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纳米技术在生物科学方面的应用
纳米技术是近年来崛起的一门崭新技术,它是在现代物理学与先进工程技术相结合的基础上诞生的,是一门基础研究与应用探索紧密联系的新型科学技术。纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域,现已成为当今世界活跃的研究热点之一。所谓纳米技术是指在纳米尺度(~100nm)上,研究物质(包括原子和分子)的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科相互渗透的高新技术。它使人类的认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子水平,其最终目标是以物质在纳米尺度上表现出来的特性制造具有特定功能的产品,使之微型化,实现生产方式的跨越式发展。将对人类产生深远的影响,改变人们的思维和生活方式。纳米是一种长度单位,一纳米等于十亿分之一米、千分之一微米,约相当于45个原子串起来那么长。DNA链的直径就是2纳米左右。当物质的线度处于纳米尺度(1~100nm)时,由于量子效应、物质代写生物学论文的局限性以及巨大的表面及界面效应,物质的许多性能会发生质变,会出现许多不同于宏观物体也不同于单个孤立原子的奇异现象。由于纳米材料表现出许多不同于传统材料的特殊性能,所以纳米科技被视为21世纪关键的高新技术之一。纳米科技是在纳米尺度上研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用,以及利用这些特性的科学技术。它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。
生命科学领域内存在大量纳米级的结构,从核酸、蛋白质、病毒到各种各样的细胞器,线度都在1到100纳米之间。10纳米以下的粒子比血液中
的红细胞还要小,可以在血管中自由流动。DNA是携带遗传信息的生物大分子,同时也是纳米建筑工具包中不可替代的部件。DNA作为纳米材料具有其他材料不
可比拟的优越性,经典的DNA双螺旋结构即B型双螺旋DNA的直径为2纳米,DNA自身就是天然的分子纳米线,可以作为纳米加工的模板。一些特殊结构的DNA,如三链DNA、四链DNA相继被发现,四臂DNA也能人工合成。DNA的多种结构为纳米工具包增添了不少部件:分子纳米线、分子环、立方体、四面体、空心管和多臂接头等。

1)纳米颗粒检测与纳米药物载体
近年来,纳米颗粒已广泛应用于生物体系的研究。中国科学院的研究人员利用双硫醇分子作连接剂,将纳米颗粒固定于金片上,利用石英晶体微天平技术研究了DNA探针在金片上的固定,并对DNA的识别能力进行了初步探讨。
在实验室条件下,经过纳米颗粒修饰的金片对HS—DNA探针的吸附量比未经修饰的金片可提高3~5倍,并将传感器的灵敏度提高了约3倍。我国的科研工作者以荧光染料为核,二氧化硅为外壳制备了大小均匀的荧光纳米颗粒,结合纳米技术、生物技术与荧光标记技术建立了一种基于生物荧光纳米颗粒的新型荧光标记方法,与传统的荧光标记方法相比,该方法在稳定性、灵敏度、应用范围等方面都有重要突破,在生命体系的超痕量分析中具有非常重要的意义。我国的科研人员应用该技术成功地识别了外周血中的SmIgG+B淋巴细胞。
纳米药物载体技术以纳米颗粒作为药物载体,将药物包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面,同时在颗粒表面耦联特异性的靶向分子,通过靶向分子与细
胞表面特异性受体结合,在细胞吞噬作用下进入细胞内,可实现安全有效的靶向性药物治疗。目前,科学家已采用金的纳米粒子进