《纳米材料导论》
学院：材料与化学工程学院
专业：电化学
姓名：张博
学号：541304060149
纳米技术在生物和医学上的应用
摘要：纳米技术与生物化学、分子生物学整合将对21世纪的生物医学产生深刻的影响。它将利用生物大分子进行物质的组装、分析与检测技术的优化、并将药物靶向性与基因治疗等研究引入微型、微观领域，用纳米生物技术检测是否患有癌症只用几个细胞。
20世纪80年代才开始研究的纳米技术在90年代获得了突破性进展。最近美《业周刊》列出了21世纪可能取得重大突破的三个领域：一是生命科学和生物技术；二是从外星球获取能源；三是纳米技术。所谓纳米技术(Nanotechnology)是指在小于100 nm 的量度范围内对物质和结构进行制造的技术，其实就是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米技术在新世纪将推动信息技术、生物医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展，将极大的影响人类的生活，衣、食、住、行、医疗等方面。本文将围绕纳米技术给21世纪的生物医学可能带来影响作一概述。
1 纳米生物学的研究对象
有人把在纳米尺度(水平)上研究生命现象的生物学叫做纳米生物学。纳米结构通常指尺寸在1 nm～100 nm范围的微小结构。1纳米等于10-9m，即1m的十分之一。我们知道，细胞具有微米(10-6m)量级的空间尺度，生物大分子具有纳米量级的空间尺度。在它们之间的层次是亚细胞结构，具有几十到几百纳米量级的空间尺度。显然在纳米水平上研究生命现象的纳米生物学，它的研究对象就是亚细胞结构和生物大分子体系。由于纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞、红细胞小得多，这就为生物学研究提供了一个新的研究途径即利用纳米微粒进行细胞分离、疾病诊断，利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部定向治疗等。
2 纳米技术在生物医学方面的应用
2.1 测量和控制生物大分子
扫描探针显微镜(Scanning probe microscopes,SPMs)相结合，具有了观察、制造原子水平物质结构的能力，为生物医学工作者提供了直接在亚细胞水平或分子水平研究生命现象的应用前景。扫描探针显微镜是指利用扫描探针的显微技术，常用的有扫描隧道显微镜（STM,它是Scanning Tunneling Microscope的简称)和原子力显微镜(AFM,它是Atomic Force Microscope的简称)。STM的原理是利用电子隧道效应测量探和样品间微小的距离，又将探针沿样品表面逐点扫描，从而得到样品表面各点高低起伏的形貌。当探针和样品表面间的距离非常近达到一个纳米时，同时在它们之间施加适当电压，在它们之间会形成隧道电流，这就是电子隧道效应。这时探针尖端便吸引材料的一个原子过来，然后将探针移至预定位置，去除电压，使原子从探针上脱落。如此反复进行，最后便按设计要求“堆砌”出各种微型构件。
DCC移动开发者大会精彩荟萃智能硬件移动开发产品体验粉丝经济社交游戏Hafner(1999)等报道了碳纳米管的制备方法，整个过程如同用砖头盖房子一样。隧道电流的大小和探针与表面间的距离有关，因此通过隧道电流的测量可以确定这距离的值。STM观测的样品要有导电性，用AFM就没有这种要求。AFM的原理是用探针的针尖去“触摸”样品表面，将探针沿表面逐点扫描，针尖随着样品表面的高低起伏作上下运动。用光学方法精确测量针尖这种上下运动，就可以得到样品表面高低起伏的图像。用AFM还可以测量分子间作用力的大小以及不同环境中分子间作用力大小的变化。扫描探针显微镜又是操作生物大分子的工具。用它们可以扭转或拉伸生物大分子，从而研究单个生物大分子的运动学特性。STM和AFM在平行于样品表面的方向上的空间分辨率达到0.1 nm。已知样品中原子间距离的量级是0.1 nm ，所以STM和AFM的空间分辨率达到了分辨单个原子的水平。它的时间分辨率取决于要扫描的样品范围和像素点数目‘，用它们测量固定观测点时，时间分辨率达到ns甚至ps，扫描一幅面积是10 nm×10 nm 的样品时，中等象素密度的时间分辨率约是1秒。显而易见，利用
STM、AFM等技术，好象使用“纳米笔”一样，可以操纵原子分子，在纳米石版印刷术中构造复杂的图形和结构。
2.2 磁性纳米粒子的应用
者报道了含有75%～80%铁氧化物的超顺磁多糖纳米粒子(200～400 nm)的合成和物理化学性质。将它与纳米尺寸的SiO2相互作用，提高了颗粒基体的强度，并进行了纳米磁性颗粒在分子生物学中的应用研究。试验了具有一比表面的葡聚糖和二氧化硅增强的纳米粒子。在下列方面与工业上可获得的人造磁珠作了比较：DNA自动提纯、蛋白质检测、分离和提纯、生物物料中逆转录病毒检测、内毒素清除和磁性细胞分离等。例如在DNA自动提纯中，用浓度25 mg/mL
的葡聚糖nanomag R和SiO2增强的纳米粒子悬浊液，达到了≥300 ng/ μL
的DNA型1～2 KD的非专门DNA键合能力。SiO2增强的葡聚糖纳米粒子的应用使背景信号大大减弱。此外，还可以将磁性纳米粒子表面涂覆高分子材料后与蛋
白质结合，作为药物载体注入到人体内，在外加磁场2125×103/π(A/m)作用下，通过纳米磁性粒子的磁性导向性，使其向病变部位移动，从而达到定向治疗的。例如10～50 nm的Fe3O4的磁性粒子表面包裹甲基丙烯酸，尺寸约为200 nm
，这种亚微米级的粒子携带蛋白、抗体和药物可以用于癌症的诊断和治疗。这种局部治疗效果好，副作用少。
2.3 纳米脂质体—仿生物细胞的药物载体
（Liposome)是一种定时定向药物载体，属于靶向给药系统的一种新剂型。20世纪60年代，英国Bangham AD首先发现磷脂分散在水中构成由脂质双分子层组成的内部为水相的封闭囊泡，由双分子磷脂类化合物悬浮在水中形成的具有类似生物膜结构和通透性的双分子囊泡称为脂质体。70年代初，Rahman YE等在生物膜研究的基础上，首次将脂质体作为酶和某些药物的载体。纳米脂质体作为药物载体的优点：
①由磷脂双分子层包封水相囊泡构成，与各种固态微球药物载体相区别，脂质体弹性大，生物相容性好；
②对所载药物有广泛的适应性，水溶性药物载入内水相，脂溶性药物溶于脂膜内，
两亲性药物可插于脂膜上，而且同一个脂质体中可以同时包载亲水和疏水性药物；
③磷脂本身是细胞膜成分，因此纳米脂质体注入体内无毒，生物利用度高，不引起免疫反应；
④保护所载药物，防止体液对药物的稀释，及被体内酶的分解破坏。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。对脂质体表面进行修饰，譬如将对特定细胞具有选择性或亲和性的各种配体组装于脂质体表面，以达到寻靶目的。以肝脏为例，纳米粒子—药物复合物可通过被动和主动两种方式达到靶向作用：当该复合物被
Kupffer细胞捕捉吞噬，使药物在肝脏内聚集，然后再逐步降解释放入血液循
环，使肝脏药物浓度增加，对其它脏器的副作用减少，此为被动靶向作用；当纳米粒子尺寸足够小约100～150 nm且表面覆以特殊包被后，便可以逃过Kupffer
细胞的吞噬，靠其连接的单克隆抗体等物质定位于肝实质细胞发挥作用，此为主动靶向作用。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。
作为输送多肽与蛋白质类药物的载体是令人鼓舞的，这不仅是因为纳米粒可改进多肽类药物的药代动力学参数，而且在一定程度上可以有效地促进肽类药物穿透生物屏障。纳米粒给药系统作为多肽与蛋白质类药物发展的工具有着十分广泛的应用前景。
2.4 DNA纳米技术和基因治疗
DNA纳米技术(DNA nanotechnology)是指以DNA的理化特性为原理设计的米技术，主要应用于分子的组装。DNA复制过程中所体现的碱基的单纯性、互补法则的恒定性和专一性、遗传信息的多样性以及构象上的特殊性和拓扑靶向性，都是纳米技术所需要的设计原理。现在利用生物大分子已经可以实现纳米颗粒的自组装。将一段单链的DNA片断连接在13 nm直径的纳米金颗粒A表面，再把序列互补的另一种单链DNA片断连接在纳米金颗粒B表面，将A和B混合，在DNA杂交条件下，A和B将自动连接在一起。利用DNA双链的互补特性，可以实现纳米颗粒的自组装。利用生物大分子进行自组装，有一个显著的优点：可以提供高度特异性结合，这在构造复杂体系的自组装方面是必需的。
美国波士顿大学生物医学工程所Bukanov等研制的PD环(PD loop)(在双链线性DNA中复合嵌入一段寡义核苷酸序列)比PCR扩增技术具有更大的优越性；其引物无须保存于原封不动的生物活性状态，其产物具有高度序列特异性，不像PCR产物那样可能发生错配现象。PD环的诞生为线性DNA寡义核苷酸杂交技术开辟了一条崭新的道路，使从复杂DNA混合物中选择分离出特殊DNA片段成为可能，并可能应用于DNA纳米技术中。
基因治疗是治疗学的巨大进步，质粒DNA插入目的细胞后，可修复遗传错误或可产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等)。利用纳米技术，可使DNA通过主动靶向作用定位于细胞；将质粒DNA浓缩至50～200 nm大小且带上负电荷，有助于其对细胞核的有效入侵；而最后质粒DNA插入细胞核DNA的准确位点则取决于纳米粒子的大小和结构。
此时的纳米粒子是DNA本身所组成，但有关它的物理化学特性尚有待进一步研究。2.5 纳米细胞分离技术
20世纪80年代初，人们开始利用纳米微粒进行细胞分离，建立了用纳米SiO2
微粒实现细胞分离的新技术。其基本原理和过程是：先制备SiO2纳米微粒，尺寸大小控制在15～20 nm,结构一般为非晶态，再将其表面包覆单分子层。包覆层的选择主要依据所要分离的细胞种类而定，一般选择与所要分离细胞有亲和作用的物质作为附着层。这种SiO2纳米粒子包覆后所形成复合体的尺寸约30 nm。
第二步是制取含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液，适当控制胶体溶液浓度。第三步是将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，再通过离心技术，利用密度梯度原理，使所需要的细胞很快分离出来。此方法的优点是：①易形成密度梯度；②易实现纳米SiO2粒子与细胞的分离。这是因为纳米SiO2微粒是属于无机玻璃的范畴，性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应，既不会沾污生物细胞，也容易把它们分开。
3 发展趋势
跨入21世纪后的未来二三十年，数学、化学、物理学等基础研究的进展将扩大纳米技术的应用范围，使纳米技术与物医学的联系更加紧密，其发展趋势是：①生体相容性好的钛合金等物质将逐步开发，并进入临床试验阶段；
②纳米技术与分子生物学技术相结合，将有助于揭示生物大分子各级结构与功能的破译；
③纳米生物技术将使药物的生产实现低成本、高效率、自动化、大规模，而药物的作用将实现器官靶向化；
④纳米生物技术应用于分子之间的相互作用、分子复合物和分子组装的研究将在病毒结构、细胞器结构细节和自身装配机制上取得进展；⑤纳米生物技术将使生物活性分子诊断、检测技术向微型、微观、微量、微创或无创、快速、实时、遥距、动态、功能性和智能化的方向发展。
有人预测，二三十年后，医生使用纳米技术只需检测几个细胞就能判断出病人是否患上癌症或判断胎儿是否有遗传缺陷。妇女怀孕8个星期左右，在血液中开始出现非常少量的胎儿细胞，用纳米微粒很容易将这些胎儿细胞分离出来进行诊断。在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
参考文献
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实验动物在生物医学各领域的应用 SICOLAB 在现代生命科学研究的事业中，实验动物是不可缺少的重要因素。目前公认的，“AEIR”是进行现代科学研究的四个基本条件，“A”即为Animal(动物)，“E”为Equipment(设备)，…l’为Information(信息)，…R为Reagent(试剂)。实验动物居于首位，由此可见其重要性，可以说近代生命科学的每一项重大成果都要应用实验动物。实验动物何以受到如此重视?它究竟为各项科学研究做出了那些贡献?下面分别做简单介绍。 (1)生命科学方面 这方面是比较直接的、大量的。生命科学中，人类的健康和福利研究离不丌应用实验动物。在对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究中，实验动物是人的替难者。譬如，癌症是威胁人类健康的最大疾病，由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了裸鼠、悉生动物和无菌动物，对各种恶性肿瘤的致癌原因，尤其是化学致癌物质、病毒致癌、肿瘤的病毒、免疫、治疗等方面和研究有了极大的进展，计划生育研究有相当大的工作是在动物身上作的。巴甫洛夫条件反射试验和我国生物学家朱洗的无外祖父的蟾蜍，即由动物实验进行成功。各种疾病，如高血压、动脉硬化、心脏病、传染病及外科病等发病、治疗与痊愈的机制及其生理、生化、病理、免疫等各方面的机理，都经过动物实验加以阐明或证实，这也就是SARS研究为什么离不开实验动物的原因了。因此，有人统计生物医学的科研课题有百分六十以上需要用实验动物，有许多课题的研究离开了实验动物就寸步难行。 (2)制药工来和化学工业方面 这方面对实验动物的依赖更为明显。药物和化工产品的副作用，对生命的影响程度包括致癌、致病、致畸、致毒、致突变、致残、致命，都是从实验动物的试验中获得结果。制药和化学工业产品如不用实验动物进行安全试验，包括三致(致癌、致畸、致突变)试验，给人类应用将会造成十分严重的恶果。如1962年，西德某药厂生产一种安限药Thalidomide，推广给孕妇使用，结果在若干年内发现畸胎发生率增高，究其原因就是与孕妇服用Thalidomide有关。制药、化工等工业的劳动卫生措施，特别是各种职业性中毒(如铅、苯、汞、锰、矽、酸、一氧化碳、有机化合物等)的防治方法，都必须选用实验动物进行各种动物实验后才能确定。实验动物也是医药工业上生产疫苗．诊断用血清，某些诊断用抗原，免疫血清等的重要材料，都是将菌毒种等接种于动物体内而制成。例如从牛体制备牛痘苗，猴肾制备小儿麻痹症疫苗，马体制备白喉、破伤风或气性坏疽等血清，金黄地鼠肾制备乙脑和狂犬病疫苗，小鼠脑内接种脑炎病毒后的脑组织制备血清学检验用的抗原等。 (3)畜牧科学方面 疫苗的制备和鉴定、生理试验、胚胎学研究、营养饮料的分析、保持健康群体以及淘汰污染动物等工作。都要使用实验动物。特别是在畜禽传染病的研究工作中，常急需要有合格的实验动物进行实验。目前在兽医科学研究上，由于所用试验动物或鸡卵不合乎标准，质量很差，严重影响科研效果。甚至在某些疫病的研究工作中，因无SPF动物和SPF卵，试验无法进行，所制各的疫苗的效果难以保证，导致大量畜禽病死，在经济上带来重大损失。如1981年，我国某兽医生物制品厂生产的猪瘟疫苗混有猪瘟强毒，结果注射后引起大批猪死亡，造成国家经济的很大损失，其原因是由于制苗所用的仔猪带毒，而安全检验用的动物数量和质量又符合要求所引起的，又如在生产鸡新域疫疫苗过程中，由于使用的鸡卵不是SPF鸡卵，使疫苗的质量得不到保证。 (4)农业科学方面 新的优良品种的确立除要做物理的、化学的分析以外，利用实验动物进行生物学的鉴定是十分重要和有意义的。化学肥科、农药的残毒检测，粮食、经济作物品质的优劣等，最后也还是要通过利用实验动物的试验来确定。化肥和农药是提高农业生产的重要材科，由于未经严格的动物试验而发生的问题很多。在合成的多种新农药化合物中，真正能通过动物试验对人体和动物没有危害的只占1／30，000，其余都因发现对人的健康有危害而禁用。例如我国过去大量使用有机氯农药，后也发现它们有致癌作用，70年代，我国从瑞士的汽巴——嘉基公司进口杀虫眯的生产流水线，化了大量投资建立了生产厂和20个车间，但就是因为忽略了动物的安全性试验而造成了很大损失。因为投产后，才从国外知道消息，杀早眯能致癌，国外已经不用。以后我国只好停止发展，但己造成损失。由此可见，用实验动物进行的安全性试验对农药、化肥等
纳米技术在医学上的应用 随着科学技术的进步和发展，纳米材料学和生物医学的结合越来越紧密，纳米材料在生物医学领域的应用已取得了很大进展，并展现出良好的发展势头和巨大的发展潜力。纳米技术的兴起，对生物医学领域的变革产生了深远的影响。纳米材料具有许多传统材料所不具备的独特的理化性质，因此在生物医学、传感器等重要技术领域有着广泛的应用前景。纳米材料在生物医药领域的应用主要有纳米药物、抗菌材料、生物传感器等。 纳米药物 纳米药物与传统的分子药物的根本区别在于它是颗粒药物，而广义的纳米药物可分为两类：一类是纳米药物载体，即指溶解或分散有分子药物的各种纳米颗粒，如纳米球、纳米囊、纳米脂质体等；第二类是纳米药物，即指直接将原料药物加工成的纳米颗粒，或利用崭新的纳米结构或纳米特性，发现基于新型纳米颗粒的高效低毒的治疗或诊断药物。前者是对传统药物的改良，而后者强调的是把纳米材料本身作为药物。是否能实现细胞和亚细胞层次上药物的靶向传递和智能控制释放，是降低药物毒副作用、提高治疗效果的共性问题。纳米粒子介导的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术，在药物输送方面具有许多优越性。目前，用作药物载体的材料是否能实现细胞和亚细胞层次上药物的靶向传递和智能控制释放，是降低药物毒副作用、提高治疗效果的共性问题。纳米粒子介导的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术，在药物输送方面具有许多优越性。目前，用作药物载体的材料 抗菌材料 抗菌材料是指具有抗菌或杀菌功能的材料，其主要机理为：干扰细胞壁的合成、损伤细胞膜、抑制蛋白质的合成和干扰核酸的合成等4点。目前，抗菌材料使用的方法主要是通过添加抗菌剂或化学改性的方法使材料具有抗菌的效果。 通过表面化学改性方法将抗菌剂接枝到电纺纳米纤维表面，控制接枝反应在纳米纤维的表面进行，不影响纤维膜的本体力学性能。此外，纳米纤维巨大的比表面被具有高密度抗菌基团的聚合物链覆盖，并稳定、牢固地以共价键结合，这不仅大大提高了抗菌效率，小剂量即可产生强的抗菌作用，而且还具有长效及重复使用的优势，可以有效避免抗菌剂污染等问题。 生物传感器 生物传感器是信息科学、生物技术和生物控制论等多学科交叉融合而形成的新兴高科技领域。随着微电子机械系统技术、纳米技术不断整合入传感器技术领域，生物传感器越来越趋向于微型化。在纳米技术中，纳米器件的研究水平和应用程度标志着一个国家纳米科技的总体水平，而纳米传感器又是纳米器件研究中的一个最重要的方向。 由中国科学院理化技术研究所唐芳琼研究员带领的纳米材料可控制备与应用研究组，在纳米增强的酶生物传感器研究方面取得了重要进展。此研究成果是采用四氧化三铁纳米颗粒构建高灵敏度葡萄糖生物传感器。研究表明，该生物传感器具有良好的抗干扰性，在实际血清的检测中表现出很好的检测效果，与现有临床方法检测结果相比，标准偏差均在3％以内，具有很强的实用性。 纳米技术医学应用的展望 虽然纳米医学刚刚问世，但其发展的巨大潜力已经展示在我们面前。21世纪
纳米技术的应用与前景展望 【摘要】纳米技术是二十一世纪最具潜力的学科分支，有可能成为下一世纪前二十年的主导技术。本文概述了纳米技术在陶瓷、电器、医学等方面的应用，并对纳米技术的发展进行了展望。 【关键词】纳米技术；应用；发展前景 0.引言 纳米技术是上世纪末出现的高技术，有科学家预言，在21世纪纳米材料将是“最有前途的材料”，纳米技术甚至会超过计算机和基因学，成为“决定性技术”.1990年，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩召开，《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世.从此一个崭新的科学技术领域—纳米科技开始得到科技界的广泛关注。[1] 1.纳米技术 1.1纳米技术的发展现状 二十世纪90年代以后，纳米技术飞速发展。自首届国际纳米科学技术会议召开以后，世界各国的纳米技术研究风起云涌，各种形式的研究机构像雨后春笋遍布世界各地，纳米技术研究所涉及的科学领域及应用范围在不断扩大，各个领域都取得了可喜的进展，纳米技术研究获得了空前的快速发展。纳米材料是纳米技术的重要组成部分，在纳米材料领域，人们研究出了纳米金属、合金、陶瓷和有机高分子等复合型材料并在实际中应用，取得了明显的效果。[2] 1.2发展纳米技术的重要性 纳米技术的研究开发可能在精密机械工程、材料科学、微电子技术、计算机技术、光学、化工、生物和生命技术以及生态农业等方面产生新的突破。世界各国都给予极大的重视，美国国家关键技术委员会将纳米技术列为政府重点支持的22项关键技术之一，制定了投资2亿美元进行大规模开发纳米技术的10年计划。英国成立了纳米技术战略委员会，国家纳米技术计划已开始实施。科学家们认为，纳米技术的深远意义可与18世纪的工业革命相媲美，它的重要性非常大，表现在技术和科学方面，主要有以下几点： （1）纳米技术是一项交叉领域学科，对它的基础研究和应用研究是能否拥有国际竞争力的先决条件。 （2）由于它的交叉学科性能，决定了它不仅应用于一种技术领域，它为许多学科的发展奠定基础并起到推动的作用。
纳米生物医学材料的应用 摘要：纳米材料和纳米技术是八十年代以来兴起的一个崭新的领域,随着研究的深入和技术的发展,纳米材料开始与许多学科相互交叉、渗透,显示出巨大的潜在应用价值,并且已经在一些领域获得了初步的应用。本文论述了纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、微乳液以及纳米复合材料等在生物医学领域中的研究进展和应用。 关键字：纳米材料；生物医学；进展；应用 1. 前言 纳米材料是结构单元尺寸小于100nm的晶体或非晶体。所有的纳米材料都具有三个共同的结构特点:(1)纳米尺度的结构单元或特征维度尺寸在纳米数量级(1~100nm),(2)有大量的界面或自由表面,(3)各纳米单元之间存在着或强或弱的相互作用。由于这种结构上的特殊性,使纳米材料具有一些独特的效应,包括小尺寸效应和表面或界面效应等,因而在性能上与具有相同组成的传统概念上的微米材料有非常显著的差异,表现出许多优异的性能和全新的功能,已在许多领域展示出广阔的应用前景,引起了世界各国科技界和产业界的广泛关注。 “纳米材料”的概念是80年代初形成的。1984年Gleiter首次用惰性气体蒸发原位加热法制备成功具有清洁表面的纳米块材料并对其各种物性进行了系统研究。1987年美国和西德同时报道,成功制备了具有清洁界面的陶瓷二氧化钛。从那时以来,用各种方法所制备的人工纳米材料已多达数百种。人们正广泛地探索新型纳米材料,系统研究纳米材料的性能、微观结构、谱学特征及应用前景,取得了大量具有理论意义和重要应用价值的结果。纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理领域中的热点,是当前国际上的前沿研究课题之一[1]。 2. 纳米陶瓷材料 纳米陶瓷是八十年代中期发展起来的先进材料,是由纳米级水平显微结构组成的新型陶瓷材料,它的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等都只限于100nm量级的水平[2]。纳米微粒所具有的小尺寸效应、表面与界面效应使纳米陶瓷呈现出与传统陶瓷显著不同的独特性能。纳米陶瓷已成为当前材料科学、凝聚态物理研究的前沿热点领域,是纳米科学技术的重要组成部分[3]。 陶瓷是一种多晶材料,它是由晶粒和晶界所组成的烧结体。由于工艺上的原因,很难避免材料中存在气孔和微小裂纹。决定陶瓷性能的主要因素是组成和显微结构,即晶粒、晶界、气孔或裂纹的组合性状,其中最主要的是晶粒尺寸问题,晶粒尺寸的减小将对材料的力学性能产生很大影响,使材料的强度、韧性和超塑性大大
答案 一、名词解释： 1、L型细菌：亦称细菌细胞壁缺陷型，是由于细菌胞壁的肽聚糖结构受理化因素或生物因素的破坏或合成被抑制所致。此种细菌在普通环境下会死亡，但在高渗环境下仍可存活。 2、中介体：为细菌部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状结构，多见与革蓝染色阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故又称为“拟线粒体”。 3、质粒：是存在于细菌细胞质中的染色体以外的遗传物质，为闭合环状的双链DNA，它控制细菌的某些特定的遗传性状（如耐药、毒力等）。 4、芽胞：是细菌体在特定的情况下脱水形成的一个空泡，具有多层致密的结构，抵抗力特别强。杀灭芽孢最有效的方法是高压蒸汽灭菌法。 5、热原质：又称为致热原，将它注入动物或人的机体可引起发热，它的成分是革蓝染色阴性菌的LPS。热原质耐热，但不易挥发，可用蒸馏的方法祛除。 6、消毒：是指杀灭病原微生物的方法。 7、溶原性转换：细菌从温和噬菌体获得新的遗传性状。 8、转导：以温和噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌中去，使受体菌获得新的遗传性状。可分为普遍性转导和局限性转导。9、正常菌群：指定居于人的体表及与外界相通的腔道中微生物群，在一般情况下，对机体有益无害。 10、败血症：是指病原菌侵入血流，并在其中大量生长繁殖，产生毒性代谢产物，引起严重的全身性中毒症状。 11、人工自动免疫：用人工接种的方法给机体输入抗原性物质（如疫苗、类毒素等），使机体免疫系统因受抗原刺激而产生体液和/或细胞免疫应答的过程。12、SPA：存在于90%金黄色葡萄球菌表面，可与人及多种哺乳动物IgG分子的Fc段非特异性结合。SPA的这一特点可增强葡萄球菌的抗吞噬能力。
医药生物技术分类与详解 （一）医药生物技术 1、新型疫苗 具有自主知识产权且未曾在国内外上市销售的、预防重大疾病的新型高效基因工程疫 苗，包括：预防流行性呼吸系统疾病、艾滋病、肝炎、出血热、大流行感冒、疟疾、狂犬病、钩虫病、血吸虫病等人类疾病和肿瘤的新型疫苗、联合疫苗等，疫苗生产用合格实验动物，培养细胞及菌种等。 2、基因工程药物 具有自主知识产权，用于心脑血管疾病、肿瘤、艾滋病、血友病等重大疾病以及其他单基 因遗传病治疗的基因工程药物、基因治疗药物、靶向药物，重组人血白蛋白制品等。 3、重大疾病的基因治疗 用于恶性肿瘤、心血管疾病、神经性疾病的基因治疗及其关键技术和产品，具有自主知 识产权的重大疾病基因治疗类产品，包括：恶性肿瘤、遗传性疾病、自身免疫性疾病、神经 性疾病、心血管疾病和糖尿病等的基因治疗产品；基因治疗药物输送系统等。 4、单克隆抗体系列产品与检测试剂 用于肝炎、艾滋病、血吸虫病、人禽流感、性病等传染性疾病和肿瘤、出生缺陷及吸毒 等早期检测、诊断的单克隆抗体试剂，食品中微生物、生物毒素、农药兽药残留检测用单克隆抗体及试剂盒；重大动植物疫病、转基因生物检测用单克隆抗体及试剂盒，造血干细胞移植的分离、纯化和检测所需的单克隆抗体系列产品；抗肿瘤及抗表皮生长因子单克隆抗体药 物；单克隆抗体药物研究关键技术和系统；先进的单克隆抗体规模化制备集成技术、工艺和成套设备；新型基因扩增(PCR) 诊断试剂及检测试剂盒和人源化/ 性基因工程抗体。 5、蛋白质 /多肽 /核酸类药物 面向重大疾病——抗肿瘤蛋白药物(如肿瘤坏死因子)，心脑血管系统蛋白药物(如纤溶酶原，重组溶血栓)，神经系统蛋白药物尤其是抑郁药物，老年痴呆药物，肌肉关节疾病的蛋 白质治疗药物，以及抗病毒等严重传染病蛋白药物的研究与产业化技术；各类细胞因子 (如促红细胞生成素，促人血小板生长因子，干扰素，集落刺激因子，白细胞介素，肿瘤坏死因 子，趋化因子，转化生长因子，生长因子 )等多肽药物的开发技术；抗病毒、抗肿瘤及治疗自 身免疫病的核酸类药物及相关中间体的研究及产业化技术等。 6、生物芯片
《生物医学传感器与检测技术实验》教案大纲 张日欣李元斌 一、课程名称：生物医学传感器与检测技术实验 Experiments in Biomedical Sensor & Detecting Techniques 二、课程编码：0702831 三、学时与学分：24/1.5 四、先修课程：数字电子技术，模拟电子技术，项目生理学，电子测试与实验，生物医学测量与仪器实验。 五、课程教案目标 1．本课程是生物医学项目专业的一门专业课，它应用电子技术，传感器测量技术和计算机技术，解决生物医学领域中的信号提取，检测和处理以及生物医学仪器的设计等问题； 2．使学生了解典型医学仪器的原理、特点和性能指标，学习正确使用传感器，设计检测电路，掌握基本测量技术； 3．为医学仪器设计奠定基础。 六、适用学科专业 生物医学项目 七、基本教案内容与学时安排 ●热敏器件及温度传感器特性实验<4学时） ●压力传感器性能实验<4学时） ●气敏传感器特性实验<4学时） ●光电式脉搏探测器<4学时） ● ECG前置放大器<4学时） ●陷波器仿真、制作与调试<4学时） ●安全隔离设计与调试<4学时） ● ECG放大器的整体调试<4学时） ● 12导联心电工作站的原理及使用<4学时） 八、教材及参考书： 教材：生物医学电子技术与信号处理实验指导书,张日欣、李元斌、邹昂等自编教材，武汉：华中科技大学教材科，2004年9月 参考文献： 1．生物医学检测技术讲义，杨玉星自编教材，1998年 2．生物医学电子学，蔡建新，张唯真，北京大学出版社，1997年 3．传感器原理与应用，黄贤钨，电子科技大学出版社，1999年 4．生物医学测量，陈延航，人民卫生出版社，1986年 5．医学物理，刘普和，人民卫生出版社，1986年 6．医学仪器-应用与设计，约翰G.韦伯斯特，新时代出版社，1985年 7．Protel 98 for windows 电路设计应用指南，程凡等，人民邮电出版社，1999年 九、考核方式 实验报告+实践表现 《生物医学测量与仪器实验》教案大纲
纳米技术在医学上的应用 1.关键词：纳米技术医学 2.Keywords：nanotechnology medicine 3.ISI检索结果 表1-1每年出版的文献数 表1-2每年的引文柱状图 从以上两个柱状图可以看出21世纪之前关于纳米技术在医学上的应用的研究几乎为零，但是一进入21世纪国内外关于纳米技术在医学上的应用逐年增加，每年的引文数更是呈指数倍增长，在2013年更是达到了最大出版量。虽然出版 作者记录数占总记录数的百分比FERRARI M 12 1.064% SEIFALIAN AM 11 0.975% LANGER R 10 0.887% DYGAI AM 9 0.798% JAIN KK 9 0.798% MIROSHNICHENKO LA 9 0.798% SIMANINA EV 9 0.798%
表1-3主要研究成员分析 从上表的数据可以看出，就算是发表文献最多的研究者也只发表了12篇，说明专攻纳米技术在医学上应用的人很少，都是从事相关研究的，说明此项目与 表1-4主要研究机构分析 从上表可以看出，关于纳米技术在医学上的应用的研究比较分散，因为取了前17个机构的数据，而其发表的文献数只占了总记录数的21.543%，而绝大部
SPAIN 49 4.344% SWITZERLAND 39 3.457% CANADA 36 3.191% JAPAN 33 2.936% AUSTRALIA 26 2.305% FRANCE 25 2.216% 总合1002 88.838% 表1-5主要国家地区分析（选取发表数占2%以上） 从上表中可以看出，美国、中国和英国占总发表数的53.635%，其中美国就占了38.475%，说明美国研究纳米技术在医学上应用的水平站在世界的顶端，其次就是中国，说明中国在这方面的研究也比较先进。从另一方面来说，纳米技术在医学上的应用将会被广泛的应用，我们的健康水平也能相应的提高。 4.合成路线 ①With tetrabutylammomium bromide,dihydrogen peroxide,bromine in water,Time= 8h,T=65℃,92% ②With copper(l) iodide,potassium iodide,Time= 5h,T= 200℃ , Inert atmosphere,Finkelstein reaction,100%. ③With potassium fluoride,Pd(3wt)/C in N,N-dimethyl-formamide,Time=7h,T=130℃, p= 1500.15Torr, Inert atmosphere,Hiyama Coupling,92%. ④With hydrogen bromide,tri-n-butylhexadecylphosphonium bromide,Time=0.2h,T=115℃,93%.
纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技，我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技，有着我们未所发掘到潜能与实用价值，在这个世代，各种技术的发展迅速，随着纳米技术的进一步发展，可以作为一种催化剂，促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米（一种长度计量单位，等于1/1000,000,000米）尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”，其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说：“当我们进入21世纪时，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看，人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究，则是1959年，这一年，著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为，能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器又可制作更小的机器，这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末，美国MIT（麻省理工大学）的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初，德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒，并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来，这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言，尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达，一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学，因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业，是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理
纳米技术在生物医药中的应用(一) 摘要纳米技术是在纳米尺度上研究物质的特性，通过组建和利用纳米材料来实现特有功能和智能作用的高科技先进技术。介绍了纳米技术在生物医药中的应用现状和前景，并分析了纳米技术在生物医药领域应用中的纳米材料安全性和成本问题。 关键词纳米技术纳米材料生物医药1990年在美国召开了第一届纳米技术国际学术会议，成为纳米科技发展进步的一个重要标志。1999年，美国的RobertAFreitasJr出版了《纳米医学》，表明了纳米科技的发展已促使人们开始多方面考虑并且探索纳米科技在医学临床诊治、药物学等方面的应用。纳米技术作为一项新兴技术，在生物医药领域具有十分广阔的应用前景。1纳米技术 纳米是英文nanometre的译名，像米、厘米、毫米等一样，是一个长度单位。1纳米（nm）为10-9米，也即百万分之一毫米，相当于一根头发丝直径的五万分之一。更形象地讲，如果把1nm的物体放在乒乓球上，就像一个乒乓球放在地球上。在纳米尺度上，由于物质的量子效应，物质的局域性和巨大的表面、界面效应，形成的材料性能发生了由量变到质变的飞跃，从而突变或产生奇异的新现象。 纳米技术是指在纳米尺度上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性，通过组建和利用纳米材料来实现特有功能和智能作用的高科技先进技术。这一基本概念普遍认为由美国著名物理学家、诺贝尔物理奖获得者RichardFeynman在一次题为《在物质底层有很大的空间》的演讲中提出，“为什么我们不可以从另外一个方向出发，从单个的分子甚至原子开始组装，以达到我们的要求……如果有一天能按照人们的意志安排一个个原子和分子，将会产生什么样的奇迹”。 纳米技术涵盖领域广泛，包括纳米材料学、纳米生物学和纳米显微学等方面，它建立了一种崭新的思维方式，使人类能够利用越来越小、越来越精确的物质和越来越精细的技术成品来满足更高层次的要求。目前，由于纳米技术具有的独特优势以及人们对健康和重大疾病防治等问题的日益关注，纳米技术开始广泛应用于生物医药领域。 2纳米技术在生物医药中的应用 方兴未艾的纳米技术把人类对微观世界的认识带入了一个全新的境界，同时也为人类战胜疾病、提高健康水平提供了更为有力的武器。就目前而言，纳米技术在生命领域的应用前景已逐渐展现，并且许多设想已经逐渐实现，可以预见纳米技术将渗透至生物医药研究和应用的方方面面。 2.1万能的机器人 1986年，美国预见研究所的工程师埃里克·德雷克斯勒说：“我们为什么不制造出成群的、肉眼看不见的微型机器人，让它们在地毯或书架上爬行，把灰尘分解成原子，再将这些原子组装成各种物品。这些微型机器人不仅是搬运原子的建筑工人，同时还具有绝妙的自我复制和自我修复能力。” 同时，还有些科学家设想将蛋白质芯片或基因芯片组装成尺寸比人体红细胞还小的纳米机器人，使其具有某些酶的功能，它是纳米机械装置与生物系统的有机结合，在生物医学工程中可充当微型医生，解决传统医生难以解决的问题。将这些纳米机器人注入血管内，可按照预定程序，直接打通脑血栓，清洁心脏动脉脂肪沉积物等，达到预防和治疗心脑血管疾病的目的。 除此以外，不同的组合方案还可组装出其他功能的纳米机器人，例如，有的可以吞噬病菌、杀死癌细胞；有的可以作为人体器官的修复工具，修复损伤的器官和组织等，以完成整容手术或其他器官修复手术；有的可以进行基因装配工作，除去基因中错误或有害的DNA片段，并将正常的DNA片段装配进染色体，使机体正常运作。 2.2灵敏的检测器
医学微生物学期末考试模拟试卷（含答案）一、选择题(每题1分, 共30分) 【A型题】 1. 流行性乙型脑炎的传播媒介是 A. 三带喙库蚊 B. 伊蚊 C. 蜱 D. 虱 E. 蚤 2.肝炎病毒中核酸类型属于DNA的是 A. HAV B. HBV C. HCV D. HDV E. HEV 3.易发生整合感染的病毒是 A. 流行性感冒病毒 B. 轮状病毒 C. 巨细胞病毒 D. 鼻病毒 E. 冠状病毒 4. 可直接测量病毒体大小的方法是 A. 光学显微镜观察 B. 电子显微镜观察 C. X线衍射法 D. 超速离心法 E. 超过滤法 5. 决定病毒体感染细胞的关键物质是 A. 刺突 B. 衣壳 C. 包膜 D.核酸 E. 核蛋白 6. 干扰素的本质是 A. 病毒抗原 B. 受病毒抗原刺激后产生的抗体 C. 病毒基因编码的蛋白
D. 抗病毒化学制剂 E. 受病毒感染后细胞产生的蛋白质 7. 抗病毒中和抗体的作用是 A. 激活补体杀伤靶细胞 B. 降解病毒核酸 C. 病毒失去血凝 性 D. 病毒失去感染性 E. 病毒失去免疫原性 8. 内毒素是下列哪种细菌的主要致病物质 A. 金黄色葡萄球菌 B.肺炎链球菌 C.乙型溶血性链球 菌 D. 淋病奈瑟菌 E. 脑膜炎奈瑟菌 9. 病毒的致病机制不包括 A. 杀细胞性感染 B. 整合感染 C. 稳定状态感染 D. 侵袭感染 E.免疫病理作用 10. 病毒抗原检测可采用下列哪种方法 A. 核酸杂交 B. PCR C. ELISA D. 血凝试验 E. PFU 11. 现已用于临床预防病毒性传染病的人工主动免疫制剂是 A. 基因工程疫苗 B. 抗独特型疫苗 C. DNA疫苗 D. 抗病毒血清 E. DNA重组疫苗 12. 肠道致病菌与非致病菌的初步鉴别试验选用 A. 吲哚试验 B. 尿素分解试验 C. 乳糖发酵试验
心电检测实验 实验目的 1.复习放大器,滤波器等相关知识, 了解心电测量的原理，并学习用生理信号采集系统记录人体心电图。 2.要求掌握心电测量电路的硬件实现方法，锻炼电路板的焊接与调试能力. 3.学习正常心电图中各波的命名与波形，了解其生理意义。 实验器材 信号发生器，电源，示波器，电机夹，导线若干，电路板一块 实验原理 1.心脏的基本构造和心电图(ECG) 心脏处于人体的循环系统的中心，主要由心肌构成，心肌是可兴奋组织，它的收缩和舒张是人体血液循环的动力；心肌将心脏分隔成左，右心房和心室四个心腔，腔间有瓣膜控制血液在房室间的流动，通过动脉血管将氧和酶等各种营养物质供给全身组织，并将静脉回流带来的组织代谢废物运走。 心脏是自律性器官，有特殊起博心肌细胞和神经传导树支(束)，包括窦房结，结间束，房室结，房室束，左右束支；在起博心肌细胞(窦房结内)的自律作用下，通过房、室、神经束的传导使心肌收缩和舒张完成心脏的博动；另外，参于循环系统调节的有：交感神经，兴奋时通过肾上腺素使心率加快，而副交感神经兴奋时使心率变慢，还
有化学性的体液因素也可影响心脏的博动。 神经细胞元的放电过程已得到实验认证，心脏特殊起博心肌细胞博动和神经传导树支(束)的传导过程都是神经细胞元放电和传导的过程，因此，可通过在人体体表层安放灵敏度很高的电极接受这些微弱的心脏电活动，称为ECG(electrocardiogram)---心电图，早在1903年就发现心电图及基本测量方法；心电图机检查人体的ECG，判断心脏活动正常与否仍是医院目前首选的检查手段。 标准ECG及参数如下： 典型心电图波形 目前ECG的测量技术已很成熟，标准ECG都打印在栅格纸上，标明X方向每格0.04秒，Y方向每格0.1mv.一般来说，P波表征心脏收缩期开始；QRS复合波是心室收缩的结果，指示心室收缩期开始；T波是心室舒张的结果，将延续到下一个P波止. ECG测量基本导联三角形(肢体)：
纳米技术在医学领域的应用 和重要影响 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
纳米技术在医学领域的应用和重要影响 摘要：纳米技术与生物医学的结合, 为医学界提供了全新的思路和便利, 纳米材料在医学领域的应用取得了显著效果。随着纳米材料在生物医学领域更广泛的应用, 临床医疗将变得节奏更快、效率更高, 诊断、检查更准确, 治疗更有效, 人们的生命安全将得到更大的保障。 关键词：纳米材料，纳米技术，生物医学，应用，重要影响 “纳米（nm）”是一种度量长度的单位，一个纳米是百万分之一毫米，也就是十亿分之一米，大约相当于45个原子串起来的长度。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的纳米材料的定义，纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1nm-100nm之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。简单来说就是，一种由具有尺寸在100nm以下的微小结构的固体颗粒组成的材料。纳米技术是指一种在单个原子与分子层次上对物质的数量、种类和结构形态等进行精确的识别、观测和控制的技术，并在纳米尺度（1—100nm）内研究物质的特性和相互作用来达到创制新物质的高新技术。这项技术是在20世纪80年代末、90年代初才逐步发展起来的前沿、交叉性新兴学科，它具有创造新生产工艺、新物质和新产品的巨大潜能和前景，它将在21世纪掀起一场新的产业革命。 科技快速发展的今天, 科学技术的各个领域相互融合、渗透,其中纳米科技的发展促进了高新技术一体化的进程, 引起了科技界的高度重视。我国著名科学家钱学森曾经预言“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的重点,会是一次技术革命, 从而将是21世纪的又一次产业革命”。纳米技术的发展正越来越成为世界各国科技界所关注的焦点,谁能在这一领域取得领先,谁就能占据21世纪科学的制高点。 美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域迅猛发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪的应用，医学纳米技术已经被列为美国优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断，2004年，美国国立卫生研究院所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、
纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词：纳米材料；功能；应用； 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、 强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
医学微生物学考试试卷（A） (临床医学本科、影像医学本科、中医药学本科、实验技术本科、预防医学本科) 班级学号姓名 注意事项： 1．在试卷上写上姓名、班级。在答题卡上填上学号，将相应的数字涂黑，并写上班级、姓名和试卷类型（A卷/B卷）。交卷时必须将答题卡与试卷一起上交，否则以零分计算！ 2．本份试卷由基础知识题和病例分析题组成，共150个选择题，请按题目要求，在备选答案中选择一个最佳答案，并在答题卡上将相应的字母涂黑，做在试卷上无效。 3．考试时请严格遵守考场纪律，原则上不允许上厕所。 第一部分、Ａ型选择题 （由一题干和５个备选答案组成，请选出一个最佳答案。共90个选择题） 1.哪种疾病的病原体属于非细胞型微生物： A.疯牛病 B.梅毒 C.结核病 D.沙眼 E.体癣 2.细菌属于原核细胞型微生物的主要依据是: A.单细胞 B.二分裂方式繁殖 C.对抗生素敏感 D.有由肽聚糖组成的细胞壁 E.仅有原始核结构，无核膜 3.革兰阳性菌细胞壁： A.肽聚糖含量少 B.缺乏五肽交联桥 C.对溶菌酶敏感 D.所含脂多糖与致病性有关 E.有蛋白糖脂外膜 4.青霉素杀菌机制是: A.干扰细胞壁的合成 B.与核糖体50S亚基结合，干扰蛋白质合成 C.影响核酸复制 D.与核糖体30S亚基结合，干扰蛋白质合成 E.损伤细胞膜 5.有关“细菌鞭毛”的叙述，哪一项是错误的: A.与细菌的运动能力有关 B.许多革兰阳性菌和阴性菌均有鞭毛 C.在普通光学显微镜下不能直接观察到 D.可用于细菌的鉴定 E.将细菌接种在固体培养中有助于鉴别细菌有无鞭毛(半固体) 6.有关“芽胞”的叙述，错误的是: A.革兰阳性菌和阴性菌均可产生（都是阳性） B.不直接引起疾病 C.对热有强大的抵抗力 D.代谢不活跃 E.通常在细菌处于不利环境下形成 7.用普通光学显微镜油镜观察细菌形态时，总放大倍数为: A.10倍 B.100倍 C.400倍 D.900～1000倍 E.10000倍 8.脑膜炎奈瑟菌和肺炎链球菌经结晶紫初染、碘液媒染、95%乙醇脱色后，菌体分别呈: A.红色和紫色 B.紫色和紫色 C.紫色和无色 D.无色和无色 E.无色和紫色 9.革兰染色法是最常用的一种染色法，其实际意义不包括:
生物医学工程大实验报告 生物医学工程大实验报告实验目的心电检测实验 1.复习放大器 , 滤波器等相关知识 , 了解心电测量的原理，并学习用生理信号采集系统记录人体心电图。 2.要求掌握心电测量电路的硬件实现方法，锻炼电路板的焊接与调试能力. 3.学习正常心电图中各波的命名与波形，了解其生理意义。 实验器材信号发生器，电源，示波器，电机夹，导线若干，电路板一块实验原理 1.心脏的基本构造和心电图 ECG 心脏处于人体的循环系统的中心，主要由心肌构成，心肌是可兴奋组织，它的收缩和舒张是人体血液循环的动力；心肌将心脏分隔成左，右心房和心室四个心腔，腔间有瓣膜控制血液在房室间的流动，通过动脉血管将氧和酶等各种营养物质供给全身组织，并将静脉回流带来的组织代谢废物运走。 心脏是自律性器官，有特殊起博心肌细胞和神经传导树支束，包括窦房结，结间束，房室结，房室束，左右束支；在起博心肌细胞窦房结内的自律作用下，通过房.室.神经束的传导使心肌收缩和舒张完成心脏的博动；另外，参于循环系统调节的有交感神经，兴奋时通过肾上腺素使心率加快，而副交感神经
兴奋时使心率变慢，还有化学性的体液因素也可影响心脏的博动。 神经细胞元的放电过程已得到实验认证，心脏特殊起博心肌细胞博动和神经传导树支束的传导过程都是神经细胞元放电和传导的过程，因此，可通过在人体体表层安放灵敏度很高的电极接受这些微弱的心脏电活动，称为 ECGelectrocardiogram--- 心电图，早在1903 年就发现心电图及基本测量方法；心电图机检查人体的 ECG，判断心脏活动正常与否仍是医院目前首选的检查手段。 标准 ECG及参数如下典型心电图波形目前 ECG的测量技术已很成熟，标准 ECG都打印在栅格纸上，标明 X 方向每格 0.04 秒， Y 方向每格 0.1mv.一般来说， P 波表征心脏收缩期开始； QRS复合波是心室收缩的结果，指示心室收缩期开始； T 波是心室舒张的结果，将延续到下一个 P波止.ECG测量基本导联三角形肢体导联1 右手接电极白左脚接电极红导联3 左手接电极贴在右胸，黑的地电极贴在右胸白电极下18 公分处，红的电极贴在左下与黑电极对称处，此测量法为2 导联 ECG；不同导联接法测量的 ECG波形不同，表征的医学意义也不同；实际上 ECG已经有用12 导联测量的心电图机，24 小时动态 ECG记录仪也是医院常用的仪器 .2.心电信号的电特征分析心电信号的频率范围在 0.05-100Hz 以内，而90的 EEG频谱能量集中在 0.25-35Hz 之间，心电信号频率较低，大量是直流成分。人体信号是一
纳米技术在医学上得应用 1、关键词:纳米技术医学 2、K eywords:nanotechnology medicine 3、I SI检索结果 表1-2每年得引文柱状图 从以上两个柱状图可以瞧出21世纪之前关于纳米技术在医学上得应用得研究儿乎为零,但就是一进入21世纪国内外关于纳米技术在医学上得应用逐年增加,每年得引文数更就是呈指数倍增长，在2013年更就是达到了最大出版量。虽然岀版数在2013年有所下降，但就是从总体上瞧来,2014年得相关研究数也会持 续升高。
3 从上表得数据可以瞧出，就算就是发表文献最多得研究者也只发表了12篇, 说明专攻纳米技术在医学上应用得人很少，都就是从事相关硏究得，说明此项LI 与其她项U比如说医学上得相关性很大。 4 从上表可以瞧出，关于纳米技术在医学上得应用得研究比较分散，因为取了前17个机构得数据，而其发表得文献数只占了总记录数得21、543%,而绝大部分得文献发表自大学机构，因为大学一般具有更好地设备，与充裕得资金。
INDIA 59 5、 230% SPAIN 49 4、344% SWITZERLAND 39 3、457% CANADA 36 S、191% JAPAN 33 2、936% AUSTRALIA 26 2、305% FRANCE 25 2、216% 总合1002 88、838% 1-5 从上表中可以瞧出，美国、中国与英国占总发表数得53、635%,其中美国就占了38、475%,说明美国研究纳米技术在医学上应用得水平站在世界得顶端，其次就就是中国，说明中国在这方面得研究也比较先进。从另一方面来说，纳米技术在医学上得应用将会被广泛得应用，我们得健康水平也能相应得提高。 4、合成路线 ①With tetrabutylammomium bromide, dihydrogen peroxide, bromine in water, Time= 8h, T=65°C, 92% ②With copper(1) iodide, potassium iodide, Time= 5h, T= 200°C , Inert atmosphere, Finkelstein reaction, 100%、 ③With potassium fluoride, Pd(3wt)/C in N, N-dimethyl-formamide, Time=7h, T=130°C, p= 1500> 15Torr, Inert atmosphere, Hiyama Coupling, 92%、 ?With hydrogen bromide, tri-n-butylhexadecylphosphonium bromide, Time二0、2h, T=115°C, 93%> &r P t Cr