納米生物材料學(xué)

1、 衛(wèi)生部肝膽腸外科研究中心衛(wèi)生部肝膽腸外科研究中心 羅羅 育育 林林概概 述述光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光通信光通信硅單晶硅單晶集成電路集成電路計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備納米材料納米材料納米技術(shù)納米技術(shù)納米材料廣泛地存在于自然界。納米材料廣泛地存在于自然界。材料是一切技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料是一切技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。隕石隕石鯊魚(yú)鯊魚(yú)珊珊 瑚瑚海藻海藻珊瑚珊瑚Sugar Beets糖用甜菜300 nmCotton Wood Sugar BeetAlgae海藻海藻 Tunicin被囊纖維素被囊纖維素 納米材料的概念納米材料的概念納米材料的特性納米材料的特性 納米材料的分類(lèi)納米材料的分類(lèi)常用的納米生物材料常用的

2、納米生物材料典型的納米材料典型的納米材料 一一. 概概 念念 納米材料納米材料是指由尺寸小于是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維材料維、一維、二維材料或由它們作為基本單元構(gòu)成的或由它們作為基本單元構(gòu)成的三維三維材料材料的總稱(chēng)。的總稱(chēng)。 材料維數(shù)材料維數(shù) 納米尺度維數(shù)納米尺度維數(shù) 非非納米尺度維數(shù)納米尺度維數(shù) 例子例子0 0 維維( (量子點(diǎn)量子點(diǎn)) ) 3 3 0 01 1 維維( (量子線量子線) )2 21 12 2 維維( (量子阱量子阱) )1 12 2納米粉末納米粉末納米纖維納米纖維/管管納米

3、膜納米膜3 3 維維0 0 3 3納米塊體納米塊體AFM picture Nanoparticles8.gifFigure 1 Nano alumina fibers Figure 2 Nano alumina fibers (note absence of particulates) (note fibers in foreground brought The rule is 200 nm long into focus) The rule is 100 nm longCarbon nanotubes納米無(wú)創(chuàng)注射器納米無(wú)創(chuàng)注射器納米管陣列納米管陣列NanomembraneAFM pictur

4、eDetailed structureNanomembraneAFM pictureDetailed structure二二. .納米材料的特性納米材料的特性 相對(duì)于普通材料而言，納米材料由納米粒子（或稱(chēng)為相對(duì)于普通材料而言，納米材料由納米粒子（或稱(chēng)為納米結(jié)構(gòu)單元）組成。納米粒子一般是指尺寸在納米結(jié)構(gòu)單元）組成。納米粒子一般是指尺寸在1100 nm之間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域；之間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域；從通常的微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微從通常的微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型的介觀系統(tǒng)。納

5、觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種典型的介觀系統(tǒng)。納米材料由于晶粒極細(xì)，原子大量處于晶界和晶粒內(nèi)的缺陷米材料由于晶粒極細(xì)，原子大量處于晶界和晶粒內(nèi)的缺陷中心，本身具有中心，本身具有表面效應(yīng)、小尺寸表面效應(yīng)、小尺寸/量子尺寸效應(yīng)和宏觀量量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)子隧道效應(yīng)等，而顯示出許多既不同于微觀的原子、分子，等，而顯示出許多既不同于微觀的原子、分子，又不同于宏觀物體的奇異的物理、化學(xué)特性，即它的光學(xué)、又不同于宏觀物體的奇異的物理、化學(xué)特性，即它的光學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)以及化學(xué)性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)以及化學(xué)性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比將會(huì)有顯著的不同。將會(huì)有顯著的不同。 1

6、.1.表面效應(yīng)表面效應(yīng) 固體材料表面的原子與內(nèi)部的原子所處的環(huán)境是不同固體材料表面的原子與內(nèi)部的原子所處的環(huán)境是不同的，當(dāng)材料的粒徑大于原子直徑時(shí)，表面原子可以忽略；的，當(dāng)材料的粒徑大于原子直徑時(shí)，表面原子可以忽略；但當(dāng)粒徑逐漸接近于原子直徑時(shí)，表面原子的數(shù)目及其作但當(dāng)粒徑逐漸接近于原子直徑時(shí)，表面原子的數(shù)目及其作用就不能忽略，而且這時(shí)晶粒的表面積、表面能和表面結(jié)用就不能忽略，而且這時(shí)晶粒的表面積、表面能和表面結(jié)合能等都發(fā)生了很大的變化，人們把由此而引起的種種特合能等都發(fā)生了很大的變化，人們把由此而引起的種種特異效應(yīng)統(tǒng)稱(chēng)為表面效應(yīng)。異效應(yīng)統(tǒng)稱(chēng)為表面效應(yīng)。比表面積比表面積表面原子百分?jǐn)?shù)表面原子百

7、分?jǐn)?shù)納米顆粒的表面能高、活性強(qiáng)納米顆粒的表面能高、活性強(qiáng)顆粒直徑顆粒直徑 納米材料的表面效應(yīng)納米材料的表面效應(yīng)是指納米粒子的表面原子是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化。的性質(zhì)上的變化。性質(zhì)變化性質(zhì)變化球形顆粒的比表面積 = S/V = 42/（4/3）3 = 3/高表面活性高表面活性 交聯(lián)或吸附性強(qiáng)交聯(lián)或吸附性強(qiáng)Drug / Gene Delivery System 藥物藥物/基因轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)基因轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)吸附在細(xì)胞膜上吸附在細(xì)胞膜上胞吞作用胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞吸附藥物吸附藥物/質(zhì)粒質(zhì)粒DNA納米粒納米粒納

8、米粒納米粒-藥物藥物/DNA復(fù)合物復(fù)合物納米載體納米載體-綠色綠色熒光蛋白報(bào)道熒光蛋白報(bào)道基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞納米粒納米粒納米粒納米粒納米粒吸附納米粒吸附Ab 或或Ag用于檢測(cè)或?qū)蚣夹g(shù)用于檢測(cè)或?qū)蚣夹g(shù)1 nm10 nm102 nm103 nm104 nm105 nmParts of DNA, VirusCellsProteins, EnzymesNanoparticles BeadsBIOMAT 190802MH NanoparticleAntibodyAntigen Organic bead with inorganic nanoparticles Cells like macrop

9、hages, lymphocytes etc.2.2.小尺寸效應(yīng)小尺寸效應(yīng) 小尺寸效應(yīng)小尺寸效應(yīng)是指是指 由于顆粒尺寸變小所由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化。引起的宏觀物理性質(zhì)的變化。尺寸變小尺寸變小 + 比表面積比表面積 新奇的性質(zhì)新奇的性質(zhì) 光學(xué)光學(xué)熱學(xué)熱學(xué)力學(xué)力學(xué)磁學(xué)磁學(xué) 由無(wú)數(shù)的原子構(gòu)成固體時(shí)，單獨(dú)原子的能級(jí)就并合成由無(wú)數(shù)的原子構(gòu)成固體時(shí)，單獨(dú)原子的能級(jí)就并合成能帶，由于電子數(shù)目很多，能帶中能級(jí)的間距很小，因此能帶，由于電子數(shù)目很多，能帶中能級(jí)的間距很小，因此可以看作是連續(xù)的。對(duì)介于原子、分子與大塊固體之間的可以看作是連續(xù)的。對(duì)介于原子、分子與大塊固體之間的納米顆粒而言，大塊

10、材料中連續(xù)的能帶將分裂為分立的能納米顆粒而言，大塊材料中連續(xù)的能帶將分裂為分立的能級(jí)；能級(jí)間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。當(dāng)熱能、電場(chǎng)級(jí)；能級(jí)間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。當(dāng)熱能、電場(chǎng)能或者磁場(chǎng)能比平均的能級(jí)間距還小時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)一系列能或者磁場(chǎng)能比平均的能級(jí)間距還小時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)一系列與宏觀物體截然不同的反常特性，稱(chēng)之為與宏觀物體截然不同的反常特性，稱(chēng)之為量子量子/ /小尺寸效小尺寸效應(yīng)應(yīng)。例如，導(dǎo)電的金屬在超微顆粒時(shí)可以變成絕緣體，磁例如，導(dǎo)電的金屬在超微顆粒時(shí)可以變成絕緣體，磁矩的大小矩的大小與與顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會(huì)反顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會(huì)反常變化，光譜線會(huì)產(chǎn)

11、生向短波長(zhǎng)方向的移動(dòng)，這就是常變化，光譜線會(huì)產(chǎn)生向短波長(zhǎng)方向的移動(dòng)，這就是量子量子尺寸效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)尺寸效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)。 （1 1） 特殊的光學(xué)性質(zhì)特殊的光學(xué)性質(zhì) 納米顆粒當(dāng)尺寸小到一定程度時(shí)具有很強(qiáng)的吸光性。納米顆粒當(dāng)尺寸小到一定程度時(shí)具有很強(qiáng)的吸光性。金屬納米顆粒對(duì)光的反射率很低，通?？傻陀诮饘偌{米顆粒對(duì)光的反射率很低，通?？傻陀趌 l，大約幾微米的厚度就能完全消光。幾乎所有的金屬納大約幾微米的厚度就能完全消光。幾乎所有的金屬納米顆粒都可呈現(xiàn)黑色。米顆粒都可呈現(xiàn)黑色。 納米涂料納米涂料隱形飛機(jī)（2 2） 特殊的磁學(xué)性質(zhì)特殊的磁學(xué)性質(zhì) 納米顆粒的磁性與大塊材料的磁性有顯著的不同，納米顆粒的磁

12、性與大塊材料的磁性有顯著的不同，磁性納米顆粒具有磁性納米顆粒具有高矯頑力高矯頑力。當(dāng)純鐵顆粒尺寸減小到。當(dāng)純鐵顆粒尺寸減小到一定程度（二十個(gè)納米）時(shí)，一定程度（二十個(gè)納米）時(shí)，其矯頑力可其矯頑力可顯著顯著增加增加；尺寸減小到尺寸減小到 6nm 6nm 時(shí)，時(shí)，其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出超順磁性超順磁性。 生物磁性生物磁性納米顆粒納米顆粒生物體內(nèi)磁性超微顆粒生物體內(nèi)磁性超微顆粒-生物磁羅盤(pán)生物磁羅盤(pán)磁性阿霉素磁性阿霉素納米粒在磁場(chǎng)中的定向運(yùn)動(dòng)納米粒在磁場(chǎng)中的定向運(yùn)動(dòng)磁性納米粒磁性納米粒運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)軌跡磁性納米球用于細(xì)胞分離癌癥診斷磁性納米粒在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（3 3

13、） 特殊的熱學(xué)性質(zhì)特殊的熱學(xué)性質(zhì) 固態(tài)物質(zhì)在大尺寸形態(tài)時(shí)，其熔點(diǎn)是固定的，超固態(tài)物質(zhì)在大尺寸形態(tài)時(shí)，其熔點(diǎn)是固定的，超細(xì)微化后其細(xì)微化后其熔點(diǎn)熔點(diǎn)將顯著將顯著降低降低，當(dāng)顆粒小于，當(dāng)顆粒小于1010納米量納米量級(jí)時(shí)尤為顯著。級(jí)時(shí)尤為顯著。 （4 4）特殊的力學(xué)性質(zhì)）特殊的力學(xué)性質(zhì)呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3 35 5倍。倍。 陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。 電子具有粒子性又具有波動(dòng)性，因此存在電子具有粒子性又

14、具有波動(dòng)性，因此存在隧道效應(yīng)。隧道效應(yīng)。 納米顆粒的一些宏觀物理量，如納米顆粒的一些宏觀物理量，如顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量等，顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量等，亦顯示出隧道效應(yīng)，稱(chēng)之為亦顯示出隧道效應(yīng)，稱(chēng)之為宏觀的量子隧道效宏觀的量子隧道效應(yīng)。應(yīng)。3.3.宏觀量子隧道效應(yīng)宏觀量子隧道效應(yīng)三三. 納米材料分類(lèi)納米材料分類(lèi)納米粉末：碳酸鈣，白炭黑，氧化鋅納米纖維：納米絲、納米棒、納米管納米膜： 超薄膜、多層膜、超晶格納米液體材料納米塊體: 納米Cu的塊體材料 材料的形材料的形態(tài)態(tài)物理性能納米半導(dǎo)體納米磁性材料納米非線性光學(xué)材料納米鐵電體納米超導(dǎo)材料納米熱電材料化學(xué)結(jié)構(gòu)納米金屬

15、納米晶體納米陶瓷納米玻璃納米高分子材料納米復(fù)合材料應(yīng)用納米電子材料納米光電子材料納米生物醫(yī)學(xué)材料納米敏感材料納米儲(chǔ)能材料 四四. 納米生物材料的制備納米生物材料的制備 固相法反應(yīng)物的聚合狀態(tài) 液相法 氣相法 納米顆粒的作用受其尺寸、形貌和結(jié)構(gòu)的影響。納米顆粒的作用受其尺寸、形貌和結(jié)構(gòu)的影響。不是所有納米尺寸的顆粒都能起作用，納米顆粒的尺不是所有納米尺寸的顆粒都能起作用，納米顆粒的尺寸也不是越小越好；特定的技術(shù)領(lǐng)域需要特定尺寸、寸也不是越小越好；特定的技術(shù)領(lǐng)域需要特定尺寸、大小均一的納米顆粒才能發(fā)揮最佳效果。大小均一的納米顆粒才能發(fā)揮最佳效果。四四.幾種典型的納米材料幾種典型的納米材料 1.納米

16、顆粒型材料納米顆粒型材料應(yīng)用時(shí)直接使用納米顆粒的材料稱(chēng)為納米顆粒型材料。應(yīng)用時(shí)直接使用納米顆粒的材料稱(chēng)為納米顆粒型材料。 納米金屬磁粉納米金屬磁粉 高密度金屬磁帶、磁盤(pán) 超微顆粒催化劑超微顆粒催化劑 鎳和鋼-鋅合金的超微顆粒 ，超細(xì)鐵粉 磁性磁性納米顆粒納米顆粒 藥劑的載體 納米金顆粒納米金顆粒 金溶膠 +Ag/Ab 間接凝集試驗(yàn) (快速診斷 ) 超細(xì)的銀超細(xì)的銀/ /鎳粉輕燒結(jié)體鎳粉輕燒結(jié)體 電池的電極 納米隱身納米隱身涂料涂料軍事（吸波特性，波的反射率） 2.2.納米固體材料納米固體材料 納米固體材料通常指由尺寸小于納米固體材料通常指由尺寸小于1515納米的超微顆粒在高納米的超微顆粒在高壓

17、力下壓制成型，或再經(jīng)一定熱處理工序后所生成的致密壓力下壓制成型，或再經(jīng)一定熱處理工序后所生成的致密型固體材料。型固體材料。 主要特征是具有巨大的顆粒間界面，主要特征是具有巨大的顆粒間界面，原子的擴(kuò)散系數(shù)原子的擴(kuò)散系數(shù)大大大大提高，提高，使得納米材料具有高韌性。使得納米材料具有高韌性。 普通陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但又具有脆性和難以加工等缺點(diǎn)。 納米陶瓷納米陶瓷增加韌性，改善脆性 復(fù)合納米固體材復(fù)合納米固體材料料金屬陶瓷金屬陶瓷 ：含有20超微鉆顆粒-火箭噴氣口的耐高溫材料 金屬鋁中含進(jìn)少量的納米陶瓷顆粒-重量輕、強(qiáng)度高、 韌性好、耐熱性強(qiáng)的新型結(jié)構(gòu)材料。 漸變功能材料漸變功能材

18、料 ：成分緩慢連續(xù)地發(fā)生變化的材料。 耐高溫陶瓷表面陶瓷與金屬的復(fù)合體導(dǎo)熱性好的金屬 （與冷卻系統(tǒng)相接觸 ） 用途：航天飛機(jī)隔熱材料、核聚變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料； 人造器官 3.3.納米膜材料納米膜材料 顆粒膜材料是指將顆粒嵌于薄膜中所生成的復(fù)合薄膜。 通常選用兩種在高溫互不相溶的組分制成復(fù)合靶材，在基片上生成復(fù)合膜，當(dāng)兩組份的比例大致相當(dāng)時(shí),就生成迷陣狀的復(fù)合膜，因此改變?cè)及胁闹袃煞N組份的比例可以很方便地改變顆粒膜中的顆粒大小與形態(tài)，從而控制膜的特性。如對(duì)金屬與非金屬?gòu)?fù)合膜，改變組成比例可使膜的導(dǎo)電性質(zhì)從金屬導(dǎo)電型轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體。 金顆粒膜金顆粒膜紅外線傳感元件 氧化錫顆粒膜氧化錫顆粒膜 氣體一

19、濕度多功能傳感器 鉻鉻三氧化二鉻顆粒三氧化二鉻顆粒膜膜 吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?顆粒膜傳感器顆粒膜傳感器的優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高響應(yīng)速度、高精度、低能的優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高響應(yīng)速度、高精度、低能耗和小型化。耗和小型化。 4.4.納米磁性液體材料納米磁性液體材料 磁性液體是由超細(xì)微粒包覆一層長(zhǎng)鍵的有機(jī)表面活性劑，磁性液體是由超細(xì)微粒包覆一層長(zhǎng)鍵的有機(jī)表面活性劑，高度彌散于一定基液中，而構(gòu)成穩(wěn)定的具有磁性的液體。高度彌散于一定基液中，而構(gòu)成穩(wěn)定的具有磁性的液體。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：可以在外磁場(chǎng)作用下整體地運(yùn)動(dòng)可以在外磁場(chǎng)作用下整體地運(yùn)動(dòng) 。 金屬磁性微粒制成的磁性液體金屬磁性微粒制成的磁性液體 用途用

20、途 ： （1）旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)密封 （2）提高揚(yáng)聲器輸出功率（3）各種阻尼器件 （4）分離不同比重的非磁性金屬與礦物 五五. .納米生物醫(yī)用材料及其應(yīng)用納米生物醫(yī)用材料及其應(yīng)用 1.1.細(xì)胞分離用納米材料細(xì)胞分離用納米材料 利用納米復(fù)合粒子性能穩(wěn)定、不與膠體溶液反應(yīng)利用納米復(fù)合粒子性能穩(wěn)定、不與膠體溶液反應(yīng)且易實(shí)現(xiàn)與細(xì)胞分離等特點(diǎn)且易實(shí)現(xiàn)與細(xì)胞分離等特點(diǎn),可將納米粒子應(yīng)用于診療可將納米粒子應(yīng)用于診療中進(jìn)行細(xì)胞分離。中進(jìn)行細(xì)胞分離。 美國(guó)科學(xué)家用美國(guó)科學(xué)家用納米納米SiO2微粒微粒很容易將懷孕很容易將懷孕8星期左右婦女星期左右婦女的血樣中極少量的胎兒細(xì)胞分離出來(lái)的血樣中極少量的胎兒細(xì)胞分離出來(lái),并能準(zhǔn)

21、確地判斷是否并能準(zhǔn)確地判斷是否有遺傳缺陷；挪威工科大學(xué)的研究人員有遺傳缺陷；挪威工科大學(xué)的研究人員,利用利用納米磁性粒子納米磁性粒子成功地進(jìn)行了人體骨骼液中腫瘤細(xì)胞的分離；利用納米微成功地進(jìn)行了人體骨骼液中腫瘤細(xì)胞的分離；利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離技術(shù)很可能在腫瘤早期從血液中檢查出癌粒進(jìn)行細(xì)胞分離技術(shù)很可能在腫瘤早期從血液中檢查出癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。 利用不同抗體對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼組織的敏利用不同抗體對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼組織的敏感程度和親和力的顯著差異感程度和親和力的顯著差異, ,選擇抗體種類(lèi)，將納米選擇抗體種類(lèi)，將納米金粒子與預(yù)先精制的抗體或

22、單克隆抗體混合金粒子與預(yù)先精制的抗體或單克隆抗體混合, ,制備成制備成多種多種納米金納米金/ /抗體復(fù)合物抗體復(fù)合物。 2.用于細(xì)胞內(nèi)部染色的納米材料用于細(xì)胞內(nèi)部染色的納米材料 借助復(fù)合粒子分別與細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼系統(tǒng)結(jié)合而借助復(fù)合粒子分別與細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼系統(tǒng)結(jié)合而形成的復(fù)合物形成的復(fù)合物, ,在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征顏色在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征顏色( (如如10nm 10nm 的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色),),從而給各種組從而給各種組合合“貼上貼上”了不同顏色的標(biāo)簽了不同顏色的標(biāo)簽, ,因而為提高細(xì)胞內(nèi)組織的因而為提高細(xì)胞內(nèi)組織的分辨率提

23、供了一種急需的染色技術(shù)。分辨率提供了一種急需的染色技術(shù)。 應(yīng)用不同的材料制備納米顆粒并通過(guò)改變其應(yīng)用不同的材料制備納米顆粒并通過(guò)改變其大小大小和和形形狀狀可以改變納米顆粒的光散射性質(zhì)。以此為基礎(chǔ)可制備多可以改變納米顆粒的光散射性質(zhì)。以此為基礎(chǔ)可制備多種顏色的納米顆粒標(biāo)簽。改變納米顆粒的形狀不僅可以改種顏色的納米顆粒標(biāo)簽。改變納米顆粒的形狀不僅可以改變其光散射特征，還可以改變其他特征如產(chǎn)生諧波等。變其光散射特征，還可以改變其他特征如產(chǎn)生諧波等。 例如：球形納米銀顆粒不散射紅光，而棱柱形納米銀例如：球形納米銀顆粒不散射紅光，而棱柱形納米銀顆粒卻呈紅色。顆粒卻呈紅色。 這些不同顏色的納米顆粒標(biāo)簽表面

24、包被細(xì)胞特異性抗體/配體后，可進(jìn)行組織/細(xì)胞染色或標(biāo)記、疾病的診斷及示蹤技術(shù)。3.納米藥物控釋材料納米藥物控釋材料 納米粒子不但具有能穿過(guò)組織間隙并被細(xì)胞吸收、納米粒子不但具有能穿過(guò)組織間隙并被細(xì)胞吸收、可通過(guò)人體最小的毛細(xì)血管、甚至可通過(guò)血腦屏障等可通過(guò)人體最小的毛細(xì)血管、甚至可通過(guò)血腦屏障等特性特性, 而且還具有靶向、緩釋、高效、低毒且可實(shí)現(xiàn)而且還具有靶向、緩釋、高效、低毒且可實(shí)現(xiàn)口服、靜脈注射及敷貼等多種給藥途徑等許多優(yōu)點(diǎn)?？诜?、靜脈注射及敷貼等多種給藥途徑等許多優(yōu)點(diǎn)。 載地塞米松的乳酸載地塞米松的乳酸-乙酸納米粒子乙酸納米粒子 有效治療動(dòng)脈再狹窄 聚乙烯吡咯烷酮包覆紫松醇聚乙烯吡咯烷酮

25、包覆紫松醇 納米粒子抗癌新藥 聚氰基丙烯酸己酯包覆胰島素聚氰基丙烯酸己酯包覆胰島素 延長(zhǎng)作用時(shí)間，提高療效載抗增生藥物的乳酸載抗增生藥物的乳酸-乙醇酸納米粒子乙醇酸納米粒子 有效防止冠狀動(dòng)脈 再狹窄 4.納米抗菌材料及創(chuàng)傷敷料納米抗菌材料及創(chuàng)傷敷料利用+可使細(xì)胞膜上的蛋白失活, 從而殺死細(xì)菌。 利用該類(lèi)材料的光催化作用, 與2反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的羥基以殺死病菌 ZnOZnO、TiOTiO2 2等光觸媒型納米抗菌材料等光觸媒型納米抗菌材料 +系抗菌材料系抗菌材料: 內(nèi)部有特殊的結(jié)構(gòu)而帶有不飽和的負(fù)電荷,具有強(qiáng)烈的陽(yáng)離子交換能力,對(duì)病菌、細(xì)菌有強(qiáng)的吸附固定作用,從而起到抗菌作用。 -18-18納

26、米蒙脫土等無(wú)機(jī)材料納米蒙脫土等無(wú)機(jī)材料 殼聚糖等高分子聚合物殼聚糖等高分子聚合物 Figure. AFMs of S. choleraesuis cells after treatment with chitosan nanoparticles for different time. 30min1h1.5h2h3huntreated5.5.納米顆粒中藥及保健品納米顆粒中藥及保健品 納米級(jí)中藥粒子納米級(jí)中藥粒子 可溶于水, 有效提高藥物利用率 口服膠囊、口服液或膏藥 納米膠囊或納米粒子懸浮液保健品納米膠囊或納米粒子懸浮液保健品 毒性，活性（硒旺膠囊 ）6. 納米醫(yī)用陶瓷納米醫(yī)用陶瓷納米陶瓷在人工

27、骨、人工關(guān)節(jié)、人工齒以及牙種植體、耳納米陶瓷在人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工齒以及牙種植體、耳聽(tīng)骨修復(fù)體等人工器官制造及臨床應(yīng)用領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用聽(tīng)骨修復(fù)體等人工器官制造及臨床應(yīng)用領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。前景。 納米級(jí)羥基磷灰石復(fù)合材料納米級(jí)羥基磷灰石復(fù)合材料 聚酰胺聚酰胺/納米納米HA晶體生物活性材料晶體生物活性材料ZrOZrO2 2 的納米羥基磷灰石復(fù)合材料的納米羥基磷灰石復(fù)合材料 納米納米TiOTiO2 / /聚合物復(fù)合材料聚合物復(fù)合材料 納米磷酸鈣納米磷酸鈣/膠原基骨材料膠原基骨材料 圖圖1.1.納米磷酸鈣納米磷酸鈣/ /膠原的膠原的TEMTEM 可知可知磷酸鈣磷酸鈣/膠原層間距為膠原層間距為11.7nm 與骨與骨組織里的組織里的7.1nm 7.1nm 十分接近，均為一十分接近，均為一種傾斜的層狀結(jié)構(gòu)。種傾斜的層狀結(jié)構(gòu)。圖圖2.2.納米磷酸鈣納米磷酸鈣/ /膠原基骨材料膠原基骨材料SEMSEM 可知納米磷酸鈣膠原基骨材料的多孔可知納米磷酸鈣膠原基骨材料的多孔結(jié)構(gòu)與天然松質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)相同，有結(jié)構(gòu)與天然松質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)相同，有利于細(xì)胞的長(zhǎng)入和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的交換，利于細(xì)胞