生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

[中圖分類號] R445.9[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號] 1005-0515(2010)-9-220-01

納米( nanometer, nm)是一個長度單位, 即十億分之一米( 1× 10- 9m)。納米技術(shù)(Nanotechnology) 是指在 0.1～ 100 nm空間尺度上操縱原子和分子對材料進(jìn)行加工, 制造具有特定功能的產(chǎn)品或?qū)ξ镔|(zhì)及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的一門綜合性的高新技術(shù)學(xué)科[1-2]。納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科,在 20 世紀(jì) 90 年代獲得了開創(chuàng)性的進(jìn)展,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米技術(shù)的發(fā)展正越來越成為世界各國科技界所關(guān)注的焦點(diǎn), 誰能在這一領(lǐng)域取得領(lǐng)先, 誰就能占據(jù) 21 世紀(jì)科學(xué)的制高點(diǎn)。隨著納米技術(shù)的發(fā)展, 納米電子學(xué)、 納米生物學(xué)、 納米材料學(xué)、 納米醫(yī)學(xué)等分支學(xué)科也相繼建立和發(fā)展起來。尤其重要的是這些學(xué)科正在發(fā)生相互融合、 相互滲透[3- 4]。

納米技術(shù)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合形成了新興邊緣學(xué)科--納米醫(yī)學(xué), 納米生物醫(yī)學(xué)是納米科技和生物醫(yī)學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物, 是納米科技的一個核心領(lǐng)域, 即在分子水平上利用分子工具和人體相關(guān)的知識, 從事疾病的檢測、診斷、 治療、預(yù)防和保健等。生物醫(yī)學(xué)起源于診斷, 沒有很好的診斷就不可能有很好的預(yù)防和治療。目前隨著科技的發(fā)展, 生物醫(yī)學(xué)診斷得到了前所未有的發(fā)展, 各種檢驗(yàn)診斷手段、儀器已是各式各樣, 在其迅猛發(fā)展的過程中納米材料起到了關(guān)鍵作用。正是納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢測和診斷中的應(yīng)用使人們在分子水平上對疾病有了更深的認(rèn)識,更好的維護(hù)和提高了人類的健康水平 。

1納米探測技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢測和診斷的應(yīng)用

納米探針是一種探測單個活細(xì)胞的納米傳感器,探頭尺寸僅為納米量級,當(dāng)它插入活細(xì)胞時,可探知會導(dǎo)致腫瘤的早期DNA損傷,而且納米探針據(jù)不同的診斷和檢測目的, 將其植入并定位于體內(nèi)不同部位, 或隨血液在體內(nèi)運(yùn)行, 隨時將體內(nèi)各種生物信息反饋于體外的記錄裝置。該技術(shù)有著很高的靈敏性,可在含有 10 個原子/分子的1 cm3氣態(tài)物質(zhì)中, 在單個原子或分子層次上準(zhǔn)確獲取其中1個。醫(yī)生可通過檢測人的唾液、血液、 糞便和呼出氣體等, 發(fā)現(xiàn)人體中只有億萬分之一的各種疾病或帶病游離分子, 用于腫瘤細(xì)胞的診斷與治療。

掃描探針顯微鏡目前已經(jīng)用于人體多種正常組織和細(xì)胞的超微形態(tài)學(xué)觀察 ,而且可以在納米水平上揭示腫瘤細(xì)胞的形態(tài)特點(diǎn)。通過尋找特異性的異常結(jié)構(gòu)改變 ,以解決腫瘤診斷的難題。另一種新型的納米影像學(xué)診斷工具 - - 光學(xué)相干層析術(shù)(OTC)已研制成功。OTC的分辨率可達(dá)納米級 ,較 CT 和核磁共振的精密度高出上千倍 ,并且它不會像 X線、 CT、 磁共振那樣殺死活細(xì)胞。

2納米生物芯片在醫(yī)學(xué)檢測和診斷的應(yīng)用

納米生物芯片與傳統(tǒng)的生物芯片相比, 納米生物芯片具有以下幾個特點(diǎn):(1)采用微電子,高產(chǎn)而成本低;(2)高度敏感性;(3)減少了樣品的數(shù)量;(4)使用納米尺度上的固定方法, 可以自主組裝。這類型的生物芯片可以在血流中探測病毒、 細(xì)菌和異常細(xì)胞。 能即時發(fā)現(xiàn)病毒和細(xì)菌的入侵, 并予以殲滅。也可以沿血液流動并跟蹤鐮狀細(xì)胞貧血患者的紅細(xì)胞和感染了病毒的細(xì)胞。目前, 電場作用下自動尋址的細(xì)胞芯片已研究成功, 既可用于基因功能研究與蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位, 又可用于監(jiān)測基因與蛋白質(zhì)的瞬間表達(dá)[5]。

3納米細(xì)胞檢疫器 ( 納米秤) 在醫(yī)學(xué)檢測和診斷的應(yīng)用

納米秤又稱納米細(xì)胞檢疫器,能稱量10-9g的物體,即相當(dāng)于1個病毒的質(zhì)量。利用它可發(fā)現(xiàn)新病毒, 可定點(diǎn)用于口腔、 咽喉、食管、 氣管等開放部位的檢疫。

4納米傳感器在醫(yī)學(xué)檢測和診斷的應(yīng)用

納米材料用于生物傳感器是由 Alarie 和 Vo- Dinh 等人[6]于 1996年提出的。納米生物傳感器利用其細(xì)小的尖端(僅為納米量級)插入活細(xì)胞內(nèi), 而又不干擾細(xì)胞的正常生理過程, 以獲取活細(xì)胞內(nèi)多種反應(yīng)的動態(tài)化學(xué)信息、 電化學(xué)信息及反映整體的功能狀態(tài), 以便深化對機(jī)體生理及病理過程的理解, 例如利用納米生物傳感器可以探知會導(dǎo)致腫瘤的早期 DNA損傷等; 此外, 納米生物傳感器和新的成像技術(shù)還能對疾病進(jìn)行早期的檢測和治療[7]。

5納米金屬在醫(yī)學(xué)檢測和診斷的應(yīng)用

PCR 技術(shù)發(fā)展至今, 不僅僅是實(shí)驗(yàn)室的“寵兒” ,而是已經(jīng)成為了診斷、治療、科研開發(fā)等等各個生命科學(xué)領(lǐng)域的“必殺锏”。但是經(jīng)過近二十年的發(fā)展, PCR 技術(shù)依然存在這樣或那樣的問題, 比如準(zhǔn)確性, 利用 PCR 技術(shù)來診斷疾病, 假陰性、假陽性等現(xiàn)象屢見不鮮。造成這一問題的原因一般認(rèn)為是由于在體外復(fù)制過程中缺少在 DNA復(fù)制過程中擔(dān)任“檢測師”的 SSB蛋白[8]。

解思深院士及來自中科院上海應(yīng)用物理研究所以及上海交大的研究人員應(yīng)用納米技術(shù)升級了 PCR 技術(shù), 完成了“點(diǎn)金術(shù)”: 他們將幾千個直徑為 0.3 納米的金原子堆積在一起, 做成一個個直徑約幾或十幾納米的納米金球, 加入 PCR反應(yīng), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)納米金減少了 PCR 復(fù)制過程中的出錯率, 并且提高了復(fù)制的速度和效率, 這一研究獲得了國際同行的認(rèn)可。通過應(yīng)用納米技術(shù) ,在DNA 檢測時 ,可免去傳統(tǒng)的 PCR擴(kuò)增步驟 ,快速、 準(zhǔn)確 ,易實(shí)現(xiàn)檢測自動化。這是一項新穎且重要的方法, 它為分子生物學(xué)中最為重要的標(biāo)準(zhǔn)方法 PCR 開拓了進(jìn)一步改進(jìn)的途徑, 具有較大應(yīng)用價值[8]。

6磁性納米材料在醫(yī)學(xué)檢測和診斷的應(yīng)用

納米磁性顆粒在生物檢測上的應(yīng)用是僅次與熒光材料。各種磁性生物探針, 磁性跟蹤材料都已發(fā)展到了實(shí)用階段。洪霞等選用葡聚糖包覆超順磁性的 Fe3O4 納米粒子, 通過葡聚糖表面的醛基化實(shí)現(xiàn)與抗體的偶聯(lián), 制得了 Fe3O4 /葡聚糖/抗體磁性納米生物探針, 在組裝有第二抗體和抗抗體的全層析試紙上進(jìn)行的層析實(shí)驗(yàn)表明該探針完全適用于快速免疫檢測的需要, 達(dá)到了層析免疫檢測的目的[9]。

7納米吸附材料在醫(yī)學(xué)檢測和診斷的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)表明,做細(xì)胞分離的試劑聚乙烯吡咯烷酮可將表面包覆單分子層的直徑 30 納米粒子均勻分散到含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中, 通過離心可以使所需要的細(xì)胞分離。楊箐等撰文對聚合物納米粒子在基因治療中的應(yīng)用作了探討, 證明了納米聚合物粒子具有很好的吸附包覆作用, 并已應(yīng)用到動物型基因治療的實(shí)驗(yàn)研究[10]。美國科學(xué)家把某種納米顆粒 “粘”在生物分子上, 然后利用納米顆粒的發(fā)光特性研究生物分子的活動情況。比人體細(xì)胞小得多的納米顆?？梢员凰瓦M(jìn)人的組織、 器官內(nèi), 用光線從人體外部向內(nèi)進(jìn)行照射, 體內(nèi)的納米顆粒也會發(fā)光, 這樣就可以達(dá)到追蹤病毒的效果。另外, 納米材料其他很多特性在生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中越來越多的被應(yīng)用, 如比利時的德梅博士等制備出多種對各種細(xì)胞器敏感程度和親和力差異很大的金納米粒子-- 抗體復(fù)合體納米材料, 與細(xì)胞器結(jié)合后在光鏡和電鏡下很容易分辨各種細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)。

隨著人們對疾病防治及保健概念的轉(zhuǎn)變 ,醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)診斷技術(shù)也必然向著相應(yīng)的方向發(fā)展。納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合, 為醫(yī)學(xué)界提供了全新的思路, 納米材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著效果。但納米材料應(yīng)用還很有限, 尤其是在生物醫(yī)學(xué)方面還需大量臨床試驗(yàn)予以證實(shí),使得納米材料在生物安全性方面的應(yīng)用有待進(jìn)一步提高。同時由于相關(guān)技術(shù)的不斷突破 ,必然促使納米醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)診斷技術(shù)加速發(fā)展。隨著納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用, 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)和診斷將變得節(jié)奏更快、 效率更高、更準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)；職業(yè)技術(shù)教育；生物醫(yī)學(xué)工程

【中圖分類號】R318.0-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）02-0316-02

基金項目：重慶市教委人文社科基金資助項目（10SKS02）

隨著近20年來世界范圍內(nèi)高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，職業(yè)教育在形式和數(shù)量上都有了突飛猛進(jìn)的增長?；诖?，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）推出最新版本“國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類”ISCED1997，雖然將高等職業(yè)教育仍定位于ISCED5為“第三級教育第一階段”，但是作為“不直接通向高等研究資格證書”（not leading directly to an advanced research qualification）獲得的教育層次，它將初版中分屬兩個不同層次的大學(xué)專科（原ISCED5）和本科（原ISCED6）以及“所有博士學(xué)位以外的研究課程”（原ISCED7中的博士前課程部分）納入了同一層次之中，從此突破了高等職業(yè)教育（尤其是在中國）僅僅局限于?？茖哟蔚慕逃款i，為各類職業(yè)教育建立本科乃至碩士層次的教育提供了可能[1]。與普通本科教育并行的“立交橋式”發(fā)展之路由此拉開序幕。目前我國由于臨床醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)要求學(xué)生掌握一定的科學(xué)技術(shù)知識以達(dá)到“能進(jìn)入一個高精技術(shù)要求的專門職業(yè)”。醫(yī)學(xué)本科院校在醫(yī)學(xué)主干專業(yè)的人才培養(yǎng)定位與水平上均高于醫(yī)學(xué)類高職高專院校。本文將以生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的國內(nèi)外現(xiàn)狀為例，來探索職業(yè)教育互補(bǔ)于普通醫(yī)學(xué)本科教育的發(fā)展之路。

1生物醫(yī)學(xué)工程國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科，是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透的產(chǎn)物。它是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理與方法，從工程學(xué)的角度，在不同層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病治病、促進(jìn)健康提供新技術(shù)手段的一門綜合性的高技術(shù)學(xué)科。

1.1 80年代起生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)步入新起點(diǎn) 50年代是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)發(fā)展的初期，工程技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)間的交差、滲透是從臨床醫(yī)學(xué)開始的，其中尤以人工器官的出現(xiàn)，可視為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一個重大特征。在經(jīng)歷了60年代的早期發(fā)展和70年代以醫(yī)學(xué)影像技術(shù)為代表，所標(biāo)志的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)取得突破性進(jìn)展的基礎(chǔ)上，80年代起，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)除繼續(xù)向臨床領(lǐng)域橫向擴(kuò)展外，開始在向縱深方向發(fā)展方面出現(xiàn)新的轉(zhuǎn)折。如醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超聲診斷裝置、圖像文檔與通訊系統(tǒng)等；出現(xiàn)了全實(shí)驗(yàn)室自動化系統(tǒng)、體外碎石機(jī)和除顫器等治療裝置以及微波、射頻、激光、超聲等各種治療技術(shù)。

1.2 90年代與更多的學(xué)科交叉、融合 組織工程：是生物醫(yī)學(xué)工程、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物材料、生物技術(shù)、生物化學(xué)、生物力學(xué)，以及臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科間的不斷交叉、滲透與融合，而形成的新的前沿科學(xué)。所涉及的組織有軟骨、皮膚、胰腺、肝臟、腎臟、膀胱、輸尿管、骨髓、神經(jīng)、骨骼肌、肌鍵、心瓣膜、血管、腸、等，其中皮膚已有初步產(chǎn)品進(jìn)入臨床應(yīng)用。我國自90年代初開始了有關(guān)的基礎(chǔ)研究工作，并列入了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（973），成為國家的重點(diǎn)支持項目。生物芯片：在實(shí)施人類基因組計劃的推動下，DNA微探針陣列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一時間內(nèi)分析大量的基因，實(shí)現(xiàn)生物基因信息的大規(guī)模檢測。微米/納米技術(shù)：是指量度范圍分別在0.1？100微米（？m）和0.1？100納米（nm）內(nèi)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。其最終目標(biāo)是，人們將按自己的意志直接操縱單個原子、分子或原子團(tuán)（小于10nm）、分子團(tuán)，制造具有特定功能的產(chǎn)品，包括納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米生物學(xué)、納米顯微學(xué)等等新的高技術(shù)群。我國在大尺寸納米氧化物材料制備方面，已成功地研制出致密度高、形態(tài)復(fù)雜、性能優(yōu)越的納米陶瓷，從而進(jìn)入了國際領(lǐng)先行列。日本研制出的“萬能醫(yī)用微型機(jī)器人”，可在不損害任何人體器官的情況下，沿著血管或胃腸道行進(jìn)到發(fā)病部位進(jìn)行檢查，醫(yī)生可指令機(jī)器人取組織樣品、直接釋放藥物、清除血栓、切斷或接通神經(jīng)和進(jìn)行細(xì)胞操作等精細(xì)手術(shù)。家庭保健工程（Home Health Care， HHC）：美國、日本和歐洲等均已將HHC作為重要內(nèi)容列人21世紀(jì)的生物醫(yī)學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略，成為優(yōu)先資助的領(lǐng)域之一。即將家庭保健管理系統(tǒng)、疾病早期預(yù)報、家庭治療和康復(fù)儀器、家庭急救支援系統(tǒng)等技術(shù)和產(chǎn)品作為重點(diǎn)開發(fā)項目。我國開展HHC的研究與開發(fā)以家用治療產(chǎn)品為最多。通過采用電話傳輸監(jiān)護(hù)網(wǎng)的方式進(jìn)行心臟監(jiān)測和急救，已在我國北京、上海、天津、南京、廣州等大城市相繼開展起來。

1.3 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)傳統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展 生物材料：自50年代出現(xiàn)合成高分子材料以來，生物材料取得了很大發(fā)展；如今，合成高分子材料，天然高分子材料，醫(yī)用金屬材料，無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料，以及由活體材料和非活體材料構(gòu)成的雜化生物材料，幾乎在臨床醫(yī)學(xué)各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并最終導(dǎo)致了標(biāo)志著本世紀(jì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重大特征之一的人工器官的出現(xiàn)；在此基礎(chǔ)上，90年代生物材料又在向著復(fù)合/雜化型、功能型和智能型的方向發(fā)展。醫(yī)學(xué)影像技術(shù)：在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中，像X射線、超聲波、磁共振、放射性核素、紅外線等物理源的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，對醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化已成為目前醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的總體發(fā)展方向。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)所涉學(xué)科尚有生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)電子學(xué)、人工器官等等。

2國內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)情況

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)屬工科專業(yè)，具有很強(qiáng)的多學(xué)科交叉性和前沿性，強(qiáng)調(diào)數(shù)理科學(xué)、電子信息和計算機(jī)技術(shù)等理工科知識與生物醫(yī)學(xué)知識的有機(jī)結(jié)合。本專業(yè)課程設(shè)置除數(shù)理化及工程基礎(chǔ)課外，主要專業(yè)課程有：電路、信號與系統(tǒng)，模擬與數(shù)字電子技術(shù)，數(shù)字信號處理，生物醫(yī)學(xué)傳感器與檢測技術(shù)，微機(jī)原理與應(yīng)用，單片機(jī)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，生命系統(tǒng)分析與仿真，生物醫(yī)學(xué)信號處理，生物醫(yī)學(xué)儀器，醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，醫(yī)學(xué)圖像處理，醫(yī)學(xué)超聲波，工程生理學(xué)，人體解剖學(xué)，組織胚胎學(xué)，自動控制，計算機(jī)與信息系列課程等，并開設(shè)多個專業(yè)課程設(shè)計，做到教學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計并重。目前國內(nèi)開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)校，一部分是醫(yī)科院校，一部分是各大綜合類院校。排名前十的有浙江大學(xué)、四川大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)、大連理工大學(xué)。而在香港大學(xué)，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)由工程學(xué)院與醫(yī)學(xué)院合辦，學(xué)生將學(xué)習(xí)到有關(guān)工程和生命科學(xué)的原理，理解不同類型的先進(jìn)醫(yī)學(xué)工程系統(tǒng)之設(shè)計和運(yùn)作，掌握工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

3醫(yī)學(xué)職業(yè)教育可以在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中尋找“立交橋式”發(fā)展契機(jī)

醫(yī)學(xué)職業(yè)教育類院校，應(yīng)該與本科院校錯位發(fā)展。以生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)為例，應(yīng)該培養(yǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)和各類大型醫(yī)療設(shè)備的操作與維護(hù)方面的專業(yè)人才；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括：數(shù)字化醫(yī)學(xué)中心，醫(yī)學(xué)圖象處理及多媒體在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，生物信息的控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生物醫(yī)學(xué)信號檢測與處理。要求學(xué)生深入掌握電子技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，信息處理理論醫(yī)學(xué)與工程相結(jié)合的科研能力，解決生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的科學(xué)研究，醫(yī)療儀器研制，產(chǎn)品開發(fā)以及大型醫(yī)療設(shè)備的操作，維修管理等問題，同時也能勝任其他領(lǐng)域的電子技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)。學(xué)生主要學(xué)習(xí)生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)的基本理論和基本知識，受到電子技術(shù)、信號檢測與處理、計算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用的基本訓(xùn)練，具有生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的研究和開發(fā)的基本能力。

3.1 生物信息技術(shù) 實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)和信息技術(shù)以及其他學(xué)科的有機(jī)結(jié)合，發(fā)展生物信息高通量、高效、快速的提取方法，發(fā)展疾病檢測的新方法和新技術(shù)，發(fā)展研究藥物與靶標(biāo)作用的新方法，發(fā)展基因組數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)基因組數(shù)據(jù)的計算機(jī)處理、分析和可視化方法，解析生物大分子結(jié)構(gòu)和功能之間關(guān)系等，提高生物信息處理、分析和利用的水平，為我國生命科學(xué)和生物技術(shù)的源頭創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

3.2 醫(yī)學(xué)圖像與醫(yī)學(xué)電子學(xué) 醫(yī)學(xué)圖像處理和分析、計算機(jī)輔助診斷和治療、醫(yī)學(xué)物理等，以及生物、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)等領(lǐng)域理論和方法，并通過這些學(xué)科的交叉形成了新型學(xué)科。

3.3 生物與醫(yī)學(xué)納米技術(shù) 包括納米生物材料、納米生物器件研究、納米生物技術(shù)在臨床診療中的應(yīng)用、納米材料與器件的計算模擬。

3.4 生物與醫(yī)學(xué)納米技術(shù) 生物醫(yī)用材料研究，用于人體、器官的診斷、修復(fù)、替換或增進(jìn)其功能。

3.5 醫(yī)學(xué)信息學(xué)及工程 應(yīng)用系統(tǒng)分析工具這一新技術(shù)來研究醫(yī)學(xué)的管理、過程控制、決策和對醫(yī)學(xué)知識科學(xué)分析。

4以生物醫(yī)學(xué)工程為例，探討醫(yī)學(xué)職業(yè)教育的前景

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)修業(yè)年限為四年或五年。授予學(xué)位是工學(xué)學(xué)士。就業(yè)前景良好，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類大型醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，大型醫(yī)療設(shè)備的操作、維修及管理人員是各大醫(yī)院及公司急需的人才。畢業(yè)后可從事醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)中醫(yī)療器械的維護(hù)、使用、銷售和和醫(yī)療電子系統(tǒng)的開發(fā)與維護(hù)，輔助醫(yī)生觀察、診斷、治療疾病。職稱由衛(wèi)生部組織統(tǒng)一考試評定，頒發(fā)臨床醫(yī)學(xué)工程技術(shù)（初級士、初級師、中級等）證書。

醫(yī)學(xué)職業(yè)教育不僅要解決國家發(fā)展急需的基層衛(wèi)生人才的培養(yǎng)問題，更重要的是要引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)向先進(jìn)領(lǐng)域拓展，提升地方行業(yè)水平。建設(shè)西部教育高地，需要在技術(shù)類專業(yè)中大膽創(chuàng)新，走別人沒有走過或者沒有走出規(guī)模的路。其重要意義體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)雖然具有辦學(xué)成本高、難度大等不利因素，但也具有技術(shù)含量高、可直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的巨大優(yōu)勢。②醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)走向產(chǎn)業(yè)化，對引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、拓展地方行業(yè)布局和提升地方行業(yè)水平都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。③醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類人才培育專業(yè)群的建成，將為地方輸出高素質(zhì)的技能型人才，同時也能提供高水平的就業(yè)崗位，有助于拉動地方經(jīng)濟(jì)，整體提高地方生產(chǎn)力。④醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)人才的聚集，與提高區(qū)域人才質(zhì)量、推動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程直接相關(guān)。斯坦福大學(xué)在成立之初不被看好，但堅持將硅谷建設(shè)與學(xué)校成長聯(lián)系在一起，最終成為世界名校就是例證[2]。

5結(jié)語

在國家拉動內(nèi)需、教育優(yōu)先的有利政策指引下，在醫(yī)學(xué)職業(yè)教育領(lǐng)域大力發(fā)展醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是切實(shí)可行的。用教學(xué)做一體化培養(yǎng)醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)人才，為地方醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供智力支撐，其意義也是深遠(yuǎn)的。創(chuàng)立醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)基本原則是按照專業(yè)設(shè)計，分步驟解決專業(yè)基本格局，建設(shè)教學(xué)做一體化生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地，逐步提升專業(yè)辦學(xué)水平和內(nèi)涵質(zhì)量，最終構(gòu)建具有影響力的專業(yè)群。在全國眾多的醫(yī)學(xué)類高職高專院校中同質(zhì)化辦學(xué)的現(xiàn)象非常突出，上海醫(yī)療儀器高等?？茖W(xué)校涉足生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域外，還沒有一所學(xué)校開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程的相關(guān)專業(yè)[3]?，F(xiàn)代醫(yī)療活動是建立在龐大的醫(yī)療儀器設(shè)備的輔助診斷和治療基礎(chǔ)上的，急需醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的大量人才。只有大力拓展醫(yī)學(xué)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的辦學(xué)，才能真正在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專業(yè)之外辦出既有生命力又有制高點(diǎn)的醫(yī)學(xué)職業(yè)技術(shù)教育。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，微電子在人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦械膽?yīng)用愈加廣泛，微電子產(chǎn)品的核心便是芯片，而隨著IC設(shè)計與半導(dǎo)體加工工藝技術(shù)水平的不斷提高，電子元件的尺寸越來越小，集成電路的規(guī)模越來越大，其復(fù)雜程度也越來越高，對半導(dǎo)體芯片的尺寸、性能及穩(wěn)定性等有了更高的要求，如何生產(chǎn)出尺寸更小、功耗更低、性能穩(wěn)定性更好的半導(dǎo)體芯片成為微電子技術(shù)發(fā)展的瓶頸。與此同時，納米技術(shù)的飛速發(fā)展及其在各個領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，為微電子技術(shù)的突破性發(fā)展提供了機(jī)遇和條件。

納米電子技術(shù)

納米（nanometer）是一個長度計量單位，一納米等于10億分之一米，納米技術(shù)是指在納米空間內(nèi)，通過特定的技術(shù)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)原子或分子在納米例子表面的排列組成，從而制造出具有特定性能的材料或器件的一門高新技術(shù)。納米微粒的獨(dú)特結(jié)構(gòu)能使其產(chǎn)生小尺寸、宏觀量子隧道、量子尺寸等多種效應(yīng)，其材料表現(xiàn)出光、電、熱、反射、吸收及生物活性等許多特殊的功能，作為介質(zhì)擴(kuò)散氣體的速度極快，顆粒與生物細(xì)胞的物化作用很強(qiáng)，能很容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，且在使用時用量小、附加值極高，能夠賦予材料意想不到的高性能。近年來，隨著納米材料和納米技術(shù)的發(fā)展，其在各個領(lǐng)域內(nèi)都有了較為廣泛的應(yīng)用。而隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子元件的尺寸不斷縮小，集成電路的集成程度要求也越來越高，為了生產(chǎn)出能夠適應(yīng)電子元件及集成電路發(fā)展要求的半導(dǎo)體芯片，有著諸多特殊功能的納米技術(shù)開始被應(yīng)用于電子領(lǐng)域，納米電子技術(shù)由此而生。

納米電子技術(shù)是納米技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是在微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟的條件下產(chǎn)生的，從某種意義上來說，納米電子學(xué)是微電子學(xué)繼續(xù)向更微小的世界的延伸。

納米電子技術(shù)是以納米粒子的量子效應(yīng)為理論基礎(chǔ)建立并發(fā)展起來的，也即是當(dāng)電子元件的尺寸小到納米量級時，其加工技術(shù)、運(yùn)行機(jī)理等都與微電子器件有了極大差異，采用納米技術(shù)研制出來的分子器件，不僅能夠克服半導(dǎo)體加工工藝中的存在的問題和困難，與基于硅集成電路上的器件相比，其在傳感、靈敏度、集成度等多方面都有更好的性能。

納米電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

納米電子技術(shù)雖然興起的較晚，但其發(fā)展極為迅速，經(jīng)過近些年來的發(fā)展，已經(jīng)取得了一定的成果，當(dāng)前，這些成果集中體現(xiàn)在納米電子材料和納米電子元件的應(yīng)用上，同時這一技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中也有了較為廣泛的應(yīng)用。

1. 納米電子材料

當(dāng)前常見的納米電子材料有納米半導(dǎo)體陶瓷材料、納米硅材料和納米硅薄膜，其中基于納米技術(shù)的硅電子材料一起能耗低、運(yùn)行時間短、反應(yīng)速度快及運(yùn)行可靠穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，較為完美地契合了現(xiàn)代社會對電子技術(shù)的發(fā)展需求，與同等材料相比有著絕對的技術(shù)優(yōu)勢，且隨著科研技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其成本也有所降低，在電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用前景十分廣闊。

2. 納米電子元件

納米電子元件是在集成元件和超大規(guī)模集成元件的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)研制出來的，當(dāng)前利用納米電子學(xué)已經(jīng)研制成功了包括單電子晶體管、納米發(fā)光二極管及超微磁場探測器等在內(nèi)的各種納米器件。

3. 納米電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

電子學(xué)的發(fā)展離不開包括生物學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)學(xué)科的貢獻(xiàn)，而現(xiàn)代電子科技產(chǎn)品在基礎(chǔ)學(xué)科中的應(yīng)用，也推動了基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米電子技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，彩色多普超聲診斷儀、伽馬刀、磁共振成像（MRI）等高科技醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的問世及應(yīng)用，都極大地推動了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展。而應(yīng)用了納米技術(shù)的電子學(xué)與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合將會把人們對于微小生物體的研究帶入到一個全新的階段。

納米電子技術(shù)發(fā)展前景

1. 碳納米管

碳納米管是由石墨碳原子層卷曲而成的，其自身的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)及極好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，使其在光學(xué)、機(jī)械性能和電子特性上都有著明顯的優(yōu)勢，應(yīng)用碳納米管可以推動單電子器件和納米量子器件的研究和開發(fā)應(yīng)用，其本身也是當(dāng)前世界科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)研究的重點(diǎn)。

2. 納米硅薄膜

硅在當(dāng)前的半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用十分廣泛，目前世界上的半導(dǎo)體器件有95%以上都是由硅做成的，納米硅薄膜的工藝程序與硅器件及集成電路是相容的，其發(fā)展將為量子功能的進(jìn)一步研制提供基礎(chǔ)，并推動納米電子技術(shù)向更高層次的發(fā)展。

3. 納米生物電子

將納米技術(shù)、電子技術(shù)與生物芯片相融合，其研制出的最大成果是納米機(jī)器人，這種基于納米電子技術(shù)的機(jī)器人能夠進(jìn)入到人體的血管中，成為人體內(nèi)的清潔器，清除體內(nèi)對人體有害的物質(zhì)，保證人體新陳代謝，為人體健康提供了更高的保障。

結(jié) 語

第4篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計劃

由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，以指導(dǎo)和推進(jìn)本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術(shù)計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術(shù)計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。

（1）發(fā)達(dá)國家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機(jī)，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量，加強(qiáng)其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。

日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實(shí)。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā)，同時跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國際競爭力的研發(fā)。

歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個框架計劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計劃將納米技術(shù)作為一個最優(yōu)先的領(lǐng)域，有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計劃。

（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)

意識到納米技術(shù)將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計劃》，2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個主要技術(shù)領(lǐng)域，以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平；到2010年10年計劃結(jié)束時，韓國納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國和日本等領(lǐng)先國家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。

中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo)，意在引領(lǐng)臺灣知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。

（3）發(fā)展中大國奮力趕超

綜合國力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務(wù)，以便在國家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù)，南非科技部正在制定一項國家納米技術(shù)戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項目的支持力度，加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開發(fā)。

2、納米科技研發(fā)投入一路攀升

納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。

美國的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》，在2005～2008財年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。

日本目前是僅次于美國的第二大納米技術(shù)投資國。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。

在歐洲，根據(jù)第六個框架計劃，歐盟對納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元，有些人估計可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。

中國期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達(dá)1億美元。韓國每年的納米技術(shù)投入預(yù)計約為1.45億美元，而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。

另外，據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業(yè)對納米技術(shù)的投資也快速增加。美國的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術(shù)的創(chuàng)新時代必將到來。

3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋

各納米科技強(qiáng)國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。

（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下

根據(jù)中國科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計結(jié)果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領(lǐng)先于其他國家，3年累計論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點(diǎn)，到2002年已經(jīng)超過德國，位居世界第三位，與日本接近。

在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進(jìn)入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。

另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。

（2）在申請納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國獨(dú)占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計：美國專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標(biāo)局，所以美國的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。

專利反映了研究成果實(shí)用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實(shí)用化能力較弱。

（3）就整體而言納米科技大國各有所長

美國納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用，目前美國納米研究熱點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術(shù)計劃》，目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo)；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。

雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點(diǎn)，納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國科研人員正在加緊納米級半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運(yùn)算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。

日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實(shí)力強(qiáng)大，某些方面處于世界領(lǐng)先水平，但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段，距離實(shí)用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上，日本最重視的是應(yīng)用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。

在制造方法上，日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時積極開發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內(nèi)即可進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品?？茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應(yīng)用于納米領(lǐng)域，在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路，是世界最高水平。

日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計算機(jī)，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。

歐盟在納米科學(xué)方面頗具實(shí)力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。

中國在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機(jī)非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學(xué)合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國家有明顯差距。

4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快

目前，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元，2010年將達(dá)到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強(qiáng)國為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

美國國家科研項目管理部門的管理者們認(rèn)為，美國大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項：一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國國防工業(yè)。

美國的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大，其目的是共享信息，促進(jìn)聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。

日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會議”，以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所，試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。

歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺，推動納米技術(shù)在歐盟成員國的應(yīng)用。歐盟委員會指出：建立納米技術(shù)工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運(yùn)輸領(lǐng)域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術(shù)工業(yè)平臺和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國。

第5篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

由于篇幅限制，本文下面著重介紹聚合物納米藥物。迄今為止，用于納米藥物輸送的載體主要是聚合物［12］。因?yàn)榫酆衔镏饕幸韵聝?yōu)點(diǎn)：分子量大，由于EPR效應(yīng)，作為載體能使藥物在病灶部位停留較長時間，延長療效。可通過調(diào)節(jié)聚合物物理化學(xué)性能和自身降解而達(dá)到緩釋或控釋藥物的目的。易功能化，可把一些具有靶向作用或控釋功能的組分鍵合在聚合物粒子表面?？烧{(diào)控的生物降解性，避免藥物釋放后聚合物載體材料在人體器官聚積，產(chǎn)生毒副作用。（1）聚合物鍵合藥物。聚合物鍵合藥物又稱為聚合物前藥，它們的生物活性取決于鍵合的小分子藥物是否能夠在病變區(qū)被及時釋放出來。傳統(tǒng)的小分子化療藥物在給藥過程中遇到許多問題，如在水中溶解性和穩(wěn)定性較差、體內(nèi)迅速清除、毒副作用大等。聚合物鍵合藥物采用化學(xué)橋聯(lián)穩(wěn)定藥物分子，將小分子藥物以可降解的化學(xué)鍵鍵合到聚合物骨架上，可以有效避免納米顆粒在體內(nèi)循環(huán)過程中不必要的藥物泄露，而通過不同的化學(xué)鍵的選擇，特別是那些對病變局部環(huán)境敏感的化學(xué)鍵，比如pH和酶敏感化學(xué)鍵，可以實(shí)現(xiàn)在腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞內(nèi)的可控釋放，這使得其相對于通過物理相互作用包載型的納米藥物更加具有優(yōu)勢。常見的聚合物骨架包括聚乙二醇（PEG）、聚谷氨酸（PGA）、聚N-（2-羥丙基）甲基丙烯酰胺（HPMA）。Duncan等研發(fā)了一系列HPMA抗腫瘤鍵合藥物，目前正在進(jìn)行臨床I、II期研究?；熕幬锸且訥ly-Phe-Leu-Gly鍵合到聚合物骨架上。通過細(xì)胞內(nèi)溶酶體的酶解作用，鍵合的抗腫瘤藥物可以被有效地釋放出來，達(dá)到了細(xì)胞內(nèi)給藥的要求［13］。再比如將galactose鍵合到聚合物骨架上可以有效地增加這些納米藥物的肝靶向性［14］。（2）聚合物-蛋白質(zhì)結(jié)合體：聚乙二醇和多糖經(jīng)常用于制備蛋白質(zhì)高分子共價結(jié)合體。獲FDA批準(zhǔn)可在臨床上使用的聚合物-蛋白質(zhì)結(jié)合體大多數(shù)是由聚乙二醇制備的（PEGylation）。PEGylation可增加蛋白質(zhì)的水溶性和穩(wěn)定性，又可降低其相應(yīng)的免疫原和抗原性，從而延長藥物在體內(nèi)的循環(huán)半衰期［15，16］。如羅氏公司生產(chǎn)的PEGasys（PeginterferonAlfa-2a）可以使干擾素在血清中的半衰期提高50-70倍［17］。高分子蛋白質(zhì)結(jié)合體的制備方法有：帶有功能基團(tuán)的高分子鏈與蛋白質(zhì)活性部位直接連接；將與蛋白質(zhì)具有特異結(jié)合作用的分子首先與高分子以共價鍵結(jié)合，而后實(shí)現(xiàn)高分子與蛋白質(zhì)的特異性結(jié)合。目前關(guān)注的熱點(diǎn)之一是對于具有治療作用的蛋白質(zhì)和催化功能的酶等生物特異性蛋白質(zhì)，與高分子結(jié)合后如何保持其生物功能的問題。（3）RNA納米顆粒：在藥物開發(fā)史上，化學(xué)藥物和蛋白質(zhì)藥物已出現(xiàn)，RNA藥物或以RNA為目標(biāo)的藥物將是藥物開發(fā)的第三個里程碑。RNA是由腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）構(gòu)成的一種核糖核酸高分子.與Watson-Crick的DNA堿基配對（A-T，G-C）的雙螺旋鏈的結(jié)構(gòu)不同，RNA的二級結(jié)構(gòu)里經(jīng)常出現(xiàn)一些非傳統(tǒng)的堿基配對如環(huán)環(huán)相互作用。通過底端向上的“自組裝”技術(shù)，包括模板法和非模板法，RNA分子可以構(gòu)建種類繁多的和具有生物功能的納米結(jié)構(gòu)。RNA納米治療劑的獨(dú)特之處在于，其支架、配體和治療劑都是由RNA組成，由于其均勻的納米級尺寸、良好的生物相容性、低毒性和目標(biāo)特異性，使其有利于在活的機(jī)體內(nèi)應(yīng)用而不會在正常器官內(nèi)積累［18］，為癌癥的治療提供了參考意見。郭培宣等人于1986年構(gòu)建phi29DNA組裝馬達(dá)，是至今所能構(gòu)建最強(qiáng)大的生物馬達(dá)。1987年郭等人［19，20］報道了phi29噬菌體中由pRNA（packagingribonucleicacid，簡稱pRNA）驅(qū)動的納米馬達(dá)。該納米馬達(dá)的功能是包裹DNA并將DNA運(yùn)送到病毒衣殼中，ATP為這種RNA馬達(dá)提供能量。隨后，郭的研究團(tuán)隊證明pRNA分子可以經(jīng)過改造構(gòu)建成二聚體、三聚體和六聚體的納米顆粒，從而開創(chuàng)了RNA納米技術(shù)［21，22］。利用此技術(shù)，該團(tuán)隊研發(fā)了一系列多功能RNA納米治療劑，可用于靶向治療腫瘤，且不會損傷正常組織。例如［23-26］，利用重新改變結(jié)構(gòu)的RN段攜帶多達(dá)4個治療和診斷模塊構(gòu)建出了超穩(wěn)定的X形RNA納米顆粒。這些RNA納米顆?？杉{入沉默基因的小干擾RNA，調(diào)控基因表達(dá)的micro-RNA，靶向癌細(xì)胞的核酸適體，或是能夠催化化學(xué)反應(yīng)的核酶［27］。（4）固體聚合物納米粒子。其制備方法包括單體聚合成聚合物納米粒子和聚合物后分散自組裝形成固體納米粒子。常見聚合物載體有聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸、聚（乳酸-乙醇酸），以及天然大分子如殼聚糖和白蛋白等。藥物通過物理吸附或化學(xué)鍵合方法引入載體。Abraxane是第一個獲FDA批準(zhǔn)的聚合納米粒子藥物，用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治療，由白蛋白納米粒子和鍵合的paclitaxel組成，尺寸約130nm［28］。聚合納米粒子作為藥物載體除需具備生物相容性和生物降解性之外，單分散性要好。將納米粒子表面接枝PEG可有效增強(qiáng)分散性和在體內(nèi)的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，研發(fā)多功能納米粒子以便提高靶向性也是當(dāng)今研究的一個熱點(diǎn)。（5）聚合物納米膠束。常見小分子表面活性劑形成的膠束穩(wěn)定性較差，不適于藥物運(yùn)輸。而聚合物納米膠束，具有載藥量高、載藥范圍廣、穩(wěn)定性好，體內(nèi)滯留時間長等優(yōu)點(diǎn)［29，30］。常用于難溶性藥物、大分子藥物及基因治療藥物的載體，還可實(shí)現(xiàn)靶向給藥，具有廣泛的應(yīng)用前景。聚合物納米膠束通常是由具有親水部分和疏水部分的兩親嵌段共聚物在水中自組裝形成的納米級大小的核-殼型膠束，尺寸大約20-100nm。其中親水部分多由PEG組成，疏水部分多由聚乳酸、聚環(huán)氧丙烷、聚氨基酸組成。目前至少有6種聚合物納米膠束抗腫瘤藥物進(jìn)行臨床研究。納米藥物是具有巨大發(fā)展前景的新型藥物，其在醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展必將引起疾病診斷和治療的革命。目前，納米醫(yī)藥技術(shù)的基礎(chǔ)理論及納米藥物的制備工藝等還很不完善?；A(chǔ)理論方面，人們對納米藥物在體內(nèi)的行為，包括組織分布、藥代動力學(xué)和藥效，以及它們與載體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能之間的相互關(guān)系，都缺乏深入和系統(tǒng)的研究；從制備工藝來講，制備工藝要求操作方便、成本低、易于工業(yè)化放大生產(chǎn)，產(chǎn)品性能要穩(wěn)定。因此，納米技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域中的研究還需做大量的工作。其未來發(fā)展方向是增強(qiáng)載藥量、提高靶向作用及控釋能力、降低超敏反應(yīng)［31］。

2納米生物醫(yī)用材料

納米生物醫(yī)用材料是納米材料與生物醫(yī)用材料的交叉，在人類康復(fù)工程中發(fā)揮重要作用。納米生物醫(yī)用材料將解決臨床對傷口敷料、人造皮膚、人造血管和組織工程支架、高性能組織修復(fù)、器官替換的迫切需求［32-34］，而且已顯示出巨大的潛在應(yīng)用價值。材料支架在組織工程中起著重要作用［35］。模仿天然的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)而制成的納米纖維生物可降解材料已開始應(yīng)用于組織工程的修復(fù)和再生。由于軟骨再生能力有限，軟骨組織工程領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義，特別是在治療老齡化社會日益流行的大關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎方面［36］。嵇偉平等采用塑性變形和化學(xué)處理方法在Ti6A14V合金上制得一種新型多孔納米晶體，通過體外實(shí)驗(yàn)研究了成骨細(xì)胞在納米Ti6A14V合金表面的黏附情況。結(jié)果表明，與普通鈦合金相比，納米表面鈦合金早期就能使成骨細(xì)胞偽足伸展良好，促進(jìn)成骨細(xì)胞緊密貼壁和早期融合，與細(xì)胞黏附相關(guān)的Integrinβ1的表達(dá)也高于普通鈦合金，為將納米技術(shù)應(yīng)用到人工關(guān)節(jié)等植入器械領(lǐng)域提供了新的方向［37］。還可以將納米骨材料［38］植入體內(nèi)填充各類型的骨缺損，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可生長出很多新生的骨細(xì)胞，所有填的納米骨材料，最后會降解消失，骨缺損部能完全被新生骨取代。目前醫(yī)用納米羥基磷灰石/聚酰胺66復(fù)合骨充填材料已投入市場，對骨缺損的恢復(fù)具有較好的作用。納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合，為醫(yī)學(xué)界提供了全新的思路，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已取得一定成果。但目前大多數(shù)研究還處于動物實(shí)驗(yàn)階段，仍需大量臨床試驗(yàn)予以證實(shí)，納米材料應(yīng)用的生物安全性也有待進(jìn)一步提高。這就要求生物醫(yī)學(xué)研究者與納米材料的研究人員合作需進(jìn)一步加強(qiáng)，制造出更先進(jìn)的生物醫(yī)用納米材料。

3納米診斷學(xué)

納米診斷學(xué)是納米生物技術(shù)在分子診斷中的應(yīng)用，對于發(fā)展個性化治療具有重要意義。目前納米生物技術(shù)在臨床診斷方面的研究主要集中在納米生物傳感器［39，40］和成像技術(shù)［41，42］、使用制造納米機(jī)器人在細(xì)胞水平上進(jìn)行維修，生物標(biāo)志物的提取及測定等［43，44］領(lǐng)域，以疾病的早期診斷和提高療效為目標(biāo)。

3.1體外生物分子檢測

超靈敏的生物分子檢測方法可以服務(wù)于臨床診斷［45，46］。由于待測分子含量很少，因此，對方法的檢測靈敏度有很高要求。納米材料特有的性質(zhì)可以極大地提高分子檢測的靈敏度和簡便性［47，48］，人們研究了各種各樣的超微量生物分子檢測的信號放大方法［49，50］。丁良等［51］利用納米晶體中陽離子交換反應(yīng)釋放的陽離子來誘導(dǎo)熒光染料，用于痕量生物分子的檢測，取得良好效果。實(shí)驗(yàn)表明基于ZnS納米簇的陽離子交換放大器的檢測性能優(yōu)于酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA），檢測限低1000倍。標(biāo)志著利用便攜式床旁檢測設(shè)備檢測生物標(biāo)記物成為可能。

3.2體內(nèi)診斷

3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后腫瘤的輪廓很容易與周圍組織區(qū)別開來，這種復(fù)雜的探針可以實(shí)現(xiàn)體內(nèi)疾病的早期診斷，大大有助于癌癥或癌轉(zhuǎn)移的早期發(fā)現(xiàn)［52］。另外開發(fā)體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)參與腦化學(xué)的監(jiān)測是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，有助于進(jìn)一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等［53］報道了一種新型的封裝有金納米顆粒的玻璃毛細(xì)管來感應(yīng)大腦多巴胺，結(jié)果表明，全氟磺酸改進(jìn)Au/GCNE可成功用于監(jiān)測麻醉大鼠紋狀體的多巴胺。Kempen等用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡定位、觀察金納米粒子聚集的腦腫瘤模型，發(fā)現(xiàn)納米顆粒僅在含有腦腫瘤細(xì)胞的區(qū)域內(nèi)聚集，在正常腦組織周圍沒有發(fā)現(xiàn)［54］。3.2.2量子點(diǎn)（半導(dǎo)體納米晶體）量子點(diǎn)是以CdSe為核、CdS或ZnS為殼的核-殼型納米體，具有優(yōu)良的光譜性能。水溶性的量子點(diǎn)在生物化學(xué)等研究領(lǐng)域顯示了極其廣闊的應(yīng)用前景。它的細(xì)胞毒性低，可用于活細(xì)胞及體內(nèi)非同位素標(biāo)記的生物分子的超靈敏檢測。李朝輝等［55］利用反相微乳液技術(shù)，以CdTe量子點(diǎn)為核，SiO2為殼，一步制備了表面帶有氨基和磷酸基團(tuán)的核殼型量子點(diǎn)熒光納米顆粒.該顆粒水溶性好，大小均勻，有效改善了CdTe量子點(diǎn)的不穩(wěn)定性，成功實(shí)現(xiàn)了對肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的識別。由于量子點(diǎn)技術(shù)有其獨(dú)特的標(biāo)記特點(diǎn)，它必將成為今后生物分子檢測的尖端技術(shù)，為DNA檢測（DNA芯片）、蛋白質(zhì)檢測（蛋白質(zhì)芯片）和探索蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間（抗原-抗體、配體-受體、酶-底物）反應(yīng)原理提供更先進(jìn)的方法。同時也將極大推動生物顯像技術(shù)和生物制藥技術(shù)的迅猛發(fā)展，給疾病的診斷和治療帶來巨大進(jìn)步。3.2.3納米磁性顆粒較大尺度的磁性納米顆粒呈現(xiàn)鐵磁性，在交變磁場的作用下可通過磁滯現(xiàn)象產(chǎn)熱，用于癌癥的靶向熱療［56］。而粒徑小于20nm的磁性納米顆粒通常顯現(xiàn)出超順磁性，可被廣泛應(yīng)用于臨床診斷領(lǐng)域。目前在臨床診斷方面較為成熟、發(fā)展較快的應(yīng)用主要包括：磁共振成像、生物分離、細(xì)胞篩選等。（1）磁共振成像（MRI）作為一項新的醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)，近年來發(fā)展十分迅速，所提供的特有信息對診斷疾病具有很大的潛在優(yōu)越性。利用超順磁性氧化鐵磁性納米顆粒在生物體組織內(nèi)的特異性分布，有助于提高該部位腫瘤與正常組織的MRI對比度，因而作為造影增強(qiáng)劑被應(yīng)用于MRI，進(jìn)行腫瘤及其他疾病的診斷［57］。（2）生物分離。因磁性納米顆粒具有易操控性、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)，使功能化的磁性納米顆粒的應(yīng)用具有很大的吸引力［58］。當(dāng)前磁分離的研究涉及生物領(lǐng)域的多個方面，如血液中金屬離子的去除，蛋白質(zhì)、核酸等的富集、固定化酶的回收與重復(fù)等［59］。Yan課題組［60］利用磁性氧化鐵粒子作為載體固定蛋白酶A，并利用其能夠與乙肝病毒表面抗原抗體發(fā)生特異性結(jié)合的性質(zhì)，達(dá)到測定乙肝病毒的目的。（3）細(xì)胞篩選。當(dāng)組織或血液中僅有微量癌細(xì)胞的時候，通過特定的技術(shù)就可以精確地檢測到，從而實(shí)現(xiàn)對疾病的早期診斷和治療，必將為病人獲得寶貴的治療時間，提高治愈率。所以細(xì)胞篩選具有重要的意義。免疫磁珠細(xì)胞篩選法可在幾分鐘內(nèi)從復(fù)雜的細(xì)胞混合物中分離出很高純度的細(xì)胞。Mousavi等［61］等開發(fā)了一種新型的與金納米條結(jié)合的微流控芯片，利用高效免疫磁珠法捕捉人血中極少量的細(xì)胞，可以達(dá)到簡單而有效的檢測高純度目標(biāo)細(xì)胞的目的?？梢灶A(yù)見，在未來，更加精確的細(xì)胞篩選技術(shù)將是一個非常熱門的研究方向［62］。雖然功能化的磁性納米材料已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，但如何設(shè)計更簡單的制備過程和更新穎的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用壽命，仍是研究者們探索的方向.3.2.4納米生物傳感器在癌癥研究領(lǐng)域，利用納米技術(shù)制成的傳感器可望使各種癌癥的早期診斷成為現(xiàn)實(shí)［63］。納米傳感器靈敏度很高，在進(jìn)行血液檢測時，當(dāng)傳感器中預(yù)置的某種癌細(xì)胞抗體遇到相應(yīng)的抗原時，傳感器中的電流會發(fā)生變化，通過這種電流變化可以判斷血液中癌細(xì)胞的種類和濃度。目前越來越多的風(fēng)險投資正在涌入這一領(lǐng)域，但這一技術(shù)在實(shí)用中還有一些技術(shù)難題需要解決。今后可能會有多種納米傳感器集成在一起被置入人體，以用來早期檢測各種疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物學(xué)與納米技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它不同于半導(dǎo)體芯片，它是在很小的幾何尺度的表面積上，裝配一種或集成多種生物活性分子，僅用微量生理或生物采樣，即可同時檢測和研究不同的生物細(xì)胞、生物分子和DNA的特性，以及它們之間的相互作用，獲得生命微觀活動的規(guī)律。具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點(diǎn)，生物芯片技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技。基于納米結(jié)構(gòu)陣列的蛋白質(zhì)芯片和微流控芯片技術(shù)在診斷學(xué)和生物傳感技術(shù)方面的應(yīng)用具有巨大的潛力［64］。Ali等［65］制備的基于氧化鎳納米棒的微流控生物芯片，采用電化學(xué)檢測法來測定人體血液中的總膽固醇濃度，線性范圍為1.5-10.3mmol/L，靈敏度高達(dá)0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技術(shù)可以快速分析大量的基因信息，從而使生物醫(yī)學(xué)工作者可以研究并收集基因表達(dá)和變異信息，還可用于監(jiān)測不同的人體細(xì)胞和組織基因表達(dá)，以檢測癌癥或其它疾病所對應(yīng)的基因的變化。3.2.6納米機(jī)器人納米技術(shù)與分子生物學(xué)的結(jié)合將開創(chuàng)分子仿生學(xué)新領(lǐng)域?！凹{米機(jī)器人”是根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計原型，設(shè)計制造可對納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”。以色列科學(xué)家研發(fā)出一種“膠囊相機(jī)”，將攝像頭內(nèi)置入比普通感冒藥稍大的膠囊內(nèi)，以大約每秒14張照片的頻率拍攝消化道內(nèi)的情況，并同時傳回外置的圖像接收器，可進(jìn)行人體消化道腫瘤監(jiān)測。還可將納米機(jī)器人注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行全身健康檢查，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物，用于動脈粥樣硬化的治療；可吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞；可將納米機(jī)器人以插入導(dǎo)管的方式引入到尿道或膽道里內(nèi)，直接到達(dá)結(jié)石所在的部位，并且直接把結(jié)石擊碎，進(jìn)行腎結(jié)石、膽結(jié)石的治療；還可進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作、作整容手術(shù)、從基因中除去有害的DNA，把正常的DNA安裝在基因中，這樣可以從根本上治愈遺傳缺陷或病毒，使機(jī)體正常運(yùn)行。未來發(fā)展趨勢是當(dāng)機(jī)器人醫(yī)生發(fā)現(xiàn)可疑病變組織后，立即能伸出“手”來取樣進(jìn)行活檢。納米機(jī)器人在體內(nèi)的生物傳感與智能配送生物活化劑有很大潛力［66］。

4納米材料和納米生物技術(shù)的安全性問題

隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，不可避免地導(dǎo)致含有納米顆粒的工業(yè)廢水的排放［67］，納米材料的潛在的免疫毒性機(jī)制所引起的不良反應(yīng)還沒有得到足夠的重視［68］。納米顆粒可直接穿透人體皮膚引發(fā)多種炎癥；可穿透細(xì)胞膜，將異物帶入細(xì)胞內(nèi)部，對人體腦組織、免疫與生殖系統(tǒng)等方面造成損害等。如二氧化鈦容易在飲用水中聚集，從而污染環(huán)境、影響健康。接觸二氧化鈦納米微粒后，人體肺部將可能出現(xiàn)炎癥。銀納米顆粒目前已被大量使用。研究表明，即使它在環(huán)境中的聚集量很低，也會對水中無脊椎動物造成傷害。碳納米管是工業(yè)和實(shí)驗(yàn)所需的材料，注射了碳納米管的老鼠會產(chǎn)生動脈粥狀化、線粒體脫氧核糖核酸損傷等反應(yīng)。當(dāng)攝入量較大時，對肌肉細(xì)胞也有毒性，會對人體健康有不利影響。但盡管納米生物技術(shù)的應(yīng)用有一定安全性的問題，它的應(yīng)用也會越來越廣泛，同時這也為納米技術(shù)將來的發(fā)展指明了方向——如何提高其安全性問題是研究的目標(biāo)之一。

5發(fā)展前景

第6篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

目前，國際醫(yī)學(xué)行業(yè)面臨新的決策，那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)學(xué)就是從動植物中提取必要的物質(zhì)，然后在納米尺度組合，最大限度發(fā)揮藥效，這恰恰是我國中醫(yī)的想法，隨著健康科學(xué)的發(fā)展，人們對藥物的要求越來越高?？刂扑幬镝尫艤p少副作用，提高藥效，發(fā)展藥物定向治療，必須憑借納米技術(shù)。納米粒子可使藥物在人體內(nèi)方便傳輸。用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體，可主動搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織，尤其是以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱為"定向?qū)?。該技術(shù)是在磁性納米微粒包覆蛋白質(zhì)表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導(dǎo)航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由的滾動，因此可以用檢查和治療身體各部位的病變。利用納米系統(tǒng)檢查和給藥，避免身體健康部位受損，可以大大減小藥物的毒副作用，因而深受人們的歡迎。

2在涂料方面的應(yīng)用；

納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，再給涂料中添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能，如；有超硬、耐磨，抗氧化、耐熱、阻燃、耐腐蝕、變色等。在涂料中加入納米材料，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)防紫外線照射，耐大氣侵害和抗降解等，在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保結(jié)作用。

在建材產(chǎn)品如玻璃中加入適宜的納米材料，可達(dá)到減少光的透射和熱估遞效果，產(chǎn)生隔熱，阻燃等效果。由于氧化物納米微粒的顏色不同，這樣可以通過復(fù)合控制涂料的顏色，克服碳黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅限粒徑而變，而具有隨角度變色的效應(yīng)。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米Tio2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面色彩多樣化。

3在化工方面的應(yīng)用；

化工業(yè)影響到人類生活的方方面面，如果在化工業(yè)中采用納米技術(shù)，將更顯示出獨(dú)特畦力。在橡膠塑料等化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米Sio2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3和SiO2,加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強(qiáng)度和韌性，而且致密性和防水性也相應(yīng)提高。最近又開發(fā)了食品包裝的TiO2.納米TiO2能夠強(qiáng)烈吸收太陽光中的紫外線，產(chǎn)生很強(qiáng)的光化學(xué)活性，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有利污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。4其他生活方面的應(yīng)用：

納米技術(shù)正在悄悄地滲透到老百姓衣、食、住、行各個領(lǐng)域?；w布料制成的衣服雖然艷麗，但因摩擦容易產(chǎn)生靜電，因而在生產(chǎn)時加入少量金屬納米微粒，就可以擺脫煩人的靜電現(xiàn)象。不久前，關(guān)于保溫被、保溫衣的電視宣傳，提到應(yīng)用了納米技術(shù)。納米材料可使衣物防靜電、變色、貯光，具有很好的保暖效果。冰箱、洗衣機(jī)等一些電器時間長了容易產(chǎn)生細(xì)菌，而采用了納米材料，新設(shè)計的冰箱、洗衣機(jī)既可以抗菌，又可以除味殺菌。紫外線對人體的害處極大，有的納米微粒卻可以吸收紫外線對人體有害的部分，市場上的許多化妝品正是因?yàn)榧尤肓思{米微粒而具備了防紫外線的功能。傳統(tǒng)的涂料耐洗刷性差，時間不長墻壁就會變的班駁陸離，納米技術(shù)應(yīng)用之后，涂料的技術(shù)指標(biāo)大大提高，外墻涂料的耐洗刷性提高很多，以前的電視、音響等家電外表一般都是黑色的，被稱為黑色家電，這是因?yàn)榧译娡獗聿牧现斜仨毤尤胩己谶M(jìn)行靜電屏蔽。如今可以通過控制納米微粒的種類，進(jìn)而可控制涂料的顏色，使黑色家電變成彩色家電。

總之，在未來生活中，納米技術(shù)將帶給我們無限的舒心與時尚，使人類的生存的條件更加優(yōu)越。

參考文獻(xiàn)

[1]趙清榮：雷達(dá)與對抗[J]，2001，（3）：20-23。

[2]秦嶸等。宇航材料工藝[J]，1997，（4）：17-20。

[3]張立德，牟秀美，納米材料學(xué)[M]，沈陽；遼寧科學(xué)技術(shù)出版社1994。

[4]劉列，張明雪，胡連成，宇航材料工藝[J]，1994，24。

論文關(guān)鍵詞：納米尺寸；性能

第7篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：納米金剛石；應(yīng)用；發(fā)展；性質(zhì)；前景

1 引言

金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質(zhì)。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業(yè)中的切割工具。

納米金剛石，是新型納米技術(shù)和傳統(tǒng)的金剛石技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，納米技術(shù)興起于20世紀(jì)末，一經(jīng)誕生便迅速發(fā)展，在多個領(lǐng)域都取得了顯著成效，尤其在材料科學(xué)領(lǐng)域，對最硬材料金剛石的發(fā)展，更是有著不同尋常的意義，成績斐然，本文主要對新型材料納米金剛石的研究情況和未來前景展開研究，希望對今后的學(xué)習(xí)提供資料，為科研提供借鑒。

2 納米金剛石的優(yōu)點(diǎn)

納米金剛石作為一種新興材料，一經(jīng)出現(xiàn)，便以其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體硅片拋光、計算機(jī)硬盤基片、計算機(jī)頂頭拋光、精密陶瓷、人造晶體、硬質(zhì)合金、寶石拋光等眾多高科技領(lǐng)域。比如俄羅斯用納米金剛石拋光石英、光學(xué)玻璃等，其拋光表面粗糙度達(dá)到1nm。精確度比起之前大大提高。

納米金剛石在應(yīng)用過程中，顯示出很多的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)楸旧砭哂谐?xì)、超硬的性能，使得光學(xué)拋光中一直以來讓人頭疼的難題便隨之迎刃而解。精細(xì)拋光是光學(xué)拋光中的難題，原工藝方法是把磨料反復(fù)使用，需要耗時幾十個小時，效率并不高。自從使用了納米金剛石之后，就使的拋光速度大大提高。拋光相同的工件所需的時間才十幾小時至幾十分鐘，效率提高了數(shù)十倍至數(shù)百倍。根據(jù)資料研究不難得出，納米金剛石能夠適應(yīng)與滿足超精加工發(fā)展的需求。

總之，納米金剛石有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）.精確度高，納米金剛石的分級準(zhǔn)確，如大致范圍是10nm，10～50nm等；

（2）.組合方便，納米金剛石較好的儲存是含水懸浮方式，穩(wěn)定性更強(qiáng)，更容易適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需要，

（3）.納米金剛石的表面和整體化學(xué)性質(zhì)具有好的重復(fù)性和再現(xiàn)性，能夠整體適應(yīng)無機(jī)化學(xué)要求；

（4）.干凈整潔，有效防止表面污染，納米金剛石使用過程中嚴(yán)格按照微電子技術(shù)的規(guī)范，不含化學(xué)不純物等雜質(zhì)；

（5）摩擦性好，.納米金剛石成本在穩(wěn)定的條件狀態(tài)下，與靜壓合成金剛石的微粉和膏體有可比性。表面修飾的納米金剛石微粒在油中的抗磨減摩性。

3 納米金剛石使用中的問題

作為一種新型的納米材料，納米金剛石不但具有金剛石的特性，而且具有小尺寸效應(yīng)、大比表面效應(yīng)和量子尺效應(yīng)等納米材料的特性。優(yōu)異的電子、機(jī)械和化學(xué)性能使得納米金剛石在電子、機(jī)械、化學(xué)、化工和醫(yī)療等很多領(lǐng)域都有著很好的應(yīng)用前景，受到了廣泛的關(guān)注。但是，由于納米金剛石表面能級高以及合成過程中諸多因素的影響等原因，粒子極易團(tuán)聚，如果分散不好，納米金剛石的硬團(tuán)聚和軟團(tuán)聚等問題得不到解決，在實(shí)際使用過程中往往會導(dǎo)致粒子失去其作為納米粉體的許多優(yōu)越性，其良好的性能不能得到充分的發(fā)揮，其應(yīng)用因此受到制約，無法滿足使用的要求，由此也暴露出很多的缺點(diǎn)和問題，因此在實(shí)際的操作運(yùn)行過程中，要注意對其進(jìn)行解團(tuán)聚及分級處理。

納米粉體分級的方法主要有干法和濕法兩種。在干法分級中于由粒子間相互附著，分散凝聚是干法分級難以解決的問題。而在濕法分級中，作為介質(zhì)水本身就是一種較好的分散劑， 且利用添加表面改性劑制得分散性好的料漿，因此在實(shí)際運(yùn)行中，擬采用濕法離心分級方法，試圖達(dá)到使用的要求。又由于納米金剛石特有的性能，所以分級前必須解決其團(tuán)聚及分散性問題，即要先采用機(jī)械及化學(xué)的方法對其表面改性處理。

4 納米金剛石前景

隨著二十一世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科技水平的不斷提高，現(xiàn)實(shí)需要的不斷變化，關(guān)于新材料的研發(fā)是我國重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)領(lǐng)域之一，而納米材料又是其中的佼佼者。跟據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)的有關(guān)材料，截止到2010年全世界納米材料市場規(guī)模已超過2000億美元。隨著國際科技進(jìn)步及工業(yè)向高精尖的發(fā)展，納米技術(shù)已成各國競相發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。真正批量生產(chǎn)粒徑為幾個納米的材料只有納米金剛石等少數(shù)幾種，可見納米金剛石的發(fā)展前景是非常寬廣的。

另外，值得注意的是，納米金剛石應(yīng)用在腸胃疾病、腫瘤、皮膚病等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的治療方面，還可以作為葡萄糖氧化酶的載體，可制成性能優(yōu)良的血糖測定傳感器等，來測定人體血糖血壓等相關(guān)數(shù)據(jù)的變化和發(fā)展，從而達(dá)到預(yù)報病情的目的，提醒醫(yī)生病人身體機(jī)能發(fā)生的變化，及時采取措施，防止糖尿病、高血壓、高血脂等高危病的進(jìn)一步發(fā)展，除此之外，納米金剛石在醫(yī)學(xué)上還有多種應(yīng)用，因此我們可以看出，納米金剛石在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域幾有較好的應(yīng)用前景，將來的發(fā)展前途不可限量。

5 結(jié)語

納米金剛石作為一種新型的材料，在實(shí)際應(yīng)用過程中，已經(jīng)展示了良好的應(yīng)用前景，引起了人的高度重視。隨著對納米材料研究的日趨深入，必將對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。不過由于納米金剛石是一個比較新的研究領(lǐng)域，研究涉及到物理、化學(xué)、化工、材料等眾多學(xué)科，到目前還未形成完整的理論體系。也不可以避免的暴露出一些問題，因此，我們要加大對納米技術(shù)研究的關(guān)注程度和投資力度。采取有效措施，趨利避害，保證納米技術(shù)已在材料、微電子學(xué)、生物工程、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[8]蘇提，陳本敬.熱絲CVD金剛石薄膜Auger電子能譜分析[J].人工晶體學(xué)報，1995，01：5～35.

第8篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

過去，人們只注意原子、分子，或者宇宙空間，常常忽略他們的中間領(lǐng)域，而這個領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認(rèn)識到這個尺度的范圍的性能。第一個真正認(rèn)識到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家。他們發(fā)現(xiàn)：一個導(dǎo)電，導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電，也不導(dǎo)熱。材料在尺寸上達(dá)到納米尺度，大約是在1～100納米這個范圍空間，就會產(chǎn)生特殊的表面效應(yīng)，體積效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，量子隧道效應(yīng)等及由這些效應(yīng)所引起的諸多奇特性能。擁有一系列的新穎的物理和化學(xué)特性，這些特性在光、電、磁、催化等方面具有非常重大應(yīng)用價值。

近年來，已在醫(yī)藥、生物、環(huán)境保護(hù)和化工等方面得到了應(yīng)用，并顯示出它的獨(dú)特魅力。

1醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用：

目前，國際醫(yī)學(xué)行業(yè)面臨新的決策，那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)學(xué)就是從動植物中提取必要的物質(zhì)，然后在納米尺度組合，最大限度發(fā)揮藥效，這恰恰是我國中醫(yī)的想法，隨著健康科學(xué)的發(fā)展，人們對藥物的要求越來越高?？刂扑幬镝尫艤p少副作用，提高藥效，發(fā)展藥物定向治療，必須憑借納米技術(shù)。納米粒子可使藥物在人體內(nèi)方便傳輸。用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體，可主動搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織，尤其是以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱為"定向?qū)?。該技術(shù)是在磁性納米微粒包覆蛋白質(zhì)表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導(dǎo)航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由的滾動，因此可以用檢查和治療身體各部位的病變。利用納米系統(tǒng)檢查和給藥，避免身體健康部位受損，可以大大減小藥物的毒副作用，因而深受人們的歡迎。

2在涂料方面的應(yīng)用；

納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，再給涂料中添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能，如；有超硬、耐磨，抗氧化、耐熱、阻燃、耐腐蝕、變色等。在涂料中加入納米材料，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)防紫外線照射，耐大氣侵害和抗降解等，在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保結(jié)作用。

在建材產(chǎn)品如玻璃中加入適宜的納米材料，可達(dá)到減少光的透射和熱估遞效果，產(chǎn)生隔熱，阻燃等效果。由于氧化物納米微粒的顏色不同，這樣可以通過復(fù)合控制涂料的顏色，克服碳黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅限粒徑而變，而具有隨角度變色的效應(yīng)。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米Tio2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面色彩多樣化。

3在化工方面的應(yīng)用；

化工業(yè)影響到人類生活的方方面面，如果在化工業(yè)中采用納米技術(shù)，將更顯示出獨(dú)特畦力。在橡膠塑料等化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米Sio2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3和SiO2,加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強(qiáng)度和韌性，而且致密性和防水性也相應(yīng)提高。最近又開發(fā)了食品包裝的TiO2.納米TiO2能夠強(qiáng)烈吸收太陽光中的紫外線，產(chǎn)生很強(qiáng)的光化學(xué)活性，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有利污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。

4其他生活方面的應(yīng)用：

納米技術(shù)正在悄悄地滲透到老百姓衣、食、住、行各個領(lǐng)域。化纖布料制成的衣服雖然艷麗，但因摩擦容易產(chǎn)生靜電，因而在生產(chǎn)時加入少量金屬納米微粒，就可以擺脫煩人的靜電現(xiàn)象。不久前，關(guān)于保溫被、保溫衣的電視宣傳，提到應(yīng)用了納米技術(shù)。納米材料可使衣物防靜電、變色、貯光，具有很好的保暖效果。冰箱、洗衣機(jī)等一些電器時間長了容易產(chǎn)生細(xì)菌，而采用了納米材料，新設(shè)計的冰箱、洗衣機(jī)既可以抗菌，又可以除味殺菌。紫外線對人體的害處極大，有的納米微粒卻可以吸收紫外線對人體有害的部分，市場上的許多化妝品正是因?yàn)榧尤肓思{米微粒而具備了防紫外線的功能。傳統(tǒng)的涂料耐洗刷性差，時間不長墻壁就會變的班駁陸離，納米技術(shù)應(yīng)用之后，涂料的技術(shù)指標(biāo)大大提高，外墻涂料的耐洗刷性提高很多，以前的電視、音響等家電外表一般都是黑色的，被稱為黑色家電，這是因?yàn)榧译娡獗聿牧现斜仨毤尤胩己谶M(jìn)行靜電屏蔽。如今可以通過控制納米微粒的種類，進(jìn)而可控制涂料的顏色，使黑色家電變成彩色家電。

總之，在未來生活中，納米技術(shù)將帶給我們無限的舒心與時尚，使人類的生存的條件更加優(yōu)越。

論文關(guān)鍵詞：納米尺寸；性能

第9篇：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞] 膠質(zhì)瘤；納米粒子；納米技術(shù)；治療

[中圖分類號] R94 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210（2016）10（a）-0032-04

Progress of brain-targeted nanoparticles in glioma therapies

YANG Weili1 WANG Guangtian1 YU Hui1 CHANG Naidan1 LIANG Ling2 LIU Xiaoying1 LI Minghui1 PENG Haisheng1

1.Department of Pharmaceutics， Daqing Campus， Harbin Medical University， Heilongjiang Province， Daqing 163319， China； 2.Cardiac Care Unit， Daqing Oil Field General Hospital， Heilongjiang Province， Daqing 163001， China

[Abstract] Successful treatment of glioma is one of the greatest challenges in the field of medicine. The incidence is growing fast year by year. Annually， there are approximately 13 000 cases of patients diagnosed with glioblastomamultiforme. The 1-year and 5-year survival rates of glioblastomamultiforme are 29.3% and 3.3% respectively. The prognosis of patients with malignant glioma is still poor. As its highly proliferative， infiltrative and invasive property， it's urgent to search effective strategies to control the gliomas. What's more， the non-specific， non-targeted nature of anti-tumor agents led to the low efficiency of drug delivery to glioma. Besides， the presence of the blood brain barrier is another obstacle for gliomas treatments. Hence， it's of great importance to find an effiecient gliomas therapeutic to overcome the BBB barrier. Nanotechnology has brought a new prospect in the treatment of glioma. This review focuses on the potential of various nanoparticles in the therapy of gliomas including dendrimers， receptor-mediated drug delivery systems.

[Key words] Glioma； Nanoparticles； Nanotechnology； Therapies

腦膠質(zhì)瘤是最難治愈的惡性腫瘤之一，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的原發(fā)性腫瘤中占近80%[1]。傳統(tǒng)的治療手段是采用手術(shù)切除，手術(shù)切除后采用聯(lián)合采用化學(xué)治療方法以及放射治療的方法繼續(xù)對殘余的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行治療。神經(jīng)外科專家擁有大批精密的手術(shù)儀器。然而，這些精密的儀器無法解決切除腫瘤后膠質(zhì)瘤的侵襲，侵襲正常組織從而促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞的再增長，影響了正常腦組織的重要的生理功能。精確的切除新生腫瘤部位和有效的治療殘余腫瘤細(xì)胞仍然是一大挑戰(zhàn)。納米技術(shù)對提高治療腫瘤是一個重大的促進(jìn)力，聯(lián)合納米粒子治療已被廣泛用于膠質(zhì)瘤治療[2]。

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、藥理學(xué)和納米技術(shù)的快速增長，膠質(zhì)瘤的分子機(jī)制、復(fù)發(fā)治療和其發(fā)病的原因得到了顯著的發(fā)展，細(xì)胞受體、轉(zhuǎn)運(yùn)載體和酶[3-5]，同時還有磁性吸附、超聲滲透的熱化學(xué)療法以及細(xì)胞工程等為臨床治療和診斷膠質(zhì)瘤提供了可能性[6-7]。在膠質(zhì)瘤的治療中有許多的不同的分子機(jī)制，如酪氨酸激酶抑制劑、血管內(nèi)皮生長因子、受體抑制劑、mTOR抑制劑等[8]。然而，這些小分子在臨床的治療效果不理想。目前，很多研究者已經(jīng)著力去發(fā)展新型藥物轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，以找到有效治療膠質(zhì)瘤的突破口。

1 血腦屏障及其受體

腦是人體中樞神經(jīng)活動的中心，也是神經(jīng)系統(tǒng)最復(fù)雜的部分。腦組織處于穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境中，選擇性地與周邊環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，而維持這種穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)稱為腦屏障。腦屏障由三部分構(gòu)成：血-腦屏障（blood-brain barrier，BBB），血-腦脊液屏障（blood-cerebrospinal fluid）和腦脊液-腦屏障（cerebrospinal fluid-brain barrier）。其中血-腦屏障所起的屏障作用最大。BBB由腦的連續(xù)毛細(xì)血管內(nèi)皮及其細(xì)胞間的緊密連接、完整的基膜、周細(xì)胞以及星形膠質(zhì)細(xì)胞腳板圍成的神經(jīng)膠質(zhì)膜構(gòu)成，其中內(nèi)皮是血腦屏障的主要結(jié)構(gòu)。與其他器官的血管內(nèi)皮相比，腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞之間沒有開窗式缺損或孔隙，缺少胞飲作用的載體，且存在一系列酶系統(tǒng)阻止了一些物質(zhì)的通過[9]。這些細(xì)胞彼此緊密連接、互相重迭，形成一條完整的帶，圍繞著整個毛細(xì)血管壁。腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞周圍環(huán)繞著基膜、細(xì)胞外基質(zhì)、周邊細(xì)胞及早形膠質(zhì)細(xì)胞足突，進(jìn)一步構(gòu)成屏障并調(diào)控其滲透性。血腦屏障的這種形態(tài)與結(jié)構(gòu)決定了只有能自由擴(kuò)散透過毛細(xì)血管上皮細(xì)胞膜的脂溶性成分才能被動透過BBB，而水電解質(zhì)及大分子物質(zhì)難以進(jìn)入腦組織，這使得接近98%的小分子和100%的生物大分子藥物難以進(jìn)入腦內(nèi)發(fā)揮作用，嚴(yán)重限制了腦部疾病的治療[10]?；谘X屏障上細(xì)胞所具有特定結(jié)構(gòu)，根據(jù)主動靶向或者被動靶向機(jī)制設(shè)計了靶向納米粒子用于腦膠質(zhì)瘤的治療。在藥物進(jìn)入到腫瘤細(xì)胞之前，藥物不得不克服存在于腦腫瘤細(xì)胞和微血管之間第二道屏障――血腦腫瘤屏障。

Liu等[26]合成了Dendrigraft poly-L-lysines （DGLs）樹狀大分子，將腫瘤壞死相關(guān)細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）和DOX包裹于樹狀大分子，在樹狀大分子表面修飾腫瘤特異性靶向配體T7多肽以及轉(zhuǎn)鐵蛋白受體，制成雙重靶向修飾的樹狀大分子。DGLs變成了一個潛在的基因載體。通過調(diào)整死亡受體的表達(dá)，DOX加強(qiáng)TRAIL抗腫瘤效果，同時激活凋亡通路，抑制了腫瘤細(xì)胞的生長[27]。

3 小結(jié)

統(tǒng)治方法效率低促進(jìn)了新型藥物的發(fā)展，新型藥物能夠提高抗癌藥物進(jìn)入腫瘤部位，減少正常組織的毒性。由于膠質(zhì)瘤的復(fù)雜性和多種蛋白表達(dá)在膠質(zhì)瘤細(xì)胞的表面，細(xì)胞膜上分子可能改變相同腫瘤在不同階段，甚至相同腫瘤的不同部位。當(dāng)今，在治療腦腫瘤方面，通過在納米粒子表面修飾的方法，納米粒子能夠高度地包載抗腫瘤藥物、靶向配體。在診斷腦腫瘤方面，納米粒子由于其靶向性、多功能化和成像性促進(jìn)了納米醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展[28]。

納米粒子的多功能屬性是研究者開展研究血腦屏障以及腦腫瘤興趣的主要驅(qū)動力。納米粒子有助于檢測腦腫瘤的治療和發(fā)展?fàn)顩r，可能會增加患者的生存率。所以，納米藥物在治療膠質(zhì)瘤方面，展示出了一個光明的前景。研究者現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計了許多不同分子量的靶向腫瘤細(xì)胞的藥物載體，隨著臨床腫瘤學(xué)領(lǐng)域的不斷研究，許多用于生物靶向和磁性吸附成像的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)載體促進(jìn)基于納米粒子治療腦腫瘤的納米醫(yī)學(xué)的進(jìn)步。

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