生物奈米技術論文
奈米技術是在奈米尺度上 研究 物質的特性，通過組建和利用奈米材料來實現特有功能和智慧作用的高 科技 先進技術。下面是小編精心推薦的，希望你能有所感觸!
篇一
奈米技術在生物醫藥中的應用
摘 要 奈米技術是在奈米尺度上 研究 物質的特性，通過組建和利用奈米材料來實現特有功能和智慧作用的高 科技 先進技術。介紹了納米技術在生物醫藥中的 應用 現狀和前景，並 分析 了納米技術在生物醫藥領域應用中的奈米材料安全性和成本 問題 。
關鍵詞 奈米技術 奈米材料 生物醫藥
1990年在美國召開了第一屆奈米技術國際學術會議，成為奈米科技 發展 進步的一個重要標誌。1999年，美國的Robert A Fr Eitas Jr出版了《奈米 醫學》，表明了納米科技的發展已促使人們開始多方面考慮並且探索奈米科技在醫學 臨床診治、藥物學等方面的應用。奈米技術作為一項新興技術，在生物醫藥領域具有十分廣闊的應用前景。
1 奈米技術
奈米是 英文 nanometre的譯名，像米、釐米、毫米等一樣，是一個長度單位。1奈米***nm***為10-9米，也即百萬分之一毫米，相當於一根頭髮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，就像一個乒乓球放在地球上。在奈米尺度上，由於物質的量子效應，物質的局域性和巨大的表面、介面效應，形成的材料效能發生了由量變到質變的飛躍，從而突變或產生奇異的新現象。
奈米技術是指在奈米尺度上研究物質***包括原子、分子的操縱***的特性，通過組建和利用奈米材料來實現特有功能和智慧作用的高科技先進技術。這一基本概念普遍認為由美國著名物 理學 家、諾貝爾物理獎獲得者Richard Feynman在一次題為《在物質底層有很大的空間》的演講中提出，“為什麼我們不可以從另外一個方向出發，從單個的分子甚至原子開始組裝，以達到我們的要求……如果有一天能按照人們的意志安排一個個原子和分子，將會產生什麼樣的奇蹟”。
奈米技術涵蓋領域廣泛，包括奈米材料學、奈米生物學和奈米顯微學等方面，它建立了一種嶄新的思維方式，使人類能夠利用越來越小、越來越精確的物質和越來越精細的技術成品來滿足更高層次的要求。 目前 ，由於奈米技術具有的獨特優勢以及人們對健康和重大疾病防治等問題的日益關注，奈米技術開始廣泛應用於生物醫藥領域。
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方興未艾的奈米技術把人類對微觀世界的認識帶入了一個全新的境界，同時也為人類戰勝疾病、提高健康水平提供了更為有力的武器。就目前而言，奈米技術在生命領域的應用前景已逐漸展現，並且許多設想已經逐漸實現，可以預見奈米技術將滲透至生物醫藥研究和應用的方方面面。
2.1 萬能的機器人
1986年，美國預見研究所的工程師埃裡克·德雷克斯勒說：“我們為什麼不製造出成群的、肉眼看不見的微型機器人，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。這些微型機器人不僅是搬運原子的 建築工人，同時還具有絕妙的自我複製和自我修復能力。”
同時，還有些 科學 家設想將蛋白質晶片或基因晶片組裝成尺寸比人體紅細胞還小的奈米機器人，使其具有某些酶的功能，它是奈米 機械裝置與生物系統的有機結合，在生物醫學工程中可充當微型醫生，解決傳統醫生難以解決的問題。將這些奈米機器人注入血管內，可按照預定程式，直接打通腦血栓，清潔心臟動脈脂肪沉積物等，達到預防和 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奈米機器人，例如，有的可以吞噬病菌、殺死癌細胞;有的可以作為人體器官的修復工具，修復損傷的器官和 組織等，以完成整容手術或其他器官修復手術;有的可以進行基因裝配 工作，除去基因中錯誤或有害的DNA片段，並將正常的DNA片段裝配進染色體，使機體正常運作。
2.2 靈敏的檢測器
癌症是人類死亡率極高的疾病之一，但以目前的醫療診斷水平，癌症一旦被確診通常已發展到晚期，即已無藥可救或已過最佳治療時期。科學家設想，可製造出奈米感測器植入體內，監控早期癌變訊號分子的產生，通過與外界特定的聲訊號或其他訊號的相互作用，將內部訊號轉化為外部訊號。
另外，近年來 科學 家正嘗試 應用 奈米技術的新型檢測儀器和診斷試劑，只需檢測少量血液中蛋白質和DNA就可診斷出某人患各種疾病的可能性。國內外 研究 者正致力於腦腫瘤、肝癌、肺癌、白血病等癌症的早期奈米診斷手段的研究，並取得了一定的成績。
2.3 多彩的標記物
科學家根據CD唱機中鐳射二極體的發光原理，研製出半導體奈米晶體。這種微型的無機晶體被稱作量子點，可通過對其大小的控制，使其經同一光源激發後，發出紅、黃、藍等多種顏色的光。又因量子點比傳統有機染色小分子更穩定， 目前 得到了廣泛應用。例如，研究者可用量子點附著在不同基因序列組成的DNA分子上，通過比較標記的基因序列與已知序列找出哪些基因在特定細胞或 組織中表達較為活躍;當用量子點標記蛋白質或其他物質時，技術人員可動態跟蹤標記物在體內的過程，從而使其應用於一些疾病的診斷。
2.4 無限的備用器官
有科學家預言，奈米材料製成的性質優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。可以大膽設想將奈米材料製成的微型器件安全地植入人體內，如人工耳膜、人工視網膜等，可使聽力或視覺受損的患者恢復功能，也可使正常人聽力增強、看得更遠，甚至在黑暗中也能有視覺。
2.5 精準的生物導彈
中國 有一句俗話“是藥就有三分毒”，到目前為止科學家還未發現有一種藥完全沒有毒副作用，這主要因為藥物在體內作用過程中，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後的產物具有較強毒性。這一難題通過奈米技術可以得到解決。將藥物直接奈米化，即用 機械或物理等手段將藥物顆粒的大小控制在奈米級別，或者用製備的奈米尺度藥物載體裝載藥物，可以使藥物有效地到達病灶區，就像生物導彈直接攻擊靶位點不殃及其他部位一樣，從而達到降低藥物毒副作用的目的。目前，奈米藥物載體的種類有微乳、高分子奈米粒、聚合物膠束、樹狀大分子、奈米磁球等，國內外藥物研究領域對此已有大量的研究，結果表明，藥物的毒副作用在降低的同時，其生物利用度也得到有效的提高，對載體進行設計和修飾後，還可起到緩慢釋放而延長藥效的作用。
眾所周知，中藥是我國傳統醫藥的寶貴遺產，是悠久 歷史 的象徵以及我國人民智慧的結晶。中藥 醫學本應在 科技 高度 發展 的今天得到發揚光大，但目前卻遇到了發展瓶頸，毒性 問題 就是其中的一個阻礙。將奈米技術引入中藥研究的思路可能可以解決存在的問題，“奈米中藥”這一概念也應運而生。奈米中藥是直接提取中藥的有效成分然後用奈米藥物載體包裹，或將有效部位直接奈米化，而起到降低中藥毒性的作用。
3 奈米技術應用存在的問題
以上只是奈米技術在生物醫藥領域幾個方面的應用展望，相信將來還會有更廣泛的應用。但任何事物都有兩面性，奈米技術也不例外。奈米技術在給人類帶來種種好處的同時，也存在奈米材料的安全性問題。這也成為當今世界各國研究學者關注的 熱點，許多國家包括中國、美國和歐盟等，都投入了大量的人力、物力和財力，試圖在奈米技術得到普遍應用以前，解決其潛在的問題，以使其在將來更好地服務於人類。其問題主要表現在：
***1***要達到精確的調節和控制粉末組成和化學劑量比以及粒子的粒度和形態等方面都還有相當大的困難。
***2***要製造成分準確、粒度均勻、表面功能團穩定的高質量微粒還有一定困難，其收集與存放也存在問題。
***3***奈米中藥因其表面效應和量子效應顯著增加，使得藥物的有效成分獲得了高能級的氧化和還原潛力，往往引起許多性質的變化。這種變化究竟會對藥物性質產生什麼樣的 影響 ，目前還不清楚。
***4***因製備技術所限，製備奈米微粒的成本一般較傳統醫藥的製備高出許多。
***5***奈米機器人一旦在人體內失控，能夠快速複製的奈米機器人在體內擴散的速度可能比癌細胞還快，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果。
4 結語
奈米技術在生物醫藥領域的應用，為提高生物醫藥技術，尋找和開發生物醫藥材料、合成理想的藥物提供了充足的技術保證，但是根據需要組合原子或分子的思維模式將極大地衝擊以至改變人類傳統的生活和生產方式，因此，奈米技術還有待更進一步的研究，通過更深地剖析和了解，不斷完善，使它更好的為人類服務。
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