纳米技术 第六讲 纳米生物医学
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DNA芯片原理图
识别身份和健康数据并帮助定位的人体芯片 新华社墨西哥城2003年7月18日电 美国应用数据解决 方案公司推出的可植入人体皮下的微芯片18日在墨西哥 城首次上市，它能用来识别植入者的身份和健康数据， 并帮助定位，可应用于医疗和反绑架等领域。 负责代理产品的墨西哥卫星定位解决方案公司主管 安东尼·阿塞韦斯在产品发布会上说，这种微处理芯片只 有米粒大小，用特殊注射器植入人体，不会对健康造成 任何伤害，而且植入过程只需局部麻醉，没有疼痛感； 芯片本身不能储存身份或健康数据，而是通过外部扫描 装置读取芯片中储存的唯一序列号，然后通过该序列号 取得进入外部存储数据库的权限，从而对载体的身份等 有关数据予以确认。此外用户还可通过24小时服务热线 随时修改自己的数据。
纳米生物技术是国际生物技术领域的前沿和 热点问题，有广泛的应用和明确的产业化前景， 特别是纳米药物载体、纳米生物传感和成像技术 以及微型智能化医疗等，将在疾病的诊断、治疗 和卫生保健方面发挥重要作用。当前的纳米生物 技术研究主要集中在：纳米生物材料、纳米生物 器件和纳米生物技术在临床诊疗中的应用。
DNA芯片
晶体管——集成电路——计算机芯片 生物芯片——计算机芯片 – 计算机芯片——电子信息 – 生物芯片——生物分子携带的信息
DNA芯片
DNA芯片或称作基因芯片(Gene chips)，实质上是一种高密度 的寡聚核苷酸(DNA探针)阵列。它将大量特定序列的DNA片段 (探针)有序地固化在玻璃或硅衬底上；构成存有大量生命信息 的DNA芯片。 DNA芯片有可能首次将人类的全部基因集约化地固化在1平方 厘米的芯片上，目前已达到的密度是40万个探针／芯片，每个 探针间的空间尺度是 10-20 微米。在与待测样品 DNA 作用后， 即可检测到大量相应的生命信息，其中包括基因识别与鉴定、 基因突变和基因表达等等。 目前，DNA芯片主要起生命信息的储存和处理的功能。正是 基于它对生命信息进行平行处理的原理，可利用其快速、高效、 同时地获取空前规模的生命信息。DNA芯片很有可能成为今后 生命科学研究和医学诊断中革命性的新方法。
纳米生物学中的新方法 新方法： 单分子成像、单分子荧光； 单分子操纵、虚拟纳米操纵； 精确的分子间相互作用力的测定； 生物力显微镜（<10-12牛顿） 新技术： 纳米传感器（Nano Sensor） 纳米机械人（Nano Robot） 纳米生物芯片（Nano Biological Chips）
纳米医学 现代医学有两个发展方向，一个是从治疗转向 预防；另一个是从千篇一律的普适治疗走向个性化 的治疗。当前纳米医学虽然尚不能像科幻电影展示 的那样，借助复杂的纳米生物系统------血管里的清 道夫，穿行于人体内，清除大脑中致命的血块等等 那样奇妙，但在上述两个方面已经可以在医学研究、 疾病诊断和治疗上做出许多实在的贡献。
D大自然经历几十亿年进化的产物，是遗传信息 的载体，既高效又稳定，而且随时间、空间的变化相应地控制 着生命过程。这么一种独特的生物大分子无论如何应当进一步 发挥其信息处理的能力，成为一种最先进的信息技术。 迄今所有电子计算机都是基于布尔代数，二进制 0 ， 1 代码 方式。而 DNA 分子是由四种代码： A 、 T 、 C 、 G 碱基构成， 另外还有A-T；C-G的配对原则。DNA利用这种“四代码”不 同序列，可以存储大量的生命信息，同时酶分子能以高度并行 的方式处理这些信息，像现代的并行计算机一样。可见构建计 算机的基本要素（代码，存储和处理） DNA 和酶系统均已具 备。最近，威斯康辛—麦迪逊大学的史密斯（L.M. Smith）小 组用基因芯片实现了DNA计算机的想法。
纳米生物技术的内涵
nanosensing and diagnosis
nanobiology
nanomedicine
纳米生物学： 是纳米科技与生物学的交叉学科，即基于纳米 技术的生物学，它有两个含意： (1)用先进的纳米科技手段研究生物学基本问题； (2) 应用物理学定量的、大规模处理信息的思路和 方法，开拓新领域（DNA Computer；生物信息学； 比较基因组学等）。
表征和操纵
分子马达
核糖体按照mRNA（紫色的）的信息制造蛋白质（金色的）
临床诊疗
纳米药物
纳米组织
人造白血球
人造红血球
纳米机器人
人造细胞
病毒的寻找
脑功能的加强
动脉清理
视频:3D模拟卵子受精到生命诞生全过程 - 搜狐视频 /20110710/n312956056.shtml 生命的起源/v/64/64527.shtml
纳米生物医学 Nanobiology and nanomedicine
纳米生物技术 考虑纳米科技发展时，尤其要注意它和其它重要 领域，即它和信息技术和生物技术的交叉领域。诚然 信息技术、生物技术和纳米技术各自都有重大进展， 但我们再次重申：请同学们注意，最具战略意义的， 是它们的交叉交汇区，即纳米电子学、纳米生物学等。 即最集中的交汇区是纳米生物信息技术（也简称纳米 生物技术、Nanobiotechnology），它的基础是纳米生 物医学。
它是在纳米尺度上，特别是在单分子水平上研究 生物大分子的结构、功能和相互作用、其核心是单 分子生物学。 不仅是被动地观察研究而且是主动地在纳米尺度 上直接对（微观生命体系）进行操纵改性，特别是 基于纳米技术和激光等先进技术的单分子操纵。当 然要遵守有关伦理、道德规则。 纳米生物学的另一个新领域是反方向的，即基于 生物学的纳米科技研究，向生命学习，开创并发展 纳米科技的新思路、新方向。
Thank you ！
