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我们开发了一种通用的测定，用于高效捕获循环癌细胞。该方法基于混合磁/等离子体纳米载体和新型微流体室（左上左图）在该测定中，癌细胞特异性地通过抗体缀合的磁性纳米载体靶向，并且通过微流体室中的磁力与正常血细胞分离。

随后用免疫荧光染色将ctc与正常血细胞区分(左下图)。另外，捕获的ctc可以使用近红外(NIR)激发的光声(PA)成像检测，然后收集用于下游分析。

我们在结肠癌、乳腺癌和皮肤癌的细胞模型中证明，该平台可以很容易地适应各种生物标志物，既针对上皮源性癌细胞的表面受体分子，也针对细胞内生物标志物。全血实验显示，当两种癌症生物标志物用于细胞捕获时，捕获效率大于90%(右图)。

因此，具有微流体的免疫靶纳米载体的组合提供了一种有前途的平台，可以通过克服循环中肿瘤细胞的异质性问题来提高电流CTC测定的有效性。

有关更多详细信息，请参阅：吴世，黄yy，陈P，Hoshino K，Liu H，Frenkel EP，张JXJ，Sokolov KV。用于捕获癌细胞的免疫磁性纳米载体平台，ACS Nano v.7（10）：8816-8823,2013。

具有星状金纳米颗粒的偏振显微镜，用于原位监测生物分子。左侧的电影显示了个体之间的相互作用。40nm EGFR靶向出现的金纳米颗粒和单一Siha宫颈癌细胞。通过抑制来自小区的散射信号的交叉偏振器在暗场反射模式中获得图像。

在右边的影片中，暗场图像与从同一视场拍摄的相衬图像重叠，以显示细胞位置。注意无束缚粒子在视场中快速移动的存在。结合粒子显示出与受体结合一致的较慢的定向运动。

通过星状金纳米颗粒的高效光退偏，可以在交叉偏振成像中对生物分子进行强有力的检测，在交叉偏振成像中，细胞的内在光散射显著降低。成像可以在没有信号退化的情况下，以单分子灵敏度进行。

更多详情见:Aaron J, de la Rosa E, Travis K, Harrison N, Burt J, José-Yacamán M, Sokolov K，具有星状金纳米颗粒的偏振显微镜，用于鲁棒，原位监测生物分子．光学精密工程，2008,29(3):341 - 346。

聚乙二醇(PEG)表面涂层在生物领域广泛应用于纳米粒子的隐身。然而，半胱氨酸和半胱氨酸的生理浓度可以取代金纳米颗粒(GNP)表面的甲氧基- peg -硫醇分子，导致巨噬细胞在24小时内吸附蛋白质和细胞摄取(示意图顶部行)。

我们通过在聚乙二醇和巯基之间加入烷基连接剂来解决这个问题，该连接剂在金表面和聚乙二醇亲水性外层之间提供疏水屏蔽层。mpeg -烷基-巯基醇涂层大大降低了gnp -烷基- peg颗粒对蛋白质的吸附和巨噬细胞对蛋白质的吸收(图示底部一行)。这对生物系统金纳米颗粒的设计具有重要的意义。

透射的亮场图像显示细胞与GNP-PEG(上一行)或gnp -烷基- peg(下一行)孵育24小时。纳米颗粒在完全培养基中预培养1天、3天和5天。纳米粒子的存在很容易在细胞处理GNP-PEG作为暗对比，因为粒子吸收光，而gnp -烷基- peg样品中没有可检测到的可见粒子。

比例尺大约是20微米。

有关详细信息，请参阅：Larson Ta，Joshi PP，Sokolov K.通过疏水屏蔽预防蛋白质吸附和巨噬细胞吸收金纳米粒子，ACS Nano v.6（10）：9182-9190,2012。

我们开创了一种原位成像分子组装动态行为的新方法。该方法基于纳米粒子等离子体共振耦合(NPRC)，结合高光谱光学成像和统计图像分析。

NPRC作为生物传感工具的主要优势与等离子体纳米粒子组装的复杂光学行为有关。

与纳米尺度生物分子三维组织变化相关的光学性质的强烈变化，促进了与观察下的生物过程的统计关联的发展。

该方法正在活细胞信号转导动力学研究、药物筛选、分子检测和分子治疗监测等方面得到应用。

更多详情见:Aaron J, Travis K, Harrison N, Sokolov K。基于纳米颗粒等离子体共振耦合的活细胞分子组装的动态成像．纳米材料与光电子学报，2018,37(5):531 - 534,2009。

我们的实验室一直在开发多模态磁等离子体纳米粒子，其可与多种成像模态一起使用，包括光学（左图：EGFR表达癌细胞的暗场图像），MRI（T2加权图像的各种浓度标记的EGFR（+）细胞;检测极限Ca.30-40每0.0225mm 3体素的标记细胞，4.7T系统），光声（未示出）分子成像和光热癌疗法。

详情请参阅:
一种。Larson Ta，Bankson J，Aaron J，Sokolov KV。混合等离子体磁性纳米粒子作为MRI /光学成像和癌细胞光热疗法的分子特异性剂．纳米技术18,325101:8 pp, 2007

b. Larson T, Travis K, Joshi P, Sokolov K，靶向治疗和诊断的纳米颗粒。见:生物医学光学手册，eds。Boas，Pitris和Ramanujam，Taylor＆Francis Books，Inc。，PP。697-721，2011。

我们已经证明治疗性抗体(Abs)的多价表现可以影响其生物学功能。

我们证明，与抗egfr抗体(西图昔单抗，C225)结合的多模态磁等离子体纳米颗粒协同诱导非小细胞肺癌细胞的自噬和凋亡，与相同数量的自由抗体相比，显著提高治疗疗效(约3倍);游离抗体未诱导细胞自噬。

我们还显示了C225- aunp偶联物在体内有效的抗肿瘤活性，该偶联物对游离C225抗体治疗无生长抑制反应。

详情请参阅:
横山T, Tam J, Kuroda S, Scott AW, Aaron J, Larson T, Shanker M, Correa AM, Kondo S, Roth JA, Sokolov K*， Ramesh R.*egfr靶向的混合等离子体磁性纳米颗粒协同诱导非小细胞肺癌细胞自噬和凋亡，Plos一个V.6（11）：E25507,111111（*通讯作者）