Engineering Plasmonic Nanoparticles for Enhanced Photoacoustic Imaging.
Engineering Plasmonic Nanoparticles for Enhanced Photoacoustic Imaging.
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DOI：
10.1021/acsnano.0c05215
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发表时间：
2020-08-25
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Jokerst JV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mantri Y;Jokerst JV
光声（PA）成像是一种新兴的成像方式，通过脉冲激光照明产生压力瞬变，可使用常规超声检测。等离子体纳米粒子如金纳米棒和纳米星常被用作PA造影剂。热弹性膨胀模型最好地描述了等离子体纳米粒子的PA响应：光吸收引起温度的小幅升高，导致热弹性膨胀。光能转换为压力波（po）取决于几个特征：(i)吸收系数（μa）， （ii）热膨胀系数（β）， （iii）吸收材料的比热容（Cp）， （iv）介质中的声速(c), (v)光照影响(F)。控制等离子体纳米结构周围的几何形状、成分、涂层和溶剂可以帮助调整这些变量以产生最佳的PA信号。热弹性膨胀模型不仅限于等离子体结构，而且适用于所有吸收分子。在这里，我们专注于如何设计这些变量来增强等离子体纳米粒子的PA响应。
Photoacoustic (PA) imaging is an emerging imaging modality whereby pulsed laser illumination generates pressure transients that are detectable using conventional ultrasound. Plasmonic nanoparticles such as gold nanorods and nanostars are often used as PA contrast agents. The thermoelastic expansion model best describes the PA response from plasmonic nanoparticles: Light absorption causes a small increase in temperature leading to thermoelastic expansion. The conversion of optical energy into pressure waves (po) is dependent on several features: (i) the absorption coefficient (μa), (ii) the thermal expansion coefficient (β), (iii) specific heat capacity (Cp) of the absorbing material, (iv) speed of sound in the medium (c), and (v) the illumination fluence (F). Controlling the geometry, composition, coatings, and solvents around plasmonic nanostructures can help tune these variables to generate the optimum PA signal. The thermoelastic expansion model is not limited to plasmonic structures and holds true for all absorbing molecules. Here, we focus on ways to engineer these variables to enhance the PA response from plasmonic nanoparticles.
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