現(xiàn)代生命科學(xué)與生物技術(shù)納米生物技術(shù)

1、1納米納米（nm）是一個(gè)空間尺度的單位，）是一個(gè)空間尺度的單位，1納米等于納米等于 110-9米米納米科技納米科技（Nanometer Science and Technology） 指的就是在指的就是在納米尺度納米尺度（1100 nm）上研究物質(zhì)（包）上研究物質(zhì)（包括原子、分子的操縱）的特性和相互作用，以及利用這括原子、分子的操縱）的特性和相互作用，以及利用這些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)目前納米科技的新興領(lǐng)域有納米物理學(xué)、納米化學(xué)、目前納米科技的新興領(lǐng)域有納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米計(jì)量學(xué)、納米生物學(xué)和納米醫(yī)藥學(xué)等納米電子學(xué)、納米計(jì)量學(xué)、納米生物學(xué)和

2、納米醫(yī)藥學(xué)等10.1.1 納米和納米科技概述概述2概述概述納米科技的早期發(fā)展歷程 納米科技的思想最早由美國(guó)物理學(xué)家納米科技的思想最早由美國(guó)物理學(xué)家Feynman 1959年年12月在加州月在加州理工學(xué)院召開(kāi)的全美物理學(xué)會(huì)會(huì)議上提出理工學(xué)院召開(kāi)的全美物理學(xué)會(huì)會(huì)議上提出 1981年，瑞士蘇黎世年，瑞士蘇黎世IBM 實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室的Binnig 和和Rohrer 發(fā)明了發(fā)明了掃瞄隧掃瞄隧道顯微鏡道顯微鏡（STM），首次實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)直接），首次實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)直接“看看”到單個(gè)原子的愿到單個(gè)原子的愿望望 1985年，年，Binnig 和和Quate在美國(guó)斯坦福大學(xué)發(fā)明了在美國(guó)斯坦福大學(xué)發(fā)明了原子力顯微鏡原子力

3、顯微鏡（AFM） STM 和和AFM 構(gòu)成了構(gòu)成了掃描探針顯微鏡掃描探針顯微鏡（SPM）的主體。使用）的主體。使用SPM能能觀察和操縱一個(gè)個(gè)原子和分子。觀察和操縱一個(gè)個(gè)原子和分子。 SPM 的發(fā)明和廣泛應(yīng)用直接促進(jìn)了納米科技的誕生，的發(fā)明和廣泛應(yīng)用直接促進(jìn)了納米科技的誕生，Binnig 、Rohrer 和和 Quate 分享了分享了1986年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 1989年，美國(guó)加州年，美國(guó)加州IBM 實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室的Eigler 博士使用博士使用STM 將將35個(gè)氙原個(gè)氙原子排布成了世界上最小的子排布成了世界上最小的IBM 商標(biāo)，首次實(shí)現(xiàn)了商標(biāo)，首次實(shí)現(xiàn)了Feynman 的設(shè)想：的

4、設(shè)想：按照人的意按照人的意 愿排布一個(gè)個(gè)原子來(lái)構(gòu)建納米器件愿排布一個(gè)個(gè)原子來(lái)構(gòu)建納米器件 1990年，在美國(guó)巴爾的摩市召開(kāi)了第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議年，在美國(guó)巴爾的摩市召開(kāi)了第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議310.1.3 生物大分子的觀測(cè)和操縱n掃描探針顯微鏡（掃描探針顯微鏡（SPM）是研究生物大分子的有力工是研究生物大分子的有力工具，包括掃描隧道顯微鏡（具，包括掃描隧道顯微鏡（STM），原子力顯微鏡），原子力顯微鏡（AFM），力調(diào)制顯微鏡（），力調(diào)制顯微鏡（FMM），相位檢測(cè)顯微鏡），相位檢測(cè)顯微鏡（PDM）、靜電力顯微鏡）、靜電力顯微鏡 （EFM）、電容掃描顯微鏡）、電容掃描顯微鏡（SCM）、

5、熱掃描顯）、熱掃描顯 微鏡（微鏡（SThM）和近場(chǎng)光隧道掃）和近場(chǎng)光隧道掃描顯微鏡描顯微鏡 （NSOM）等各種系列顯微鏡）等各種系列顯微鏡nSTM由探針及掃描器、電子學(xué)控制和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理由探針及掃描器、電子學(xué)控制和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和顯示三部分組成和顯示三部分組成nAFM是通過(guò)探針與樣品原子間斥力梯度信息成像的，是通過(guò)探針與樣品原子間斥力梯度信息成像的，它不受樣品導(dǎo)電性的影響它不受樣品導(dǎo)電性的影響410.1.4 納米生物技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀n納米生物技術(shù)是國(guó)際生物技術(shù)領(lǐng)域前沿的研發(fā)熱點(diǎn)，納米生物技術(shù)是國(guó)際生物技術(shù)領(lǐng)域前沿的研發(fā)熱點(diǎn)，美、美、 日、德等發(fā)達(dá)國(guó)家已將其列入國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)日、德等發(fā)達(dá)國(guó)

6、家已將其列入國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并斥巨資投入該項(xiàng)研究域，并斥巨資投入該項(xiàng)研究n我國(guó)納米生物技術(shù)研究主要集中在納米藥物載體、我國(guó)納米生物技術(shù)研究主要集中在納米藥物載體、納米診斷技術(shù)、納米生物材料和納米中藥等方面納米診斷技術(shù)、納米生物材料和納米中藥等方面n2003年，衛(wèi)生部納米生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在中南大年，衛(wèi)生部納米生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在中南大學(xué)（湖南省長(zhǎng)沙市）掛牌成立學(xué)（湖南省長(zhǎng)沙市）掛牌成立n我國(guó)納米生物技術(shù)的未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)將在藥物和轉(zhuǎn)基我國(guó)納米生物技術(shù)的未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)將在藥物和轉(zhuǎn)基因納米載體、組織相容性納米生物材料和體內(nèi)植入因納米載體、組織相容性納米生物材料和體內(nèi)植入物、納米診斷技術(shù)和納米中藥等重要

7、領(lǐng)域，以提高物、納米診斷技術(shù)和納米中藥等重要領(lǐng)域，以提高疾病的早期診斷效率和療效為目標(biāo)疾病的早期診斷效率和療效為目標(biāo)510.2 納米生物材料納米生物材料n應(yīng)用于生命科學(xué)中的納米材料可稱(chēng)之為應(yīng)用于生命科學(xué)中的納米材料可稱(chēng)之為納米生物材納米生物材料料n納米生物材料主要包括兩類(lèi)：一類(lèi)是適合于生物體納米生物材料主要包括兩類(lèi)：一類(lèi)是適合于生物體內(nèi)應(yīng)用的納米材料，其特征是具有良好的生物兼容內(nèi)應(yīng)用的納米材料，其特征是具有良好的生物兼容性，如組織工程材料等；另一類(lèi)是利用生物分子的性，如組織工程材料等；另一類(lèi)是利用生物分子的特性而發(fā)展的納米材料，可能不再適用于生物體內(nèi)，特性而發(fā)展的納米材料，可能不再適用于生物體

8、內(nèi)，而被用于其他用途，如分子馬達(dá)等而被用于其他用途，如分子馬達(dá)等n納米生物材料具有特殊的生物學(xué)效應(yīng)納米生物材料具有特殊的生物學(xué)效應(yīng)610.2.1 天然納米生物材料天然納米生物材料n生物馬達(dá)是一類(lèi)能夠?qū)⑸锺R達(dá)是一類(lèi)能夠?qū)TP水解產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化水解產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的生物大分子或復(fù)合物，主要包括為機(jī)械能的生物大分子或復(fù)合物，主要包括 Kinesin與與Dynein超家族、以及與超家族、以及與DNA相互作用的相互作用的蛋白質(zhì)，也稱(chēng)作納米機(jī)器蛋白質(zhì)，也稱(chēng)作納米機(jī)器nATP合成酶是世界上最小的馬達(dá)蛋白合成酶是世界上最小的馬達(dá)蛋白n納米馬達(dá)也能以與納米馬達(dá)也能以與DNA結(jié)合的單個(gè)蛋白分子形式存

9、結(jié)合的單個(gè)蛋白分子形式存在在nDNA易合成，具有高度特異性與柔韌性，是構(gòu)建納易合成，具有高度特異性與柔韌性，是構(gòu)建納米機(jī)器的最佳材料米機(jī)器的最佳材料7n2000年8月，Bell實(shí)驗(yàn)室和牛津大學(xué)的研究者開(kāi)發(fā)了第一個(gè)DNA馬達(dá)。據(jù)預(yù)測(cè)，DNA馬達(dá)技術(shù)可制造比當(dāng)今快1000倍的計(jì)算機(jī)。在制作DNA馬達(dá)時(shí)DNA既是結(jié)構(gòu)材料，而且也作為“燃料”。 8n科學(xué)家一直在研究微生物的機(jī)械本領(lǐng)并試圖把它應(yīng)用到納米機(jī)械的設(shè)計(jì)中去。例如大腸桿菌等細(xì)菌的移動(dòng)靠的是一種稱(chēng)為鞭毛馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。微生物的鞭毛馬達(dá)雖然只有30至50納米，但它的效率卻極高。這種效率相當(dāng)于只需百分之一馬力就可以使體重60公斤的人像騎摩托車(chē)一樣飛速

10、前進(jìn)。 910.2.2 納米仿生材料納米仿生材料n核酸與蛋白質(zhì)是執(zhí)行生命功能的重要納米成核酸與蛋白質(zhì)是執(zhí)行生命功能的重要納米成分，分， 是最好的天然納米生物材料是最好的天然納米生物材料n納米仿生材料研究，不僅涉及基因與蛋白質(zhì)納米仿生材料研究，不僅涉及基因與蛋白質(zhì)的結(jié)的結(jié) 構(gòu)與功能，還包括它們的識(shí)別、結(jié)合、構(gòu)與功能，還包括它們的識(shí)別、結(jié)合、相變、特相變、特 殊因子的釋放、生物電化學(xué)信號(hào)的殊因子的釋放、生物電化學(xué)信號(hào)的產(chǎn)生與傳導(dǎo)、產(chǎn)生與傳導(dǎo)、 生物力學(xué)與熱力學(xué)特性生物力學(xué)與熱力學(xué)特性n生物礦化是指在生物體內(nèi)形成礦物質(zhì)（生物生物礦化是指在生物體內(nèi)形成礦物質(zhì)（生物礦物）的過(guò)程，生物礦化為納米生物材料的

11、礦物）的過(guò)程，生物礦化為納米生物材料的設(shè)計(jì)加工提供了有效的手段設(shè)計(jì)加工提供了有效的手段1010.2.3 納米醫(yī)學(xué)材料n氧化物陶瓷是一類(lèi)重要的組織工程材料，在臨床上主要用于氧化物陶瓷是一類(lèi)重要的組織工程材料，在臨床上主要用于人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工骨釘、人工齒、種植牙和耳聽(tīng)骨修人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工骨釘、人工齒、種植牙和耳聽(tīng)骨修復(fù)等復(fù)等n模仿天然的細(xì)胞外基質(zhì)模仿天然的細(xì)胞外基質(zhì)膠原的結(jié)構(gòu)制成的含有納米纖維膠原的結(jié)構(gòu)制成的含有納米纖維的生物可降解材料已開(kāi)始應(yīng)用于組織工程的體外及的生物可降解材料已開(kāi)始應(yīng)用于組織工程的體外及 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)n碳基納米生物材料在人工心臟瓣膜、人工骨、人工關(guān)節(jié)、人碳基納米

12、生物材料在人工心臟瓣膜、人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工齒根等方面具有廣泛的應(yīng)用工齒根等方面具有廣泛的應(yīng)用n納米高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如免疫分析、藥物控釋載納米高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如免疫分析、藥物控釋載體和介入性診療等方面都有著廣泛應(yīng)用體和介入性診療等方面都有著廣泛應(yīng)用n納米材料在臨床應(yīng)用的一個(gè)主要問(wèn)題是這些材料能否被機(jī)體納米材料在臨床應(yīng)用的一個(gè)主要問(wèn)題是這些材料能否被機(jī)體免疫系統(tǒng)接受免疫系統(tǒng)接受11生物電線 nDNA是一種理想的構(gòu)建材料。近來(lái)，科學(xué)家通過(guò)在DNA的表面覆蓋金屬原子的培植方法，合成了導(dǎo)電的DNA鏈。Jeremy Lee等人發(fā)現(xiàn)通過(guò)pH值的適當(dāng)調(diào)控，DNA可以穩(wěn)定地把鋅、鈷、鎳等

13、金屬離子并入其雙螺旋中心，并找到了在高的pH值等基本條件下，穩(wěn)定DNA含有金屬離子的狀態(tài)，并仍然保持選擇性地結(jié)合其他分子的能力，由此獲得了新的DNA導(dǎo)電體。還有，將DNA接在兩個(gè)金電極之間，將銀離子交換到表面上，最后將銀離子還原為銀，就成為直徑在100nm左右、長(zhǎng)度可達(dá)微米級(jí)的銀線。12n納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療。第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，第三代納米機(jī)器人將包含有納米計(jì)算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的裝置。 13n美國(guó)佛羅里達(dá)

14、大學(xué)的科學(xué)家最近研制出一種能夠100%地殺滅丙肝病毒的納米機(jī)器人。這種納米機(jī)器人由兩組物質(zhì)構(gòu)成：一組是能夠攻擊并摧毀RNA（參與復(fù)制丙肝相關(guān)蛋白）的酶，另一部分是一種寡核苷酸，能識(shí)別疾病相關(guān)蛋白并將酶送過(guò)去消除危害。在細(xì)胞培養(yǎng)和小鼠實(shí)驗(yàn)中，這個(gè)新方法已達(dá)到了近乎100%的有效率，且沒(méi)有任何副作用，例如免疫系統(tǒng)反應(yīng)。這項(xiàng)新成果促進(jìn)了醫(yī)療納米機(jī)器人的發(fā)展，目前也逐步向臨床應(yīng)用邁進(jìn)。 1410.3.1 納米生物傳感器基本概念納米生物傳感器基本概念n“酶電極酶電極”是出現(xiàn)最早的生物傳感器是出現(xiàn)最早的生物傳感器n生物傳感器生物傳感器是能夠感受生物量并轉(zhuǎn)換成可用輸是能夠感受生物量并轉(zhuǎn)換成可用輸出出 信號(hào)的

15、傳感器，是一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物體內(nèi)、信號(hào)的傳感器，是一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物體內(nèi)、組織、細(xì)胞內(nèi)各項(xiàng)成分、性質(zhì)指標(biāo)的技術(shù)組織、細(xì)胞內(nèi)各項(xiàng)成分、性質(zhì)指標(biāo)的技術(shù)n生物傳感器具有靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)快、生物傳感器具有靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)快、 操作簡(jiǎn)便、樣品需要量少、易于微型化、價(jià)格操作簡(jiǎn)便、樣品需要量少、易于微型化、價(jià)格低低 廉等特點(diǎn)，因此，在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、廉等特點(diǎn)，因此，在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品食品 醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域得到迅速發(fā)展和應(yīng)用醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域得到迅速發(fā)展和應(yīng)用15n生物傳感器主要由兩部分組成：其一是分子識(shí)別元生物傳感器主要由兩部分組成：其一是分子識(shí)別元件件 或稱(chēng)感受器，由具有分子識(shí)別能力的生物活

16、性物或稱(chēng)感受器，由具有分子識(shí)別能力的生物活性物質(zhì)構(gòu)質(zhì)構(gòu) 成；其二是信號(hào)換能器，是一個(gè)電化學(xué)或光學(xué)成；其二是信號(hào)換能器，是一個(gè)電化學(xué)或光學(xué)轉(zhuǎn)換元轉(zhuǎn)換元 件件n生物傳感器是基于電化學(xué)或光學(xué)傳感的原理，原則生物傳感器是基于電化學(xué)或光學(xué)傳感的原理，原則上上 可分為電化學(xué)式和光學(xué)式兩大類(lèi)。其中電化學(xué)式可分為電化學(xué)式和光學(xué)式兩大類(lèi)。其中電化學(xué)式包括包括 電位式、電流式和電導(dǎo)式；光學(xué)式包括吸光式、電位式、電流式和電導(dǎo)式；光學(xué)式包括吸光式、反光反光 式和發(fā)光式式和發(fā)光式n納米生物傳感器納米生物傳感器是一種敏感部尺寸為是一種敏感部尺寸為1100nm的生的生物物 傳感器，具有體積小、能在細(xì)胞內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)量、對(duì)傳感器，

17、具有體積小、能在細(xì)胞內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)量、對(duì)細(xì)胞細(xì)胞 無(wú)損傷或微損傷等諸多特點(diǎn)無(wú)損傷或微損傷等諸多特點(diǎn)1610.3.2 納米生物傳感器的研究狀況n利用納米技術(shù)和光纖技術(shù)可以制成各種納米利用納米技術(shù)和光纖技術(shù)可以制成各種納米光纖生物傳感器，如熒光納米光纖生物傳感光纖生物傳感器，如熒光納米光纖生物傳感器、光纖免疫傳感器、器、光纖免疫傳感器、DNA納米光纖傳感器、納米光纖傳感器、無(wú)轉(zhuǎn)換器的細(xì)胞內(nèi)生物傳感器以及利用納米無(wú)轉(zhuǎn)換器的細(xì)胞內(nèi)生物傳感器以及利用納米顆粒膜的巨磁阻效應(yīng)研制的高靈敏度磁傳感顆粒膜的巨磁阻效應(yīng)研制的高靈敏度磁傳感器等器等17納米探針 nElghanian等人將直徑約13納米的金微粒粘附上DNA

18、鏈，當(dāng)在溶液中這些DNA鏈和互補(bǔ)的堿基序列結(jié)合后就形成DNA鏈的網(wǎng)絡(luò)，使其中的微粒間距減小，由于金粒的表面等離子體共振，體系的顏色從紅色變成藍(lán)色。這種方法對(duì)病原體檢測(cè)簡(jiǎn)便而價(jià)廉。 18n研究者們正在研制的遺傳畸變探測(cè)生物傳感器，類(lèi)似于其他的DNA探測(cè)傳感器。在此傳感器上裝配所要探測(cè)的特制DNA序列。這里，DNA鏈?zhǔn)菍?dǎo)電的。雜交DNA所引起的刪除或變化，均起阻礙電流的作用，通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)的變化可以識(shí)別DNA的異常狀態(tài)。 19n這種生物傳感器還能用于鑒別混合物，如：環(huán)境毒素、毒品、或蛋白質(zhì)等，當(dāng)這類(lèi)分子結(jié)合到金屬DNA上，將把金屬離子排斥出來(lái)，導(dǎo)致電流中斷，由于信號(hào)強(qiáng)度的減少正比于污染物的濃度，所以

19、能夠很容易地確定環(huán)境毒素的量。 2010.4.1 納米藥物載體n納米藥物載體納米藥物載體以納米顆粒作為藥物的攜帶體，將藥以納米顆粒作為藥物的攜帶體，將藥物包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面物包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面n納米藥物粒徑小，能很容易地通過(guò)胃、腸黏膜和鼻納米藥物粒徑小，能很容易地通過(guò)胃、腸黏膜和鼻腔黏膜，甚至皮膚的角質(zhì)層，不僅可以進(jìn)入血液循腔黏膜，甚至皮膚的角質(zhì)層，不僅可以進(jìn)入血液循環(huán)，甚至可以進(jìn)入骨髓。通過(guò)與導(dǎo)向物質(zhì)等功能成環(huán)，甚至可以進(jìn)入骨髓。通過(guò)與導(dǎo)向物質(zhì)等功能成分的組裝，既可以顯著提高靶向性，又可以提高藥分的組裝，既可以顯著提高靶向性，又可以提高藥物在患部的相對(duì)濃度。同時(shí)，

20、由于載藥納米粒的粒物在患部的相對(duì)濃度。同時(shí)，由于載藥納米粒的粒徑小，比表面大，對(duì)受體組織的黏附性大，給藥后徑小，比表面大，對(duì)受體組織的黏附性大，給藥后滯留性及與組織的接觸時(shí)間、接觸面積均大為增加，滯留性及與組織的接觸時(shí)間、接觸面積均大為增加，從而可提高藥物的生物利用度、降低毒性、減少藥從而可提高藥物的生物利用度、降低毒性、減少藥劑用量劑用量21n納米高分子材料可分為合成聚合物、天然聚納米高分子材料可分為合成聚合物、天然聚合物合物 或兩者結(jié)合使用。天然聚合物包括殼聚或兩者結(jié)合使用。天然聚合物包括殼聚糖、纖維糖、纖維 素及其衍生物、淀粉和蛋白質(zhì)等；素及其衍生物、淀粉和蛋白質(zhì)等；合成聚合物一合成聚合

21、物一 般有聚乳酸（般有聚乳酸（PLA）、聚乙交）、聚乙交酯丙交酯酯丙交酯 （PLGA）、聚羥基烷酯（）、聚羥基烷酯（PHA）、）、聚羥基丁酯聚羥基丁酯 （PHB）、聚乙交酯（）、聚乙交酯（PGA）、）、聚內(nèi)酯（聚內(nèi)酯（PCL） 及其共聚物等及其共聚物等n納米復(fù)合材料是指由兩種以上的納米微粒進(jìn)納米復(fù)合材料是指由兩種以上的納米微粒進(jìn)行復(fù)行復(fù) 合，或兩種以上的納米薄膜逐層交替鋪合，或兩種以上的納米薄膜逐層交替鋪上，或納上，或納 米微粒和薄膜復(fù)合的復(fù)合材料米微粒和薄膜復(fù)合的復(fù)合材料2210.4.2 納米基因傳遞系統(tǒng)n基因治療的基本原理是通過(guò)將質(zhì)?；蛑委煹幕驹硎峭ㄟ^(guò)將質(zhì)粒DNA插入目的插入目的 細(xì)

22、胞，細(xì)胞，來(lái)修復(fù)遺傳錯(cuò)誤或產(chǎn)生治療因子，如多肽、蛋白質(zhì)、來(lái)修復(fù)遺傳錯(cuò)誤或產(chǎn)生治療因子，如多肽、蛋白質(zhì)、抗原等，從而達(dá)到治療的目的抗原等，從而達(dá)到治療的目的n介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)染的載體一般分為病毒型和非病毒型兩種介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)染的載體一般分為病毒型和非病毒型兩種n目前，納米基因傳遞系統(tǒng)采用的納米載體主要包括納目前，納米基因傳遞系統(tǒng)采用的納米載體主要包括納米脂質(zhì)體、納米微粒、微膠粒、米脂質(zhì)體、納米微粒、微膠粒、LDH （layered double hydroxide）和樹(shù)枝狀分子）和樹(shù)枝狀分子 （dendrimer）等）等23納米基因載體的特點(diǎn)與傳統(tǒng)基因載體相比，納米基因載體具有以下幾個(gè)與傳統(tǒng)基因載體相比，

23、納米基因載體具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：生物安全性生物安全性核苷酸保護(hù)作用核苷酸保護(hù)作用提高細(xì)胞攝取率提高細(xì)胞攝取率緩釋、控釋性基因傳遞緩釋、控釋性基因傳遞靶向性修飾靶向性修飾2410.4.3 納米微粒藥物n納米技術(shù)可將藥物顆粒轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米粒子，同納米技術(shù)可將藥物顆粒轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米粒子，同時(shí)時(shí) 提高溶解性，以提高難溶性藥物的藥效率提高溶解性，以提高難溶性藥物的藥效率同傳統(tǒng)的藥物制劑相比，納米微粒藥物具有以下一同傳統(tǒng)的藥物制劑相比，納米微粒藥物具有以下一些特點(diǎn)：些特點(diǎn)：提高藥物利用度，減少用藥量提高藥物利用度，減少用藥量呈現(xiàn)新的藥效，拓寬原藥適應(yīng)癥呈現(xiàn)新的藥效，拓寬原藥適應(yīng)癥豐富藥物的劑型選擇

24、，改變傳統(tǒng)的給藥途徑豐富藥物的劑型選擇，改變傳統(tǒng)的給藥途徑納米技術(shù)可使中藥制劑標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)際化納米技術(shù)可使中藥制劑標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)際化納米技術(shù)在藥物合成、催化和分離過(guò)程中應(yīng)用，納米技術(shù)在藥物合成、催化和分離過(guò)程中應(yīng)用，可提高效可提高效 率、降低成本，改善產(chǎn)品的質(zhì)量率、降低成本，改善產(chǎn)品的質(zhì)量2510.5.1 基本概念n納米機(jī)器人學(xué)納米機(jī)器人學(xué)（nano-robotics），也稱(chēng)分子機(jī)器），也稱(chēng)分子機(jī)器 人人學(xué)（學(xué)（molecular robotics），是研究納米級(jí)），是研究納米級(jí)/分子分子 級(jí)物級(jí)物體及設(shè)備的構(gòu)建、裝配、復(fù)制和控制的一門(mén)學(xué)科，是體及設(shè)備的構(gòu)建、裝配、復(fù)制和控制的一門(mén)學(xué)科，是集納米技術(shù)

25、、生物、化學(xué)、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、機(jī)器人學(xué)集納米技術(shù)、生物、化學(xué)、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、機(jī)器人學(xué)等多門(mén)學(xué)科于一體的交叉學(xué)科等多門(mén)學(xué)科于一體的交叉學(xué)科n與無(wú)機(jī)材料部件相比，生物分子部件具有無(wú)法比擬的與無(wú)機(jī)材料部件相比，生物分子部件具有無(wú)法比擬的優(yōu)越性能，是構(gòu)建納米機(jī)器人的首選，由此構(gòu)建的納優(yōu)越性能，是構(gòu)建納米機(jī)器人的首選，由此構(gòu)建的納米機(jī)器人也被稱(chēng)為納米生物機(jī)器人米機(jī)器人也被稱(chēng)為納米生物機(jī)器人 （bio-nano-robot）26納米生物機(jī)器人的研究納米生物機(jī)器人的研究可分為三個(gè)階段：納米生物機(jī)器人的研究可分為三個(gè)階段：第一代是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體。第一代是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體。 例如：用碳納米管作為結(jié)構(gòu)件，分子馬達(dá)作為動(dòng)例如：用碳納米管作為結(jié)構(gòu)件，分子馬達(dá)作為動(dòng)力組件，力組件，DNA關(guān)節(jié)作為連接件等關(guān)節(jié)作為連接件等第二代是直接利用原子或分子裝配成具有特定第二代是直接利用原子或分子裝配成具有特定 功能的納米尺度的分子裝置。例如：直接用原子、功能的納米尺度的分子裝置。例如：直