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纳米生物技术ppt课件

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《纳米生物医学资料》课件

《纳米生物医学资料》课件

生物相容性： 具有良好的 生物相容性， 对人体无毒 无害
功能性：具 有特定的生 物功能，如 药物载体、 基因传递等
稳定性：在 生物环境中 具有较好的 稳定性，不 易被降解或 破坏
生物活性：具 有生物活性， 能与生物体相 互作用，产生 特定的生物效 应
化学合成法：通过化学反应合成纳米材料 物理合成法：通过物理方法合成纳米材料 生物合成法：利用生物体合成纳米材料 复合材料法：将多种纳米材料复合制备 纳米颗粒法：通过纳米颗粒制备纳米材料 纳米纤维法：通过纳米纤维制备纳米材料
光学纳米诊断技术：利用光学 原理进行诊断，如荧光成像、 光声成像等
电化学纳米诊断技术：利用电 化学原理进行诊断，如电化学
传感器、电化学检测等
生物纳米诊断技术：利用生物 原理进行诊断，如基因测序、
蛋白质检测等
纳米材料：利用纳米材料如金纳米 颗粒、量子点等作为诊断工具
光学检测：利用光学技术如荧光、 拉曼等，实现对纳米材料的检测
纳米诊断技术是一种利用纳米材料和纳米技术进行疾病诊断的技术。 纳米诊断技术可以检测到非常微小的病变，提高诊断的准确性和灵敏度。
纳米诊断技术可以应用于多种疾病的诊断，包括癌症、心血管疾病、传染病等。 纳米诊断技术具有快速、简便、无创等优点，可以提高诊断的效率和舒适度。
磁性纳米诊断技术：利用磁性 原理进行诊断，如磁共振成像、 米金属材料、纳米陶瓷材料、 纳米高分子材料等
纳米生物材料按功能分类：纳 米药物载体、纳米生物传感器、 纳米生物芯片等
纳米生物材料按应用领域分类： 纳米药物、纳米生物诊断、纳 米生物治疗等
纳米生物材料按制备方法分类： 化学合成法、物理制备法、生 物合成法等
尺寸小：纳 米级尺寸， 具有独特的 物理和化学 性质

纳米生物技术

纳米生物技术
ห้องสมุดไป่ตู้
谢谢观赏
1. 生物芯片技术
生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物，它不同于半导 体芯片，它是在很小的几何尺度的表面积上，装配一种或集成多 种生物活性分子，仅用微量生理或生物采样，即可同时检测和研 究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性，以及它们之间的相 互作用，获得生命微观活动的规律。生物芯片可以粗略地分为细 胞芯片、蛋白质芯片（生物分子芯片）和基因芯片（DNA芯片） 等几类，都有集成、并行和快速检测的优点，已经成为21世纪生 物医学工程的前沿科技。
纳米生物技术的现状与展望
国际上纳米生物技术的研究范围涉及纳米生物 材料、药物和转基因纳米载体、纳米生物相容 性人工器官、纳米生物传感器和成像技术、利 用扫描探针显微镜分析蛋白质和 D NA的结构 与 疗功效能为等 目重 标在要 。纳领米域生，物以材疾料病，的尤早其期是诊在断药和物提纳高米
载体方面的研究已取得一些积极的进 展，在恶性肿瘤诊疗纳米生物技术方 面也取得了实验阶段的进展，其它方 面的研究尚处于探索阶段。 相信不久 的将来，纳米生物技术将给我们的世 界带来新的改变！
“莲之出淤泥而不染” —— 天然的纳米生物技术
原理
纳米技术在生物学中的应用
纳米技术在生物学中的应用，主要体现在 两个方面：
一、应用纳米技术在纳米尺寸对生物分子进行观 测,操纵生物分子等方面； 二、是纳米材料在生命科学中的应用，包 括纳米无机生物材料、纳米生物高分子材 料和纳米复合生物材料等．
观测和操纵生物分子
小尺寸效应
当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及 超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小 时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁， 热力学等性能呈现出“新奇”的现象。

《纳米技术》PPT课件

《纳米技术》PPT课件
纳米技术
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1
纳米
“纳米”是长度单位，1nm=10-9m
即1纳米等于十亿分之一米，大约等于10个氢原子并排起 来的长度，相当于万分之一头发的粗细。纳米正好处于原 子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏 观世界的中间地带，被称为介观世界。
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2
纳米技术
纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8m)到亿分之一米 (10-9m)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学 问；同时在这一尺度范围内对原子、分子或原子团、分子 团进行操纵和加工使其形成所需要的物质称为纳米技术。
费曼对纳米技术的最早梦想，成为一个光 辉的起点，人类开始了对纳米世界的探求。
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6
科学家发现，在纳米的世界里，物质发生了质的飞 跃。比如硅晶体是不发光的，但纳米硅却会发光；陶瓷 在通常情况下是很硬、很脆的，如果采用纳米粉体制成 纳米陶瓷，它也可以具有韧性；纳米材料还具有超塑性， 室温下的纳米铜丝经过轧制，其长度可以从1cm延伸到 100cm，其厚度可以从1mm减小到0.01mm。
h
14
虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其
优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧
性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等
诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强
腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作
用，具有广阔的应用前景。
返回
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15
纳米级微电子元件
日本日立中心实验室利用半导体材料砷化镍， 率先开发新一代微电子元件。这些电子元件呈细长 的鬃状结晶形，粗仅20纳米，可使计算机的计算速 度、通讯用发光元件的效率数十、数百倍地提高。
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16
超微型计算机
随着微电子技术的不断发展，集成度越来越 高，计算机信息存储芯片越来越小，而存储量却 越来越大，信息容量比现有光盘高100万倍，整个 美国国会图书馆的图书都能存储在一个糖块大小 的芯片中。

《纳米技术》课件

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2 纳米技术的历史
纳米技术起源于理论物理学家理查德·费曼在1959年提出的思想，随着技术的发展，纳米 技术逐渐成为研究的热点。
3 纳米技术的应用领域
纳米技术的应用涵盖医学、能源、材料制备和计算机科学等领域，为我们的生活和科学 技术带来了巨大的影响。
纳米材料
纳米颗粒
纳米颗粒是指具有纳 米级尺寸的固体颗粒， 具有特殊的物理、化 学和光学性质，广泛 应用于电子、光催化 和生物医学等领域。
纳米技术在计算机科学领域有着独特的应用，如 纳米电子器件和量子计算。
纳米技术的风险
1
环境风险
纳米材料的释放和排放可能对环境产生影响，需要注意管理这些风险以保护生态 系统。
2
生物风险
纳米材料对生物体的毒性和生物相容性需要进行评估，确保安全使用纳米技术。
3
社会风险
纳米技术可能带来一定的社会和伦理问题，需要谨慎考虑与管理，确保科技发展 的可持续性。
发展趋势
未来的纳米技术
纳米技术的发展将进一步拓展应用领域，如量子纳 米技术和纳米机器人等，开启更加神奇的科技时代。
可持续发展的纳米技术
纳米技术的可持续发展将关注环境友好性、资源高 效利用和社会公平性，推动科技与可持续发展的融 合。
结论
纳米技术拥有巨大的潜力，同时也带来一定的风险。为了实现纳米技术的可 持续发展，需要政府、企业和公众的共同参与和监管。
《纳米技术》PPT课件
欢迎来到《纳米技术》PPT课件！通过本次讲解，您将深入了解纳米技术的简 介、纳米材料、纳米制备方法、应用领域、风险以及发展趋势。准备好开启 科技的奇妙之旅了吗？
纳米技术简介
1 什么是纳米技术
纳米技术是研究和应用材料、装置和系统的科学、工程和技术的一门学科，其尺度位于 纳米米级尺度范围内。

纳米材料及纳米技术应用PPT课件

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02
03
生物检测
纳米材料可以作为药物的载体， 实现药物的精准传输和定向释放， 提高治疗效果并降低副作用。
纳米材料可以增强医学成像的效 果，提高诊断的准确性和可靠性。
纳米材料可以用于检测生物标志 物和病原体，快速、准确地诊断 疾病。
环境领域
空气净化
纳米材料可以用于空气过滤和净化，去除空气中的有 害物质和异味。
感谢您的观看
03 纳米技术的应用领域
能源领域
高效电池
01
纳米技术可以改善电池的能量密度和充电速度，提高电池的效
率和寿命。
太阳能利用
02
纳米结构可以增强太阳能电池的光吸收和光电转换效率，降低
成本并提高发电量。
燃料电池
03
纳米材料可以提高燃料电池的效率和稳定性，降低燃料电池的
重量和体积。
医疗领域
01
药物传输
医学成像
水处理
纳米技术可以用于水处理，去除水中的有害物质和杂 质，提高水质和安全性。
土壤修复
纳米材料可以用于土壤修复，去除土壤中的重金属和 有害物质，降低土壤污染的风险。
04 纳米材料的安全与伦理问 题
纳米材料对环境和生态系统的影响
纳米材料在环境中的迁移 和转化
纳米材料在土壤、水体和大气中的分布、转 化和归趋，可能对生态系统产生影响。
2000年代以后，随着技术的不 断进步和应用领域的扩大，纳 米科技逐渐成为全球科技领域 的研究热点。
02 纳米材料的基本特性
小尺寸效应
总结词
随着纳米材料尺寸的减小，其物理、化学和机械性能发生变化的现象。
详细描述
当物质尺寸减小到纳米量级时，由于量子尺寸效应和表面效应的影响，纳米材 料的物理、化学和机械性能会发生显著变化，表现出不同于常规材料的特性。

《纳米生物材料》课件

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纳米生物材料的前景和挑战
纳米生物材料领域面临着巨大的发展潜力和一些挑战，需要克服技术和安全等方面的问题。
1
前景
纳米生物材料有望实现更精确和个性化的疾病治疗。
2
挑战
纳米生物材料的长期安全性和毒性问题仍需深入研究和解决。
3
未来方向
纳米生物材料的研究方向将更加注重多学科的交叉和合作。
总结
纳米生物材料的研究和应用为医学领域带来了巨大的希望和机遇，我们将继 续努力推动其发展和创新。
生物相容性
纳米生物材料与生物体相容性好，不会引起明显 的免疫反应。
纳米生物材料的分类
纳米生物材料按照不同的特性和结构可分为多个类别，每种类别都具有独特的应用潜力。
纳米粒子
具有纳米尺度的结构，可用于 靶向治疗和药物传递。
纳米纤维
具有高比表面积和生物相容性， 可用于组织工程和修复。
纳米薄膜
具有可调节性和导电性，可用 于生物传感和电子器件。
纳米技术为各行业的发展 提供了新的突破口。
纳米生物材料的定义和特性
纳米生物材料是使用纳米技术制造的具有生物相容性和可控特性的材料，具有许多独特的特点。
高比表面积
纳米生物材料具有较大的比表面积，增强了其与 生物体的相互作用。
可调节性
纳米生物材料的物理和化学特性可通过控制制备 条件进行调节。
多功能性
纳米生物材料可以在不同疾病治疗和诊断中发挥 多种功能。
《纳米生物材料》PPT课件
引言
纳米生物材料是一门前沿科学，将纳米技术与生物医学相结合，为未来研究 和应用提供术是一种研究和操纵纳米尺度物质的技术，具有很大的革命性潜力。
1 尺度之变
纳米技术操作物质在纳米 尺度的特性和行为。

纳米生物技术-PPT课件

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纳米载药微粒
尺度：直径10～500 nm的固态胶体粒子 构造：药物通过溶解、包裹作用位于粒子内部, 或通过吸附、耦合作 用位于粒子表面 物理化学导向 特点：长循环、缓释、靶向
生物导向
纳米微粒
长循环
靶向、缓释
纳米载药微粒：生物导向
利用抗体、细胞膜表面受体的专一性作用，将配位子结合在载体上，与目 标表面的抗原性识别器发生特异性结合，使药物能准确地作用于目的细胞。
肿瘤组织生理特性——EPR效应(enhanced permeability and retention effect)大多数实体瘤的病 理生理特征与正常组织器官相比有显著不同。表现为 肿瘤血管生长迅速，外膜细胞缺乏，基底膜变形，淋 巴管道回流系统缺损，大量血管渗透性调节剂(缓激肽、 血管内皮生长因子，一氧化氮、前列腺素和基质金属 蛋白酶等)的生成。这些生理性变化有利于迅速增长的 肿瘤组织获取大量营养物质和氧气。同时这也导致了 肿瘤血管渗透性的增加，进而产生了EPR效应。
生物降解性是药物载体的重要特征之一，通过降解，载 体与药物定向进入靶细胞之后，表层的载体被生物降解 掉（包覆形），芯部的药物释放出来发挥疗效，避免了 药物在其他组织中释放
长循环纳米粒（也称为隐形纳米粒） 人体内起防御功能的网状内皮吞噬系统对外来异物的识 别能力很强 巨噬细胞消除外来粒子的一个重要机制是通过识别结合 于微粒上的免疫球蛋白（IgG）和Fc段和补体来吞噬抗 体结合的微粒 血浆中的多种成分如血浆蛋白等可以吸附到纳米粒表面， 这就是调理过程 而巨噬细胞上存在这些血浆成分的受体 药物在血中循环时间短，到达不了靶器官，不能产生长 效缓释作用
极性微粒不易被吞噬，Zeta 电位越高吞噬越少。表面 双亲性或亲水性的微粒在血中循环时间长。采用亲水 性材料对纳米粒进行表面修饰，可提高其表面亲水性、 增大空间位阻及调整Zeta 电位，延长纳米粒在体内的 循环时间。

纳米生物医学应用PPT幻灯片PPT

纳米生物医学应用PPT幻灯片PPT
肿瘤的基因治疗：缺乏靶向性强、转染效率高的基 因载体，临床效果不是很理想 纳米基因载体：缓释药物、靶向输送、保护核苷酸、 毒性小
• 脂质体基因载体 • 树状多聚体的基因载体
29
四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米基因载体 1: 纳米脂质体基因载体
外表正电荷与核苷酸发生静电作用，形成纳米载体与质粒DNA的复 合物。通过其外表阳离子与细胞膜上的糖蛋白及磷脂相互作用进入 细胞质，实现基因治疗。
材料
生电物子 医学
生活
3
纳米材料的特点
• 纳米尺度的构造单元 • 研究对象在尺度上的匹配 • 大量的界面或自由外表 • 提高该系统的性能，节约本钱 • 纳米单位之间存在相互作用 • 提高药物输送以及利用的效率
4
什么是纳米医学？
纳米仅是一个长度单位，等于十亿分之一 米，但当物质进入纳米尺度，会出现明 显的性能变化，表现出独特的功能，纳 米技术潜在的应用前景引起了人们广泛 的关注。纳米医学是纳米技术的一个分 支，指运用纳米技术的理论与方法、在 现代医学和生物学的根底上、开展生物 医学研究与临床治疗的新兴边缘穿插学 科。
纳米阳离子脂质体
30
四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米脂质体基因载体
以avβ3 整合蛋白为靶向的基因纳米材 料(a): av β 3-NP/RAF(-)表达的 ATPu-RAF与avβ3整合蛋白结合;(b):内 皮细胞凋亡(c): 肿瘤细胞饥饿死亡.
四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米基因载体 2:树突状物的多聚体
细胞浸入含有苯并吡(BaP)的液体中 苯并吡(BaP)与细胞DNA的代谢生成BPT
激发抗体和BPT生荧光
光探测器接收
探测早期DNA的损伤
22

纳米生物技术

纳米生物技术
影像学诊断
纳米生物技术可以与影像学技术结合 ，如MRI、CT等，提高影像学诊断的 敏感性和特异性。
生物成像技术
荧光成像
利用纳米荧光颗粒，可以实现高灵敏度的生物成像，用于观察细胞和组织的结 构和功能。
光声成像
光声成像是一种新型的成像技术，利用纳米尺度的气泡对光的吸收和声的转换， 实现高分辨率和高对比度的成像。
提高技术研发和应用能力。
重视伦理和社会问题
随着纳米生物技术的广泛应用，需要 关注其可能带来的伦理和社会问题， 制定相应的规范和措施。
加大投入和政策支持
政府和企业应加大对纳米生物技术的 投入和政策支持，推动技术的产业化 进程和市场应用。
THANKS
感谢观看
跨学科整合
纳米生物技术涉及多个学科领域，如物理学、化 学、生物学等，如何实现跨学科的有效整合是技 术发展的一个重要挑战。
大规模生产
目前纳米生物技术的产品或服务大多还处在实验 室阶段，如何实现从实验室到工业化生产的过渡 是一个关键的技术挑战。
安全与伦理问题
潜在的健康风险
纳米材料可能对人体产生未知的 长期影响，如纳米颗粒可能进入 人体并在体内积累，引发健康问
推动经济增长和创新
纳米生物技术的发展将催生新的产业、就业机会和创新模式，为经济 增长注入新的活力。
对未来研究和发展的建议
加强跨学科合作
纳米生物技术涉及多个学科领域，需要 加强跨学科的合作和交流，以推动技术
的创新和发展。
加强人才培养和队伍建设
纳米生物技术的发展需要高素质的人 才支持，应加强人才培养和队伍建设，
纳米生物技术的应用领域
医疗诊断
药物输送
利用纳米生物技术可以开发出更灵敏、特 异和快速的诊断方法，例如用于癌症、传 染病和其他疾病的早期检测。

《纳米技术》课件

《纳米技术》课件
上形成薄膜或结构。
化学气相沉积
利用化学反应，将衬底上的材 料通过化学反应转化为固态薄
膜或结构。
纳米制造技术的应用
微电子器件制造
利用纳米制造技术可以制造出 更小、更快、更低功耗的微电
子器件。
生物医学应用
纳米制造技术可以用于药物输 送、组织工程和诊断试剂的制 备。
环境监测与治理
纳米制造技术可以用于环境监 测和治理领域，例如空气和水 的净化等。
纳米技术的研发和应用需要克服许多技术难 题，如纳米尺度下的控制和测量等。
02
01
成本问题
纳米技术的研发和应用需要大量的资金和资 源投入，成本较高。
04
03
如何应对纳米技术的挑战
加强监管
建立完善的监管体系， 对纳米技术的安全性和 伦理问题进行评估和管 理。
促进合作
加强国际合作和交流， 共同推进纳米技术的研 发和应用。
医疗领域
用于药物输送、肿瘤诊 断和治疗、生物成像等 。
环境领域
用于水处理、空气净化 、土壤修复等。
电子信息领域
用于制造高灵敏度传感 器、超高速集成电路、 高精度光学器件等。
03 纳米制造技术
纳米制造技术的定义与分类
定义
纳米制造技术是指通过控制原子、分 子等微观粒子，在纳米尺度上制造物 质和器件的工艺和技术。
利用纳米技术提高太阳能电池、燃料电池和 储能设备的效率和性能。
环境
利用纳米技术检测和治理环境污染，如水处 理和空气净化。
D
纳米技术的发展历程
1986年，扫描隧道显微镜的 发明，使科学家能够直接观 察到原子和分子的排列。
1989年，碳纳米管的发现， 为纳米材料的研究和应用开 辟了新的领域。

纳米生物技术

纳米生物技术

1.纳米技术诞生历史，相关定义纳米生物技术是指用于研究生命现象的纳米技术，它是纳米技术和生物学的结合，同时也是一门涉及物理学、化学、量子学、机械学、材料学、电子学、计算机学、生物学、医学等众多领域的综合性交叉学科。

是国际生物技术领域的前沿和热点问题，在医药卫生领域有着广泛的应用和明确的产业化前景，特别是纳米药物载体、纳米生物传感器和成像技术以及微型智能化医疗器械等，将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用。

(纳米材料的特性主要有：量子尺寸效应、小尺寸效应、表明和界面效应、宏观量子隧道效应。

当微粒小于100 nm 时，物质的很多性能发生质变，从而呈现不同于宏观物质的奇异现象：低熔点、高比热容、高膨胀系数；高反应活性、高扩散率；高强度、高韧性；奇特磁性；极强的吸波性。

纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞小得多，这就为生物学研究提供了一个新的研究途径，利用纳米生物技术操纵生物大分子，被认为有可能引发第二次生物学的革命。

) 对于纳米科技的历史, 可以追溯到30 多年前著名物理学家、诺贝尔奖获得者Richard Feynman 于美国物理学会年会上的一次富有远见性的报告. 1959 年他在《低部还有很大空间》的演讲中提出:物理学的规律不排除用单个原子制造物品的可能。

也就是说, 人类能够用最小的机器制造更小的机器。

直至达到分子或原子状态, 最后可以直接按意愿操纵原子并制造产品。

他在这篇报告中幻想了在原子和分子水平上操纵和控制物质.他的设想包括以下几点: (1) 如何将大英百科全书的内容记录到一个大头针头部那么大的地方; (2) 计算机微型化; (3)重新排列原子.他提醒到, 人类如果有朝一日能按自己的主观意愿排列原子的话, 世界将会发生什么? (4) 微观世界里的原子. 在这种尺度上的原子和在体块材料中原子的行为表现不同.在原子水平上, 会出现新的相互作用力、新颖的性质以及千奇百怪的效应. 就物理学家来说, 一个原子一个原子地构建物质并不违背物理学规律.这正是关于纳米技术最早的构想。

《纳米技术就在我们身边》ppt课件

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2.看看关于纳米技术的动漫，拓展 自己的想象力。
THNAK YOU
① 21世纪必将是纳米的世纪。
纳米技术的重要性
② 什么是纳米技术呢？这得从纳米说起。 纳米技术的含义
③ 纳米技术就在我们身边。 ④ 纳米技术可以让人们更加健康。
纳米技术的运用
⑤ 纳米技术将给人类的生活带来深刻的变化。 纳米技术的未来
段落层次
课文共五个自然段，概括每段的大意。
第一部分(1)：纳米技术是高新技术。 第二部分(2)：什么是纳米技术。 第三部分(3)：纳米技术就在我们身边。 第四部分(4)：纳米技术可以让人类更健康。 第五部分(5)：纳米技术将给人类带来深刻的变化。
学科学的精神。
字词阅读
词语学习
纳米ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
拥有
冰箱
除臭
功能
蔬菜
材料
钢铁
隐形
健康
字词阅读
细胞
疾病
预防
病灶
需要
深刻
无能为力
认生字
pīnɡ pānɡ yōnɡ shā jūn chòu
乒乓拥杀菌臭
shū tàn ái zhènɡ lǜ jí
蔬碳癌症率疾 灶
写生字
nà
yōnɡ xiānɡ chòu shū
纳拥箱臭蔬
纳米技术就在我们身边。
拓展延伸
如果让你利用纳米技术， 你希望把它运用到生活的哪些 地方？发挥你的想象说一说。
纳米技术将会使人们的生活更加美好。
纳米抗菌衬衫和领带
纳米塑料啤酒瓶
纳米牙刷
纳米技术就在我们身边。
拓展延伸
纳米技术的新产品：
自洁玻璃在玻璃表 面上涂抹一层特殊的纳 米涂料后，使得含水、 甚至含油的液体难以附 着在玻璃的表面。

纳米生物技术

纳米生物技术

纳米生物技术纳米生物技术是一种交叉学科领域，将纳米技术和生物学相结合，利用纳米材料的特殊性质来研究和应用生物学问题。

纳米生物技术的应用范围非常广泛，包括药物传递、生物成像、生物传感器、组织工程等领域。

一、纳米生物技术的概念纳米生物技术是一种交叉学科领域，将纳米技术和生物学相结合，利用纳米材料的特殊性质来研究和应用生物学问题。

纳米生物技术的应用范围非常广泛，包括药物传递、生物成像、生物传感器、组织工程等领域。

二、纳米生物技术的应用1.药物传递纳米生物技术可以用于药物的传递和释放。

通过将药物包裹在纳米粒子中，可以提高药物的生物利用度，减少药物的副作用。

同时，纳米粒子可以通过靶向作用将药物精确地传递到需要治疗的部位，提高药物的治疗效果。

2.生物成像纳米生物技术可以用于生物成像。

通过将纳米粒子标记在生物分子上，可以实现对生物分子的高灵敏度、高分辨率成像。

同时，纳米粒子可以通过靶向作用将成像剂精确地传递到需要成像的部位，提高成像的准确性。

3.生物传感器纳米生物技术可以用于生物传感器。

通过将纳米粒子与生物分子相结合，可以实现对生物分子的高灵敏度、高选择性检测。

同时，纳米粒子可以通过靶向作用将传感器精确地传递到需要检测的部位，提高检测的准确性。

4.组织工程纳米生物技术可以用于组织工程。

通过将纳米粒子与细胞相结合，可以实现对细胞的精确操控和控制。

同时，纳米粒子可以通过靶向作用将细胞精确地传递到需要修复的组织部位，提高组织修复的效果。

三、纳米生物技术的发展纳米生物技术的发展已经取得了很大的进展。

目前，已经有很多纳米生物技术产品进入市场，如纳米药物、纳米生物传感器等。

同时，纳米生物技术也成为了研究的热点领域，吸引了越来越多的研究者投入其中。

然而，纳米生物技术也面临着一些挑战。

例如，纳米粒子的毒性和安全性问题需要得到更加深入的研究。

同时，纳米生物技术的标准化和规范化也需要进一步完善。

总之，纳米生物技术是一种非常有前景的技术，将会对生物医学领域产生重要的影响。

纳米生物技术

纳米生物技术

"纳米蜘蛛"机器人复制出了另一个机器 纳米蜘蛛" 纳米蜘蛛 继而被染成绿色, 人,继而被染成绿色,纳 米机器,受自然选择限制,只有 在生理条件(合适的PH,温度, 盐度)才能保持活性;
核酸分子
无机纳米材料本身具有独 特的性质,但又缺乏生物 活性,功能受限.
一,纳米的概念
纳米是一种几何尺寸的量度单位,长度仅为10-9m, 略等于4～5个原子排列起来的长度,约为人发直 径的8-110-4,纳米技术研究在0.1~100nm尺度 范围的物质世界.
二,纳米技术(nanotechnology)
纳米技术(nanotechnology) 是用单个原子,分子制造物 质的科学技术.纳米科学技 术是以许多现代先进科学技 术为基础的科学技术,它是 现代科学(混沌物理,量子 力学,介观物理,分子生物 学)和现代技术(计算机技 术,微电子和扫描隧道显微 镜技术,核分析技术)结合 的产物,纳米科学技术又将 引发一系列新的科学技术, 例如纳电子学,纳米材科学, 纳机械学等.
碳纳米管
五,生物纳米技术的应用
(1),QDs的生物标记,成像技术 ),QDs的生物标记, QDs的生物标记
最近,国外科学家Kim等最近研制出了一种多聚复合纳米颗粒 (NPs),可用于癌细胞的检测: ①以一种可降解生物多聚物(PLGA)作为基质,将化学治疗药物(阿霉素) 以纳米颗粒的形式纳入到了聚合纳米颗粒基质当中; ②将CdSe/ZnS半导体量子点(QDs)或超顺磁性的纳米晶体四氧化三铁嵌 入该基质中; ③通过聚乙二醇基团将对癌细胞有 靶向作用的叶酸连接到被修饰的 PLAG上,构成了一个完整的NPs; ④在癌细胞上有过量表达的叶酸受 体,连有叶酸的NPs通过抗原抗体结 合反应侦查到癌细胞并进行光学成 像,可以通过核磁共振和荧光成像来 观察抗原抗体的结合进而对癌细胞 进行监测.同时,通过四氧化三铁的 磁导作用将阿霉素运输到癌细胞附 近,杀死癌细胞.

纳米生物技术

纳米生物技术
纳米生物技术是指用于研究生命现象的纳米 技术，利用分子层次（纳米级）的有机或无机
物操控技术，来解决目前生物学的问题。
其目的并不只是将产品微小化，同时也希望
通过控制分子的行为，达到控制组织与细胞的
目的，并有效掌握控制纳米材料或复合物本身
的多变性，以及与生物系统之间的交互反应。
纳米技术
纳米生物技术
生物学
用量子点检测肿瘤细胞
Quantum dots modified with antibodies to human prostate specific membrane antigen light up murine tumors that developed from human prostate cells. Nature Biotechnology, Vol22,2004
•表面（界面）效应：比表面大、 表面原子的百分数剧增
粒子的大小与表面原子数的关系
直径/nm 原子总数 N
表面原子百分比
1 30
100
5 4000
40
10 30000
20
100 300000
2
*假如原子间距为0.3 nm，表面原子仅占一层，粗略地估算表面原子所 占的百分比见上表。
体积效应（小尺寸效应、量子尺寸效应）：
纳米生物技术 (NANOBIOTECHNOLOGY)
纳米结构是生命现象中基本的东西
蛋白质、 DNA 、 RNA 、病毒，都在 1~100 nm 的范围 光合作用在“纳米车间” 进行 细胞中的一些结构单元都是执行某种功能 的“纳米机械”，细胞象一个“纳米工厂”

纳米生物技术 (NANOBIOTECHNOLOGY)
1. 荧光温度纳米传感器

纳米技术及材料PPT课件

纳米技术及材料PPT课件

农业食品
纳米肥料、纳米农 药、纳米食品包装 等。
纳米技术的发展历程
1986年，IBM阿尔马登研究中心的科 学家发明了扫描隧道显微镜（STM）， 使人类第一次能够直接观察并操纵单 个原子。
1990年代初，美国政府和欧洲委员 会分别设立了针对纳米的科研计划， 推动了全球范围内的纳米技术研究和 应用。
1989年，美国贝尔实验室的科学家 发明了原子力显微镜（AFM），可以 观察和操纵单个原子和分子。
对未来的展望与建议
政府和企业应加大对纳米技术 研发和应用的投入，推动其快
速发展。
建立完善的法规和标准体系， 确保纳米技术的安全可控和可
持续发展。
加强国际合作和交流，共同推 动纳米技术的发展和应用。
提高公众对纳米技术的认知和 理解，促进其广泛应用和社会 接受度。
THANKS
感谢观看
燃料电池
纳米材料可以改善燃料电池的电极 性能和催化剂活性，提高燃料电池 的效率和稳定性。
医学领域
药物输送
生物传感器
纳米材料可以作为药物载体，实现药 物的定向输送和控释，提高药物的疗 效和降低副作用。
纳米材料可以用于构建高灵敏度和特 异性的生物传感器，用于检测生物分 子和细胞活性。
医学成像
纳米材料可以提高医学成像的分辨率 和灵敏度，为疾病的早期诊断和治疗 提供帮助。
环境领域
空气净化
纳米材料可以用于空气过滤和净 化，去除空气中的有害物质和异
味，改善室内空气质量。
水处理
纳米材料可以用于水过滤和消毒， 去除水中的细菌、病毒和有害物
质，提供清洁的饮用水。
土壤修复
纳米材料可以用于土壤修复和治 理，吸附和固定重金属和有害物
质，降低土壤污染风险。
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纳米基因载体
肿瘤的基因治疗：缺乏靶向性强、转染效率高的基因载体， 临床效果不是很理想
纳米基因载体：缓释药物、靶向输送、保护核苷酸、毒性 小
• 脂质体基因载体 • 树状多聚体的基因载体
纳米基因载体 1: 纳米脂质体基因载体
表面正电荷与核苷酸发生静电作用，形成纳米载体与质粒DNA的复合物。通过其 表面阳离子与细胞膜上的糖蛋白及磷脂相互作用进入细胞质，实现基因治疗。
O
O
O O
O
O O PO
OH
+ N H C O P E G T a t
N C H 3O
NH S NHCO PEG APRPG NO
1. 磷脂的改性及功能化
2. 2. 靶向基团的引入
O
物理偶联
O
O
O O
O PO OH
N H C O P E G T _a t
+
抗肿瘤药物 复合
SD PEG APRPG
3. 3. 抗肿瘤药物磷脂 复合物纳米粒的制备
纳米阳离子脂质体
纳米脂质体基因载体
以avβ3 整合蛋白为靶向的基因纳米材料 (a): av β 3-NP/RAF(-)表达的ATPu-RAF与 avβ3整合蛋白结合;(b):内皮细胞凋亡(c): 肿瘤细胞饥饿死亡.
Andrew R. Reynolds, S. Trends Mol Med. 9 (2003 ): 2-4
纳米基因载体 2:树突状物的多聚体
美国密西根州大学James等研制的对聚酰胺-胺型 (PAMAM)树突状聚合物。装 载了DNA的树突状聚合体注入组织，内吞作用的方式进入细胞，DNA分子释放出来， 实现基因的整合。
PAMAM
Eichman JD, James R.Baker. et al. Pharm Sci Techonol Today. 3 (2000): 232-245
三.纳米药物载体的特征
1 靶向性
(1)被动靶向
载药纳米粒大多经脉管给药，以达到靶向释药的目的 。纳米粒可从血流中迅速清除并被 RES 摄取。RES 为网状内皮系统（单核-巨噬细胞系统）的简称，主 要分布于肝，其次是脾、骨髓等。巨噬细胞的吞噬作 用，对于与 RES 有关的疾病是有益的，可藉此达到 靶向给药的目的
纳米脂质体药物载体 由磷脂双分子怪包覆水相囊泡构成，生物相容性好 一个脂质体中可以同时包载亲水和疏水性药物 磷脂本身是细胞膜成分 注入体内无毒，生物利用度高，不引起免疫反应
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，可达到寻靶向 作用
(4)纳米智能药物载体
磁介导热疗 1：磁性阳离子脂质体
阳离子脂质体 中性脂质体
Akira Ito, Masashige Shinkai, Hiroyuki Honda, et al. J.Biosci Bioeng.100,1 (2005): 1–11
四、利用纳米技术进行肿瘤治疗
磁介导热疗 2：抗体结合的磁性脂质体
Akira Ito, Masashige Shinkai, Hiroyuki Honda, et al. J.Biosci Bioeng. 100,1 (2005): 1–11
APRPG
_Tat SD+
APRPG
Ta_t
+
SD
O O
P O
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O O PO
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O O_ +
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+
SD
T_at SD+
APRPG
APRPG
抗肿瘤药物磷脂复合物纳米粒
二硬脂酰卵磷脂（ DSPE ） 靶向肿瘤血管配体：APRPG 缓控释智能开关： pH敏感性碘胺二甲氧嘧啶(SD) 细胞膜穿透肽Tat 抗肿瘤药物
通过对纳米药物载体的结构设计、合成，制备出具有 智能释药能力
A纳米识别基因载体 这类药物载体本身带有肿瘤细胞识别的基因，在 药物进入人体后，识别基因自动寻找肿瘤细胞， 进行释药
B 纳米识别蛋白载体 当带有识别蛋白纳米药物载体进入人体后，识别 蛋白自动寻找目标进行定位
C 纳米高分子控释载体 在材料的选择和药物载体的制备过程中，就已设计好 给药的半衰期和适应给药的环境因素对载体的影响， 使之控制给药浓度和给药时间
纳米科技得到成功的应用，最引人注目的是纳米药物 载体。
可以解决口服易水解药物的给药途径，使原本只能 注射的药物可以直接口服而不破坏疗效
可以延长药物的体内半衰期，解决因药物半衰期短 而需每天重复给药多次的麻烦
减少药物不良反应
可将一些特殊药物输送到机体天然的生物屏障部位
控释
纳 米
传统给药方式
多次给药，浓度水平不稳定
药物缓控释
一次给药维持稳定药物水平
药
物
制
剂
药物
靶向
游离药物半衰期短 靶向后增加到达病灶部位药物比例
纳米药物载体的基本类型
R G D三肽序列是细胞外基质及体内多种粘附蛋白分子 所共有的细胞粘附和分子识别位点.
R G D三肽及其衍生物在抑制癌细胞的转移 、抗血栓 、治疗急性肾衰 、抗炎 、治疗骨质疏松 及皮肤再生
磁介导热疗
将纳米尺度的磁性颗粒定位于肿瘤组织，然后施加一外 部交变磁场，使材料因产生磁滞、驰豫或感应涡流而被加热， 这些热量再传递到材料周边的肿瘤组织中，使肿瘤组织温度 超过42℃，导致细胞的凋亡及坏死，从而实现对肿瘤的治疗。
Morozp, Jones SK, Gray BN. Int J Hyperthermia, 18(2002): 4267—4284
磁纳米粒阿霉素 治疗肝癌研究
湘雅医院肝胆肠外科研究中心
纳米科技被视为21世纪关键的高新技 术之一，其中纳米生物技术是目前国际 生物技术领域的前沿和热点问题，在医 药领域有着广泛的应用和明确的产业化 前景，特别是纳米药物载体将在疾病的 诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作 用。
纳米科技是现代科学和先进工程技术结合的产物 纳米医学是纳米科技的一个新分支
肿瘤组织生理特性——EPR效应(enhanced permeability and retention effect)大多数实体瘤的病 理生理特征与正常组织器官相比有显著不同。表现为
肿瘤血管生长迅速，外膜细胞缺乏，基底膜变形，淋 巴管道回流系统缺损，大量血管渗透性调节剂(缓激肽、 血管内皮生长因子，一氧化氮、前列腺素和基质金属 蛋白酶等)的生成。这些生理性变化有利于迅速增长的 肿瘤组织获取大量营养物质和氧气。同时这也导致了 肿瘤血管渗透性的增加，进而产生了EPR效应。