生物納米技術(shù)論文

　　納米技術(shù)是在納米尺度上 研究 物質(zhì)的特性，通過組建和利用納米材料來實(shí)現(xiàn)特有功能和智能作用的高 科技 先進(jìn)技術(shù)。下面是小編精心推薦的生物納米技術(shù)論文，希望你能有所感觸!

　　生物納米技術(shù)論文篇一

　　納米技術(shù)在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用

　　摘 要 納米技術(shù)是在納米尺度上 研究 物質(zhì)的特性，通過組建和利用納米材料來實(shí)現(xiàn)特有功能和智能作用的高 科技 先進(jìn)技術(shù)。介紹了納米技術(shù)在生物醫(yī)藥中的 應(yīng)用 現(xiàn)狀和前景，并 分析 了納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用中的納米材料安全性和成本 問題 。

　　關(guān)鍵詞 納米技術(shù) 納米材料 生物醫(yī)藥

　　1990年在美國召開了第一屆納米技術(shù)國際學(xué)術(shù)會議，成為納米科技 發(fā)展 進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志。1999年，美國的Robert A Fr Eitas Jr出版了《納米 醫(yī)學(xué)》，表明了納米科技的發(fā)展已促使人們開始多方面考慮并且探索納米科技在醫(yī)學(xué) 臨床診治、藥物學(xué)等方面的應(yīng)用。納米技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

　　1 納米技術(shù)

　　納米是 英文 nanometre的譯名，像米、厘米、毫米等一樣，是一個(gè)長度單位。1納米(nm)為10-9米，也即百萬分之一毫米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的五萬分之一。更形象地講，如果把1nm的物體放在乒乓球上，就像一個(gè)乒乓球放在地球上。在納米尺度上，由于物質(zhì)的量子效應(yīng)，物質(zhì)的局域性和巨大的表面、界面效應(yīng)，形成的材料性能發(fā)生了由量變到質(zhì)變的飛躍，從而突變或產(chǎn)生奇異的新現(xiàn)象。

　　納米技術(shù)是指在納米尺度上研究物質(zhì)(包括原子、分子的操縱)的特性，通過組建和利用納米材料來實(shí)現(xiàn)特有功能和智能作用的高科技先進(jìn)技術(shù)。這一基本概念普遍認(rèn)為由美國著名物 理學(xué) 家、諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者Richard Feynman在一次題為《在物質(zhì)底層有很大的空間》的演講中提出，“為什么我們不可以從另外一個(gè)方向出發(fā)，從單個(gè)的分子甚至原子開始組裝，以達(dá)到我們的要求……如果有一天能按照人們的意志安排一個(gè)個(gè)原子和分子，將會產(chǎn)生什么樣的奇跡”。

　　納米技術(shù)涵蓋領(lǐng)域廣泛，包括納米材料學(xué)、納米生物學(xué)和納米顯微學(xué)等方面，它建立了一種嶄新的思維方式，使人類能夠利用越來越小、越來越精確的物質(zhì)和越來越精細(xì)的技術(shù)成品來滿足更高層次的要求。 目前 ，由于納米技術(shù)具有的獨(dú)特優(yōu)勢以及人們對健康和重大疾病防治等問題的日益關(guān)注，納米技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。

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　　方興未艾的納米技術(shù)把人類對微觀世界的認(rèn)識帶入了一個(gè)全新的境界，同時(shí)也為人類戰(zhàn)勝疾病、提高健康水平提供了更為有力的武器。就目前而言，納米技術(shù)在生命領(lǐng)域的應(yīng)用前景已逐漸展現(xiàn)，并且許多設(shè)想已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)，可以預(yù)見納米技術(shù)將滲透至生物醫(yī)藥研究和應(yīng)用的方方面面。

　　2.1 萬能的機(jī)器人

　　1986年，美國預(yù)見研究所的工程師埃里克·德雷克斯勒說：“我們?yōu)槭裁床恢圃斐龀扇旱?、肉眼看不見的微型機(jī)器人，讓它們在地毯或書架上爬行，把灰塵分解成原子，再將這些原子組裝成各種物品。這些微型機(jī)器人不僅是搬運(yùn)原子的 建筑工人，同時(shí)還具有絕妙的自我復(fù)制和自我修復(fù)能力。”

　　同時(shí)，還有些 科學(xué) 家設(shè)想將蛋白質(zhì)芯片或基因芯片組裝成尺寸比人體紅細(xì)胞還小的納米機(jī)器人，使其具有某些酶的功能，它是納米 機(jī)械裝置與生物系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，在生物醫(yī)學(xué)工程中可充當(dāng)微型醫(yī)生，解決傳統(tǒng)醫(yī)生難以解決的問題。將這些納米機(jī)器人注入血管內(nèi)，可按照預(yù)定程序，直接打通腦血栓，清潔心臟動脈脂肪沉積物等，達(dá)到預(yù)防和 治療 心腦血管疾病的目的。

　　除此以外，不同的組合方案還可組裝出其他功能的納米機(jī)器人，例如，有的可以吞噬病菌、殺死癌細(xì)胞;有的可以作為人體器官的修復(fù)工具，修復(fù)損傷的器官和 組織等，以完成整容手術(shù)或其他器官修復(fù)手術(shù);有的可以進(jìn)行基因裝配 工作，除去基因中錯(cuò)誤或有害的DNA片段，并將正常的DNA片段裝配進(jìn)染色體，使機(jī)體正常運(yùn)作。

　　2.2 靈敏的檢測器

　　癌癥是人類死亡率極高的疾病之一，但以目前的醫(yī)療診斷水平，癌癥一旦被確診通常已發(fā)展到晚期，即已無藥可救或已過最佳治療時(shí)期?？茖W(xué)家設(shè)想，可制造出納米傳感器植入體內(nèi)，監(jiān)控早期癌變信號分子的產(chǎn)生，通過與外界特定的聲信號或其他信號的相互作用，將內(nèi)部信號轉(zhuǎn)化為外部信號。

　　另外，近年來 科學(xué) 家正嘗試 應(yīng)用 納米技術(shù)的新型檢測儀器和診斷試劑，只需檢測少量血液中蛋白質(zhì)和DNA就可診斷出某人患各種疾病的可能性。國內(nèi)外 研究 者正致力于腦腫瘤、肝癌、肺癌、白血病等癌癥的早期納米診斷手段的研究，并取得了一定的成績。

　　2.3 多彩的標(biāo)記物

　　科學(xué)家根據(jù)CD唱機(jī)中激光二極管的發(fā)光原理，研制出半導(dǎo)體納米晶體。這種微型的無機(jī)晶體被稱作量子點(diǎn)，可通過對其大小的控制，使其經(jīng)同一光源激發(fā)后，發(fā)出紅、黃、藍(lán)等多種顏色的光。又因量子點(diǎn)比傳統(tǒng)有機(jī)染色小分子更穩(wěn)定， 目前 得到了廣泛應(yīng)用。例如，研究者可用量子點(diǎn)附著在不同基因序列組成的DNA分子上，通過比較標(biāo)記的基因序列與已知序列找出哪些基因在特定細(xì)胞或 組織中表達(dá)較為活躍;當(dāng)用量子點(diǎn)標(biāo)記蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)時(shí)，技術(shù)人員可動態(tài)跟蹤標(biāo)記物在體內(nèi)的過程，從而使其應(yīng)用于一些疾病的診斷。

　　2.4 無限的備用器官

　　有科學(xué)家預(yù)言，納米材料制成的性質(zhì)優(yōu)良的人造器官和組織(包括人工血液等)將與人體“融為一體”，“殘疾”將遠(yuǎn)離人類，需要器官移植的患者也可以告別漫長的等待。可以大膽設(shè)想將納米材料制成的微型器件安全地植入人體內(nèi)，如人工耳膜、人工視網(wǎng)膜等，可使聽力或視覺受損的患者恢復(fù)功能，也可使正常人聽力增強(qiáng)、看得更遠(yuǎn)，甚至在黑暗中也能有視覺。

　　2.5 精準(zhǔn)的生物導(dǎo)彈

　　中國 有一句俗話“是藥就有三分毒”，到目前為止科學(xué)家還未發(fā)現(xiàn)有一種藥完全沒有毒副作用，這主要因?yàn)樗幬镌隗w內(nèi)作用過程中，除在病灶部位濃度較高外，在其他部位也大量蓄積或者被分解后的產(chǎn)物具有較強(qiáng)毒性。這一難題通過納米技術(shù)可以得到解決。將藥物直接納米化，即用 機(jī)械或物理等手段將藥物顆粒的大小控制在納米級別，或者用制備的納米尺度藥物載體裝載藥物，可以使藥物有效地到達(dá)病灶區(qū)，就像生物導(dǎo)彈直接攻擊靶位點(diǎn)不殃及其他部位一樣，從而達(dá)到降低藥物毒副作用的目的。目前，納米藥物載體的種類有微乳、高分子納米粒、聚合物膠束、樹狀大分子、納米磁球等，國內(nèi)外藥物研究領(lǐng)域?qū)Υ艘延写罅康难芯?，結(jié)果表明，藥物的毒副作用在降低的同時(shí)，其生物利用度也得到有效的提高，對載體進(jìn)行設(shè)計(jì)和修飾后，還可起到緩慢釋放而延長藥效的作用。

　　眾所周知，中藥是我國傳統(tǒng)醫(yī)藥的寶貴遺產(chǎn)，是悠久 歷史 的象征以及我國人民智慧的結(jié)晶。中藥 醫(yī)學(xué)本應(yīng)在 科技 高度 發(fā)展 的今天得到發(fā)揚(yáng)光大，但目前卻遇到了發(fā)展瓶頸，毒性 問題 就是其中的一個(gè)阻礙。將納米技術(shù)引入中藥研究的思路可能可以解決存在的問題，“納米中藥”這一概念也應(yīng)運(yùn)而生。納米中藥是直接提取中藥的有效成分然后用納米藥物載體包裹，或?qū)⒂行Р课恢苯蛹{米化，而起到降低中藥毒性的作用。

　　3 納米技術(shù)應(yīng)用存在的問題

　　以上只是納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域幾個(gè)方面的應(yīng)用展望，相信將來還會有更廣泛的應(yīng)用。但任何事物都有兩面性，納米技術(shù)也不例外。納米技術(shù)在給人類帶來種種好處的同時(shí)，也存在納米材料的安全性問題。這也成為當(dāng)今世界各國研究學(xué)者關(guān)注的 熱點(diǎn)，許多國家包括中國、美國和歐盟等，都投入了大量的人力、物力和財(cái)力，試圖在納米技術(shù)得到普遍應(yīng)用以前，解決其潛在的問題，以使其在將來更好地服務(wù)于人類。其問題主要表現(xiàn)在：

　　(1)要達(dá)到精確的調(diào)節(jié)和控制粉末組成和化學(xué)劑量比以及粒子的粒度和形態(tài)等方面都還有相當(dāng)大的困難。

　　(2)要制造成分準(zhǔn)確、粒度均勻、表面功能團(tuán)穩(wěn)定的高質(zhì)量微粒還有一定困難，其收集與存放也存在問題。

　　(3)納米中藥因其表面效應(yīng)和量子效應(yīng)顯著增加，使得藥物的有效成分獲得了高能級的氧化和還原潛力，往往引起許多性質(zhì)的變化。這種變化究竟會對藥物性質(zhì)產(chǎn)生什么樣的 影響 ，目前還不清楚。

　　(4)因制備技術(shù)所限，制備納米微粒的成本一般較傳統(tǒng)醫(yī)藥的制備高出許多。

　　(5)納米機(jī)器人一旦在人體內(nèi)失控，能夠快速復(fù)制的納米機(jī)器人在體內(nèi)擴(kuò)散的速度可能比癌細(xì)胞還快，它是否會對人體正常的組織造成不利影響，目前還沒有確切的研究結(jié)果。

　　4 結(jié)語

　　納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，為提高生物醫(yī)藥技術(shù)，尋找和開發(fā)生物醫(yī)藥材料、合成理想的藥物提供了充足的技術(shù)保證，但是根據(jù)需要組合原子或分子的思維模式將極大地沖擊以至改變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)的生活和生產(chǎn)方式，因此，納米技術(shù)還有待更進(jìn)一步的研究，通過更深地剖析和了解，不斷完善，使它更好的為人類服務(wù)。

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