学术讨论—纳米粒子医用合成方法资料.ppt
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1、第一页,共五十四页。第二页,共五十四页。纳米(nm)的概念纳米纳米(nanometer)(nanometer)纳米是一个纳米是一个(y)(y)长度计量单位长度计量单位,1 1纳米纳米 =10=10-9-9米。米。人的一根头发丝的直径相当于6万个纳米。人高人高20亿亿 纳纳米米100万纳万纳米米针头针头(zhntu)红血球红血球冠状病毒冠状病毒DNA分子分子氢原子氢原子100纳纳米米1000纳纳米米1纳纳米米0.1纳纳米米第三页,共五十四页。Introduction纳米一词源出于希腊,意指“侏儒”,现作为微观世界里的长度(chngd)单位,一纳米等大约是三、四个碳原子的宽度。美国物理学家、两次诺
2、贝尔奖得主费恩曼教授(R.Feynman)早在1950年代末就指出,人类若能控制物体微小规模上的排序,将可获得许多具有特殊性能的物质,这是对纳米技术最早的构想。纳米技术一词则始见于1974年,出自科学家谷口纪南(NorioTaniguchi)对精密机械加工的描述。第四页,共五十四页。花粉(hufn)是纳米级的粒子花粉(hufn)是纳米级的粒子病毒(bngd)也是纳米级的,30-100nm.第五页,共五十四页。概述(ish)纳米技术是一门新兴的学科领域,是20世纪80年代末、90年代初才逐步发展起来的。21世纪初,随着(suzhe)美国实施全国纳米科技计划,带动了全世界对该学科的研究开发。纳米科
3、技属于前沿、交叉性的科技领域,近几年,科技界更加注意纳米技术与其他技术的结合,譬如:生物技术、信息科学、认知科学等方面的结合,其应用也是相当广泛,应用于医学、航天、军工产品、民用产品等领域,在广泛的领域中应用,使得纳米科技受到了科学界和产业界的重视。第六页,共五十四页。纳米在生物、医学中的应用更是使得现代医学有了较大的发展空间,使人们在对生命探索、治疗疾病、卫生保健等方面有了进一步的发展。国际社会纳米生物技术的研究范围注意涉及纳米生物材料、药物和基因运转纳米载体、纳米生物相容性人工器官、纳米生物传感器和成像技术,以及利用扫描(somio)探针显微镜分析蛋白质和DNA的结构与功能等重要领域。目前
4、,国际上纳米生物技术在医药领域的研究已取得一定的进展。美国、日本、德国等国家均已将纳米生物技术作为21世纪的科研优先项目予以重点发展。第七页,共五十四页。纳米材料定义纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本(jbn)单元构成的材料,这大约相当于10100个原子紧密排列在一起的尺度。第八页,共五十四页。美国国家卫生研究美国国家卫生研究院(院(NIH)出资)出资在美国建立在美国建立(jinl)了了8个专个专门从事肿瘤纳米医门从事肿瘤纳米医学研究的纳米中心学研究的纳米中心 宣布启动宣布启动(qdng)“肿瘤肿瘤纳米技术纳米技术”,成立了成立了“肿瘤肿瘤纳米
5、技术联合纳米技术联合会会”香山科学会议香山科学会议上对纳米医学上对纳米医学(yxu)的相关问的相关问题进行了讨论题进行了讨论 纳米医用的发展美国美国2004年年 美国美国 2005年年我国我国2008年年 第九页,共五十四页。我们都知道,目前的医疗技术尚无法(wf)达到分子修复的水平。而纳米医学则是在分子水平上,利用分子工具和人体的分子知识,创造并利用纳米装置和纳米结构来防病治病,改善人类的整个生命系统。例如:修复畸变的基因、扼杀刚刚萌芽的癌细胞、捕捉侵入人体的细菌和病毒等等,最终实现纳米医学,使人类拥有持续的健康第十页,共五十四页。第十一页,共五十四页。在生物医学领域的应用:细胞分离用纳米材
6、料细胞内部染色用纳米材料抗菌及创伤(chungshng)敷料用纳米材料组织工程中的纳米生物材料生物活性材料1237第十二页,共五十四页。1337第十三页,共五十四页。纳米生物医学材料(cilio)的分类细胞分离用纳米材料病毒尺寸一般约80100nm,细菌为数百纳米,而细胞则更大,因此利用纳米复合粒子性能稳定、不与胶体溶液反应且易实现与细胞分离等特点,可将纳米粒子应用于诊疗中进行(jnxng)细胞分离。该方法同传统方法相比,具有操作简便、费用低、快速、安全等特点。美国科学家用纳米粒子已成功地将孕妇血样中微量的胎儿细胞分离出来,从而简便、准确地判断出胎儿细胞中是否带有遗传缺陷。第十四页,共五十四页
7、。1537纳米生物医学材料(cilio)的分类细胞内部染色用纳米材料利用不同抗体对细胞内各种器官和骨骼组织的敏感程度和亲和力的显著(xinzh)差异,选择抗体种类,将纳米金粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,制备成多种纳米金/抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm 的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组合“贴上”了不同颜色的标签,因而为提高细胞内组织的分辨率提供了一种急需的染色技术。第十五页,共五十四页。1637纳米(nm)生物医学材料的分类抗菌及创伤敷料用纳米材料按抗菌机理,纳米抗菌材料分为三类一类是
8、Ag+系抗菌材料,其利用Ag+可使细胞膜上的蛋白失活,从而杀死细菌。第二类是光触媒型纳米抗菌材料,利用该类材料的光催化作用,与H2O 或OH-反应生成一种具有强氧化性的羟基以杀死病菌 第三类是C-18A纳米蒙脱土等无机材料,因其内部有特殊的结构而带有不饱和的负电荷,从而具有强烈的阳离子交换能力,对病菌、细菌有强的吸附(xf)固定作用,从而起到抗菌作用。第十六页,共五十四页。1737纳米(nm)生物医学材料的分类组织工程(gngchng)中的纳米生物材料材料支架在组织工程中起重要作用,因为贴壁依赖型细胞只有在材料上贴附后,才能生长和分化。模仿天然的细胞外基质2胶原的结构,制成的含纳米纤维的生物可
9、降解材料已开始应用于组织工程的体外及动物实验,并将具有良好的应用前景。国内清华大学研究开发的纳米级羟基磷灰石/胶原复合物在组成上模仿了天然骨基质中无机和有机成分,其纳米级的微结构类似于天然骨基质。体外及动物实验表明,此种羟基磷灰石/胶原复合物是良好的骨修复纳米生物材料。第十七页,共五十四页。1837纳米生物医学材料(cilio)的分类生物活性材料随着纳米技术的发展,生物活性杂化材料在保持柔韧性的同时,弹性模量已接近硅酸硼玻璃,而且便于(biny)加入活性物质,因此是一种开发生物材料的理想途径。JonesSM等用TEOS(正硅酸乙酯)、甲基丙烯酰胺在偶氮类引发剂作用下,加入氯化钠制备出含钙盐的纳
10、米SiO2聚合物复合材料,将其在人体液中放置1周后,可以观察到其表面有羟基磷灰石层形成,因而具有较好的生物活性。应用溶胶/凝胶技术制备纳米复合材料,同时在体系中引入胺基、醛基、羟基等有机官能团,使材料表面具有反应活性,可望在生化物质固定膜材料、生物膜反应器等方面获得较大应用。第十八页,共五十四页。第十九页,共五十四页。第二十页,共五十四页。第二十一页,共五十四页。一、在诊断(zhndun)方面的应用 1、遗传病诊断纳米技术有助诊断胎儿(tir)是否有遗传缺陷。妇女怀孕8个星期时,血液中开始出现少量胎儿细胞。利用具有纳米级大小孔洞的半透膜或特殊的合成纳米管等,可把胎儿细胞分离出来进行诊断。不需要
11、进行羊水穿刺。目前美国已将此项技术应用于临床诊断中。第二十二页,共五十四页。2、病理学诊断 肿瘤诊断最可靠的手段是建立在组织细胞水平上的病理学方法,但存在(cnzi)着良恶性及细胞来源判断不准确的问题。利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)可以在纳米水平上揭示肿瘤细胞的形态特点。通过寻找特异性的异常纳米级结构改变,以解决肿瘤诊断的难题。第二十三页,共五十四页。目前,已有多种原子力显微镜问世,AFM克服了STM只适用于具导电性样品(yngpn)的不足之处。第二十四页,共五十四页。二、在治疗方面(fngmin)的应用1、纳米化增加药物吸收度 增大药物的表面积促进
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