金纳米颗粒胶体颜色。因此，当表面等离子共振波长的高能单色入射光应用于金纳米颗粒时，光子通过能够引起局部热疗的吸收而迅速加热。

金纳米粒子辅助光热疗法在以高度特异性方式破坏肿瘤方面显示出巨大潜力，其中将癌细胞加热几摄氏度即可导致蛋白质变性并诱导细胞凋亡。

放射治疗中使用的更高能量的 X 射线或伽马射线激光也可以与金纳米粒子的电子云相互作用，并引发称为俄歇级联的过程，其中入射光子可以导致内壳电子的喷射并促使另一个下降到现在空置的较低能级。

当下降到较低的能级时，一个光子被释放出来，其能量与电子轨道之间的能量差相当，这可能会继续与另一个电子相互作用并导致其喷射。

已经记录了来自单个金纳米粒子的多达 10 个电子的俄歇级联，并且释放的电子可以继续直接破坏生物靶标，或者以其他方式与周围的水或氧分子相互作用以产生活性氧物质，这些物质继续破坏细胞。

通过这种方式，金纳米粒子可以制造出有效的辐射剂量增强剂，可以首先通过主动靶向机制定位于肿瘤部位，用于精确识别肿瘤的尺寸，然后进行局部细胞破坏。

金纳米颗粒表面的高度可定制性还允许以高度特异性的方式将多种化疗药物单独或与协同药物的有效载荷同时递送至肿瘤。这样做可以提高它们的功效并减少脱靶效应。

重要的是，金纳米粒子的药物输送功能可以与光热或放射疗法相结合，利用纳米材料的所有独特特性。快速加热也可用作药物有效载荷的触发释放机制，确保细胞毒性货物仅在肿瘤附近释放。