纳米技术在生物医学中的应用课件.pptx

1、什么是纳米技术？w纳米技术是指在1100纳米这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术，包括纳米结构和纳米材料。原子原子1000 nm由底层到上层或者由上层至底层由上至下的制造w传统的制造工艺w不断的取走部分物质，剩下的就是最终产品例如：雕刻由下至上的制造w纳米技术途径w不断的添加部分物质，直到产品被创造出来例如：生物体系纳米技术的起源wRichard Feynman1959 演讲 底层还有许多空间一些纳米技术分子器件示意图轴承轴承万向节万向节齿轮齿轮差动齿轮差动齿轮泵泵精细动作控制器精细动作控制器碳纳米管实例世界上最小的算盘（C-60分子）纳米技术的应用纳米技术计算机科学非晶体的点阵数据

2、存储数据交换信息处理生物医学影象学药物输送基因治疗损坏细胞的修复纳米技术应用于生物医学的优势w尺度的不同带来不同的性质：（光学，磁性）w对于研究对象在尺度上的匹配w微型化生物系统面积和体积的缩小，可极大地提高该系统的性能，产量和节约成本w传统医学的诊断治疗手段无法解决的难题可以通过纳米技术来攻克w可以极大的提高药物输送以及利用的效率Protein Nanoarrays Generated by Dip-Pen Nanolithography,Science,2002,295(5560),1702-1705.Biotechnol.Metraux,G.纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件

3、重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部;Lim,J-H.纳米技术应用于生物医学的优势“Direct-Write Dip-Pen Nanolithography of Proteins on Modified Silicon Oxide Surfaces,”Angew.18,764767.一些纳米技术分子器件示意图Vo-Dinh,etl.Biotechnol.18,764767.;Schatz,G.;Letsinger,R.对于研究对象在尺度上的匹配“Protein Nanostructures Formed Via Direct-Write Dip-Pen Nanolithography”J

4、.;Mirkin,C.;Mrksich,M.;Storhoff,J.2003,125,5588-5589.“蘸水笔蘸水笔”纳米印刷术建立的蛋白质纳米阵列纳米印刷术建立的蛋白质纳米阵列基于纳米颗粒的基于纳米颗粒的DNA检测方法检测方法 光纤纳米传感器单细胞分析Vo-Dinh,etl.(2000)Antibody-based nanoprobe for measurements in a single cell.Nat.Biotechnol.18,764767.肿瘤的靶向治疗肿瘤细胞识别 诊断肿瘤起因 药物输送 报告肿瘤位置 肿瘤细胞死亡报告 分子马达w利用人体内源性ATP作为能量来源的分子马达w

5、体外实验证明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵细胞前失活分子马达（纳米陷阱）分子马达（纳米陷阱）血管清道夫口服药物输送纳米药物尺度的优势门控纳米材料包容机理纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部纳米靶向药物纳米生物医学的未来畅想人体修复机器呼吸系统人造细胞呼吸系统人造细胞病毒的寻找病毒的寻找动脉清理动脉清理脑功能的加强脑功能的加强;Lee,K-B.“蘸水笔”纳米印刷术建立的蛋白质纳米阵列基于纳米颗粒的DNA检测方法;Mirkin,C.;Storhoff,J.18,764767.对于研究对象在尺度上的匹配Protein Nanoarrays Gene

6、rated by Dip-Pen Nanolithography,Science,2002,295(5560),1702-1705.一些纳米技术分子器件示意图Biotechnol.基于纳米颗粒的DNA检测方法世界上最小的算盘（C-60分子）利用人体内源性ATP作为能量来源的分子马达由底层到上层或者由上层至底层Vo-Dinh,etl.“Direct-Write Dip-Pen Nanolithography of Proteins on Modified Silicon Oxide Surfaces,”Angew.世界上最小的算盘（C-60分子）Living templates for the

7、hierarchical assembly of gold nanoparticles,Angew.;Mirkin,C.1998,120,12674-12675.;Storhoff,J.机 遇w到到2010年将有年将有2百万科研人员从事纳米技术研究百万科研人员从事纳米技术研究w到到2025年纳米技术将成为万亿美圆的产业年纳米技术将成为万亿美圆的产业w成为制造业的基础技术成为制造业的基础技术w拥有百倍强度的智能性材料拥有百倍强度的智能性材料w治愈所有的疾病治愈所有的疾病w提供廉价的途径前往太空提供廉价的途径前往太空谢 谢！参 考wVo-Dinh,etl.(2000)Antibody-based

8、nanoprobe for measurements in a single cell.Nat.Biotechnol.18,764767.wJin,R.;Cao,Y.;Mirkin,C.A.;Kelly,K.L.;Schatz,G.C.;Zheng,J.Photo-Induced Conversion of Silver Nanospheres to Nanoprisms,Science,2001,294,1901-1903wMetraux,G.S.;Cao,Y.C.;Jin,R.C;Mirkin,C.A.Triangular nanoframes made of gold and silve

9、r,Nano Lett.2003,3,519-522.wJin,R.;Cao,Y.;Metraux,G.S.;Schatz,G.C.;Mirkin,C.A.Controlling anisotropic nanoparticle growth through plasmon excitation,Nature 2003,425,487-490.wLi,Z.;Chung,S.W.;Nam,J.-M.;Ginger,D.;C.A.Mirkin,C.A.Living templates for the hierarchical assembly of gold nanoparticles,Angew

10、.Chemie.Int.Ed.2003,42,2306-2309.wLee,K.-B.;Park,S.-J.;Mirkin,C.A.;Smith,J.C.;Mrksich,M.Protein Nanoarrays Generated by Dip-Pen Nanolithography,Science,2002,295(5560),1702-1705.wLee,K-B.;Lim,J-H.;Mirkin,C.A.“Protein Nanostructures Formed Via Direct-Write Dip-Pen Nanolithography”J.Am.Chem.Soc.2003,12

11、5,5588-5589.wLim,J-H.;Ginger,D.S.;Lee,K-B.;Heo,J.;Nam,J-M.;Mirkin,C.A.“Direct-Write Dip-Pen Nanolithography of Proteins on Modified Silicon Oxide Surfaces,”Angew.Chem.Int.Ed.2003,20,2411-2414.wMirkin,C.A.;Letsinger,R.L.;Mucic,R.C.;Storhoff,J.J.Nature 1996,382,607.wMucic,R.C.;Storhoff,J.J.;Mirkin,C.A

12、.;Letsinger,R.L.DNA-Directed Synthesis of Binary Nanoparticle Network Materials,J.Am.Chem.Soc.1998,120,12674-12675.w 纳米技术的应用纳米技术计算机科学非晶体的点阵数据存储数据交换信息处理生物医学影象学药物输送基因治疗损坏细胞的修复“蘸水笔蘸水笔”纳米印刷术建立的蛋白质纳米阵列纳米印刷术建立的蛋白质纳米阵列分子马达w利用人体内源性ATP作为能量来源的分子马达w体外实验证明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵细胞前失活分子马达（纳米陷阱）分子马达（纳米陷阱）口服药物输送纳米生物医学的未来

13、畅想人体修复机器呼吸系统人造细胞呼吸系统人造细胞病毒的寻找病毒的寻找动脉清理动脉清理脑功能的加强脑功能的加强Biotechnol.;Storhoff,J.拥有百倍强度的智能性材料“Direct-Write Dip-Pen Nanolithography of Proteins on Modified Silicon Oxide Surfaces,”Angew.;Mrksich,M.纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部;Ginger,D.拥有百倍强度的智能性材料由底层到上层或者由上层至底层;Lee,K-B.;Mirkin,C.基于纳米颗粒的DNA

14、检测方法C;Mirkin,C.;Storhoff,J.2003,3,519-522.对于研究对象在尺度上的匹配一些纳米技术分子器件示意图18,764767.Controlling anisotropic nanoparticle growth through plasmon excitation,Nature 2003,425,487-490.Biotechnol.微型化生物系统面积和体积的缩小，可极大地提高该系统的性能，产量和节约成本纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部对于研究对象在尺度上的匹配纳米技术应用于生物医学的优势一些纳米技术分子器件

15、示意图Vo-Dinh,etl.一些纳米技术分子器件示意图;Kelly,K.;Storhoff,J.;Schatz,G.由底层到上层或者由上层至底层;Storhoff,J.一些纳米技术分子器件示意图;Mucic,R.;Metraux,G.;Mucic,R.尺度的不同带来不同的性质：（光学，磁性）Biotechnol.到2025年纳米技术将成为万亿美圆的产业Protein Nanoarrays Generated by Dip-Pen Nanolithography,Science,2002,295(5560),1702-1705.Protein Nanoarrays Generated by D

16、ip-Pen Nanolithography,Science,2002,295(5560),1702-1705.;Storhoff,J.纳米技术应用于生物医学的优势;Lim,J-H.2003,42,2306-2309.纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部Nature 1996,382,607.;Mucic,R.不断的添加部分物质，直到产品被创造出来;Letsinger,R.“Direct-Write Dip-Pen Nanolithography of Proteins on Modified Silicon Oxide Surfaces,”A

17、ngew.Mirkin,C.纳米技术是指在1100纳米这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术，包括纳米结构和纳米材料。体外实验证明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵细胞前失活Vo-Dinh,etl.;Schatz,G.Biotechnol.对于研究对象在尺度上的匹配对于研究对象在尺度上的匹配到2025年纳米技术将成为万亿美圆的产业对于研究对象在尺度上的匹配;Lee,K-B.基于纳米颗粒的DNA检测方法(2000)Antibody-based nanoprobe for measurements in a single cell.微型化生物系统面积和体积的缩小，可极大地提高该系统的性能，产

18、量和节约成本光纤纳米传感器单细胞分析Living templates for the hierarchical assembly of gold nanoparticles,Angew.Biotechnol.不断的取走部分物质，剩下的就是最终产品纳米技术应用于生物医学的优势;Mrksich,M.;Ginger,D.(2000)Antibody-based nanoprobe for measurements in a single cell.Protein Nanoarrays Generated by Dip-Pen Nanolithography,Science,2002,295(5560),1702-1705.一些纳米技术分子器件示意图;Mucic,R.;Kelly,K.2003,42,2306-2309.;Storhoff,J.;Mirkin,C.对于研究对象在尺度上的匹配Vo-Dinh,etl.纳米技术应用于生物医学的优势Metraux,G.纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部谢 谢！