相關(guān)期刊
時(shí)間：2023-11-24 10:31:47
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)是一門(mén)非常典型的多領(lǐng)域交叉學(xué)科，生物醫(yī)學(xué)、材料、化學(xué)和物理等學(xué)科的內(nèi)容都包含在內(nèi)，因此對(duì)人才培養(yǎng)的要求自然也非常高[5]。個(gè)人認(rèn)為，應(yīng)該將教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)為培養(yǎng)學(xué)生具備相關(guān)領(lǐng)域多元化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，富有創(chuàng)新精神與思維模式，在納米醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的某一或某幾方面具有相當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)實(shí)踐技能與經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)⒓{米生物醫(yī)學(xué)的知識(shí)和技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的科學(xué)研究與實(shí)際技術(shù)產(chǎn)業(yè)化之中,對(duì)納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向和某一領(lǐng)域的當(dāng)前產(chǎn)業(yè)情況主要發(fā)展趨勢(shì)有所體悟，具有技術(shù)研究與項(xiàng)目管理實(shí)施的基本專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和技能。
2實(shí)施納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教學(xué)的主要理念
納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)作為一門(mén)多領(lǐng)域交叉的新興學(xué)科。作為一門(mén)非常強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與實(shí)用性的應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，在納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的教育教學(xué)過(guò)程中，我們必須堅(jiān)持將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)很好地結(jié)合在一起，通過(guò)把理論知識(shí)教學(xué)與課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專(zhuān)業(yè)科研活動(dòng)和產(chǎn)業(yè)企業(yè)課外實(shí)踐活動(dòng)整合成一個(gè)綜合教學(xué)體系才能夠真正培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)素質(zhì)、自主發(fā)現(xiàn)、思考和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容、方法、教學(xué)主體和教學(xué)對(duì)象等基本要素必需共同有機(jī)的地結(jié)合在一起，協(xié)同服務(wù)于學(xué)科教學(xué)目標(biāo),以合理的安排與布局，相互相同綜合成一個(gè)有效的教育教學(xué)整體過(guò)程。我們應(yīng)該充分注重激發(fā)與引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的主動(dòng)性與積極性，立足于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，不能像過(guò)去只是進(jìn)行知識(shí)的單向傳授，因此忽略了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與思考、解決問(wèn)題的能力,建立一種雙向溝通、激勵(lì)引導(dǎo)、教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)機(jī)制。在這種機(jī)制下，學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體，被動(dòng)的接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)的學(xué)習(xí)探索，教學(xué)過(guò)程也不再是枯燥、單調(diào)的知識(shí)傳遞,而是師生雙方之間在智慧、思想與感情上的溝通分享。而且，教學(xué)模式應(yīng)注意技巧設(shè)計(jì)，創(chuàng)造設(shè)計(jì)一個(gè)問(wèn)題情境，通過(guò)好的提問(wèn)與啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生提出和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后就該問(wèn)題從不同的多個(gè)角度來(lái)解析與研究，并且進(jìn)行持續(xù)的提問(wèn)與思考，逐步分析挖掘該問(wèn)題發(fā)生的根本性緣由，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生多角度多層次的尋找答案，通過(guò)答案的適度不固定性引導(dǎo)學(xué)生的思維發(fā)散開(kāi)來(lái),從而讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和分析處理問(wèn)題的習(xí)慣與素質(zhì)得到良好的培養(yǎng)[6]。
3納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教學(xué)課程體系的設(shè)計(jì)
納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)課程設(shè)置上要考慮多元化。作為一門(mén)多領(lǐng)域交叉融合的新興學(xué)科，不是幾個(gè)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的單純組合,而是將相關(guān)的學(xué)科都以一種非常緊密、多元化、多層次的聯(lián)系在一起形成一個(gè)整體的。因此在課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，教育者必須要充分認(rèn)識(shí)到并理解透徹這些交叉學(xué)科之間的內(nèi)部聯(lián)系和知識(shí)理論結(jié)構(gòu)，并依據(jù)這種聯(lián)系與結(jié)構(gòu)在多個(gè)學(xué)科的藕合點(diǎn)基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出具有納米醫(yī)學(xué)生物專(zhuān)業(yè)特色的理論課程體系。這時(shí)候，對(duì)學(xué)科知識(shí)的劃分上也不宜再過(guò)于詳細(xì)，而應(yīng)更注重該專(zhuān)業(yè)的理論特點(diǎn)，讓學(xué)生的知識(shí)背景建立在寬厚扎實(shí)的大專(zhuān)業(yè)平臺(tái)上。納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)課程設(shè)置上要考慮前沿性。納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)作為一門(mén)新興技術(shù)其發(fā)展是日新月異的。所以，在教學(xué)內(nèi)容上，我們要注意將該學(xué)科的最新前沿研究成果整理出來(lái)，及時(shí)、適當(dāng)?shù)厝谌氲秸n程教學(xué)當(dāng)中，并結(jié)合納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域應(yīng)用的經(jīng)典實(shí)例，以讓學(xué)生可以更好的理解本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向、應(yīng)用方式和創(chuàng)新思維方法，也讓教學(xué)內(nèi)容更加的豐富化和實(shí)用化，進(jìn)而讓學(xué)生知道如何學(xué)以致用，很好地激發(fā)強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣[7]。納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)課程設(shè)置上要考慮應(yīng)用性。納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)作為一門(mén)應(yīng)用型技術(shù)，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)用于實(shí)踐當(dāng)中，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力起到不可忽視的作用。因此，學(xué)生在獨(dú)立設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，其專(zhuān)業(yè)思維、創(chuàng)新意識(shí)、科研素質(zhì)和動(dòng)手能力都能得到很好的鍛煉。這就要求我們注意控制死板的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占的比例，多設(shè)置一些具有較好綜合性、可設(shè)計(jì)性和開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)，課程進(jìn)行過(guò)程中也更注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的過(guò)程而非實(shí)驗(yàn)結(jié)果[5]。
4CDIO實(shí)踐教學(xué)模式在納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用
CDIO實(shí)踐教學(xué)模式是近年出現(xiàn)的一種全新的實(shí)踐教育模式。CDIO的主要內(nèi)涵是將構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)與運(yùn)用(Operate)共同組成一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)踐教育方法體系[8]。該方法體系模擬了應(yīng)用技術(shù)從研發(fā)到運(yùn)行的完整流程，能充分培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用主動(dòng)性和綜合性的實(shí)踐方式來(lái)學(xué)習(xí)與運(yùn)用學(xué)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，非常適用于納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)教育教學(xué)體系。因此，我們應(yīng)當(dāng)將這套綜合性和操作性都強(qiáng)的CDIO教學(xué)模式融入到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，把每個(gè)實(shí)踐能力點(diǎn)的培養(yǎng)都具體落實(shí)到實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，并且能夠很好的與科研活動(dòng)參與、行業(yè)企業(yè)實(shí)習(xí)等課程外實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合在一起，為學(xué)生提供一種深度的“學(xué)以致用”的寶貴經(jīng)歷和體驗(yàn)，這不僅可以更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，還對(duì)其人際交往能力和專(zhuān)業(yè)思維能力都能提供有益的幫助。
5結(jié)語(yǔ)
納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展十分迅猛，同時(shí)具有鮮明的交叉與復(fù)合特性，能助力整體醫(yī)學(xué)診療水平的提高，對(duì)人民健康水平的提升起到巨大推進(jìn)作用。因此如何培養(yǎng)適應(yīng)專(zhuān)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求的納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才，是醫(yī)學(xué)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)高等教育目前所面臨的核心問(wèn)題。通過(guò)以上積極教育教學(xué)方面的研究探索，以及在后續(xù)的教學(xué)實(shí)踐中不斷完善與優(yōu)化，我們?nèi)裟軗?jù)此更好地培養(yǎng)出納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的研究與應(yīng)用兼顧的綜合性專(zhuān)業(yè)人才，將能發(fā)揮更大的教學(xué)效果和教育意義，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量和提高和納米生物技術(shù)的更大發(fā)展。
作者:劉斯佳 孫健 凌敏 單位:廣西醫(yī)科大學(xué) 廣西醫(yī)科大學(xué)
參考文獻(xiàn)：
[4]顧寧．納米技術(shù)在生物醫(yī)藥學(xué)發(fā)展中的應(yīng)用[J]．AdvancedMaterialsIndustry，2002(12)：67-71．
[5]胡建華，張陽(yáng)德等．促進(jìn)我國(guó)納米生物醫(yī)學(xué)高端創(chuàng)新人才培養(yǎng)的對(duì)策[J]．中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，2008，18(20)：3070-3072．
隨著科技的進(jìn)步，納米技術(shù)在生物醫(yī)藥和科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。尤其是生物醫(yī)藥領(lǐng)域，對(duì)于臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。雖然在不少科學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究家們對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并將其運(yùn)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，取得了不錯(cuò)的成效。但是對(duì)于納米技術(shù)的研究還不夠深入，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)的納米醫(yī)學(xué)技術(shù)還處于發(fā)展的初級(jí)階段。需要對(duì)納米醫(yī)學(xué)技術(shù)在今后發(fā)展中面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行分析。
一、納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
（一）納米生物學(xué)
納米生物學(xué)是以納米作為尺度，其研究?jī)?nèi)容主要包括：其一，細(xì)胞器結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器功能。比如細(xì)胞核和線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能分析。其二，交換細(xì)胞信息，包括生物體的物質(zhì)、細(xì)胞能量信息等。其三，針對(duì)生物反應(yīng)問(wèn)題，對(duì)其反應(yīng)機(jī)理問(wèn)題進(jìn)行研究和分析。比如有關(guān)于生物復(fù)制和生物調(diào)控的機(jī)理分析。其四，發(fā)展分子工程。包括納米生物分子機(jī)器人和信息處理系統(tǒng)等。將納米顯微術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域，可以為生物學(xué)家研究進(jìn)行研究提供技術(shù)支撐。比如ScanningProbeMicro-scopes,簡(jiǎn)稱(chēng)SPMs，中文簡(jiǎn)稱(chēng)掃描探針顯微鏡，這是一種新型的納米生物技術(shù)，標(biāo)志著顯微技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展。除此之外，掃描顯微鏡(STM)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較小、不復(fù)雜，因此操作流程較為簡(jiǎn)單，生物學(xué)家可以借助掃描顯微鏡展開(kāi)原子級(jí)分辨探究，從而提高生物細(xì)胞觀測(cè)能力和分辨能力。仔細(xì)觀察原子級(jí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)于進(jìn)一步探索和研究生物原子微觀知識(shí)具有推動(dòng)作用。在自然條件下，利用掃描顯微鏡可以對(duì)生物的蛋白質(zhì)、多糖等分子展開(kāi)直接觀察。借助STM彈道電子發(fā)射電鏡可以對(duì)單個(gè)原子進(jìn)行操作，這是一種典型的人工改變單個(gè)生物結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的行為方式。這種方式可以實(shí)現(xiàn)治療疾病這一超前設(shè)想。
（二）生物醫(yī)學(xué)工程
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域，可以幫助傳統(tǒng)醫(yī)生解決復(fù)雜的難題。比如納米機(jī)器人和生物傳感器。納米機(jī)器人簡(jiǎn)稱(chēng)分子機(jī)器人，是酶和納米齒輪的結(jié)合體，將其引入生物科學(xué)領(lǐng)域，能夠充當(dāng)微型醫(yī)生一角，為醫(yī)生解決以前的疑難雜癥問(wèn)題。這種納米機(jī)器人不僅可以直接注入血液，還可以成為一種傳輸身體健康與否的工具。一方面，血液在傳輸過(guò)程中能夠判斷分子機(jī)器人的健康狀況，機(jī)器人能夠獲得能量，達(dá)到疏通血管血栓的目的。另一方面，醫(yī)生通過(guò)外界信號(hào)編制好的程序能夠探知和殺死人身體中的癌細(xì)胞，從而全面系統(tǒng)地監(jiān)視身體構(gòu)造和疾病情況。這種先進(jìn)醫(yī)學(xué)工程能夠?yàn)楝F(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除此之外，利用納米技術(shù)還可以進(jìn)行器官的修復(fù)工作，比如對(duì)修復(fù)的器官進(jìn)行整容手術(shù)或者基因配置，從而將錯(cuò)誤或者不符合的基因去除，引入正確的染色體裝置，進(jìn)而保障機(jī)體的健康運(yùn)作。
（三）納米治療技術(shù)
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域是一場(chǎng)全新的革命運(yùn)動(dòng)，能夠在日后的臨床治療方面起到一定的積極作用。比如德國(guó)柏林“沙里特”臨床醫(yī)院，早先就有過(guò)利用納米技術(shù)治療癌癥的成功案例。研究人員將氧化鈉納米微粒注入鼠類(lèi)的腫瘤里，然后將他們放置在磁場(chǎng)中。由于受磁場(chǎng)的影響，患有腫瘤的鼠類(lèi)的溫度會(huì)隨著納米微粒升溫而增加。實(shí)踐表明，納米微粒在可變磁場(chǎng)中的溫度能夠上升到46℃。這樣的高溫足夠?qū)┘?xì)胞殺死。腫瘤附近的機(jī)體組織是健康的，沒(méi)有受損壞，因此納米微粒不會(huì)燒毀這些健康組織，健康組織的溫度也不會(huì)受到傷害，這就需要研究人員將目光轉(zhuǎn)移到人體試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)消除人體癌癥的目的。
二、納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的展望
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，納米技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)之間的聯(lián)系不斷加強(qiáng)，兩者的有機(jī)結(jié)合不僅能夠改善生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的不足，還可以促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，為更多的臨床實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
（一）生物檢測(cè)診斷材料的應(yīng)用
不可否認(rèn)，將納米材料與生物診斷技術(shù)進(jìn)行有效融合，能夠提高醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)水平。實(shí)踐證明。兩者之間的配合還需要結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程和先進(jìn)醫(yī)療器材，醫(yī)學(xué)工程是促進(jìn)納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)互相融合的基礎(chǔ)，對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)行深入研究和分析，能在一定程度上催生新醫(yī)療器材的出現(xiàn)。如此一來(lái)，機(jī)械設(shè)備的使用用途和功能將會(huì)得到不斷擴(kuò)大，這在很大程度上取決于納米材料的功能。由此可見(jiàn)，將納米材料合理運(yùn)用于生物醫(yī)療診斷中，勢(shì)必會(huì)進(jìn)一步催生一大批更為先進(jìn)的醫(yī)療診斷器材。
（二）納米技術(shù)植入人體器官
利用先進(jìn)的納米材料可以制成性能優(yōu)良的人造器官和人工血液等。將這些器官和血液植入人體，能夠幫助人類(lèi)遠(yuǎn)離疾病，免遭疾病的傷害。比如將傳感器和基因技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠?qū)⑽⒗鞴伲ū热缏?tīng)覺(jué)和視覺(jué)上遭到損害的機(jī)體）直接植入體內(nèi)，從而幫助他們恢復(fù)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，從而達(dá)到正常人的狀態(tài)。
三、納米醫(yī)藥技術(shù)在發(fā)展中面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
就機(jī)遇而言，我國(guó)是首位將納米晶體合成碳納米管的國(guó)家，這個(gè)碳納米管的長(zhǎng)度屬于世界最長(zhǎng)，其性能良好。在醫(yī)藥學(xué)研究方面，我國(guó)科學(xué)家們利用納米技術(shù)研制出了一批具有抗菌效果的醫(yī)療器材和設(shè)備，并為現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展提供了先進(jìn)的理論和技術(shù)支撐。在納米藥物載體的研究方面，我國(guó)已有有關(guān)于“動(dòng)物體內(nèi)”應(yīng)用的報(bào)道。這已標(biāo)志著我國(guó)納米醫(yī)療技術(shù)進(jìn)入了世界領(lǐng)先地位。就挑戰(zhàn)而言，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的納米技術(shù)還不夠成熟，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)納米材料、納米傳感器等方面的研究，以此作為進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)生物醫(yī)藥科技進(jìn)步的基礎(chǔ)。
四、結(jié)語(yǔ)
納米醫(yī)藥技術(shù)對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展具有積極的影響。因此國(guó)家相關(guān)部門(mén)以及科研成員應(yīng)該以積極主動(dòng)的態(tài)度投入到生物醫(yī)藥納米技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)生物醫(yī)藥科技的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
[1]董大敏.納米技術(shù)與社會(huì)發(fā)展意義的辯證思考[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì),2011,23:27-28+32.
前言
為了保障人類(lèi)的健康和提高人們的生活質(zhì)量，生物醫(yī)學(xué)診斷和治療學(xué)科自創(chuàng)立開(kāi)始便成為了人類(lèi)永恒的研究課題，在過(guò)去的50年里，納米技術(shù)的發(fā)展開(kāi)始逐漸對(duì)生物醫(yī)學(xué)診斷和治療領(lǐng)域產(chǎn)生影響，基于納米技術(shù)，開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)材料的生物醫(yī)學(xué)新功能已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)[1,2]。然而，現(xiàn)有的金納米材料[3,4]、碳納米管[5]和石墨烯等[6]生物醫(yī)學(xué)診斷和治療制劑要么成本高、要么制備過(guò)程復(fù)雜，又或生物安全性缺乏保證，大大制約了生物醫(yī)學(xué)診斷和治療學(xué)科的發(fā)展。普魯士藍(lán)是18世紀(jì)德國(guó)人發(fā)現(xiàn)的一種藍(lán)色染料，具有優(yōu)良的光物理、電光學(xué)以及磁性等性能，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[7-10]。普魯士藍(lán)制備過(guò)程簡(jiǎn)單、綠色，反應(yīng)條件溫和，成本低，表面容易修飾，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，更是一種治療放射性中毒的臨床用藥[11]，是醫(yī)院常規(guī)儲(chǔ)備藥物之一，已得到美國(guó)食品及藥物管理局的認(rèn)證[12,13]。因此，開(kāi)發(fā)普魯士藍(lán)在生物醫(yī)學(xué)診斷和治療領(lǐng)域的應(yīng)用將有利于解決現(xiàn)有診療制劑生物安全性得不到保證且價(jià)格昂貴等生物醫(yī)學(xué)難題，具巨大的科研價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。本文將對(duì)普魯士藍(lán)納米粒子在生物醫(yī)學(xué)診斷和治療中的應(yīng)用和研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1普魯士藍(lán)納米粒子在生物醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用
1.1普魯士藍(lán)納米粒子作為核磁共振造影劑
核磁共振成像（NuclearMagneticResonanceImaging，NMRI）是一種通過(guò)檢測(cè)機(jī)體不同部位水質(zhì)子在外加磁場(chǎng)作用下弛豫行為的差別進(jìn)而進(jìn)行成像的成像模式[14,15]。核磁共振成像能夠高分辨地對(duì)物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，因此在物理化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，而在實(shí)際的診斷過(guò)程中往往需要使用核磁共振造影劑來(lái)增強(qiáng)核磁共振成像效果。Shokouhimehr等人在2009年首次證明了普魯士藍(lán)納米粒子可以作為一種T1核磁造影劑[12]。其文章中指出，普魯士藍(lán)結(jié)構(gòu)中和碳原子結(jié)合的Fe2+具有較低的自旋（S=0），而和氮原子結(jié)合的Fe3+具有較高的自旋（S=5/2），從而普魯士藍(lán)具有能夠減少體系水中氫核縱向弛豫時(shí)間（T1）的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在500MHz（11.7T）的磁場(chǎng)作用下，1.7mM的普魯士藍(lán)納米粒子具有明顯的核磁成像效果，同時(shí)其團(tuán)隊(duì)還對(duì)普魯士藍(lán)的吞噬性和細(xì)胞毒性進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明普魯士藍(lán)通過(guò)胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞，不具有明顯毒性，生物安全性可靠。隨后Shokouhimehr等人利用普魯士藍(lán)納米粒子開(kāi)發(fā)出了具有T1核磁造影功能和小分子載體功能[13]雙功能的納米平臺(tái)。研究人員證明，普魯士藍(lán)納米粒子能將負(fù)載在其表面的一種名為德克薩斯紅(TexasRedC5)的小分子成功轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)部，而普魯士藍(lán)納米粒子依舊保持了其良好的T1核磁造影功能。Song等人在2013年以一種具有類(lèi)沸石結(jié)構(gòu)的膠狀普魯士藍(lán)納米粒子為納米支架，以離子交換的方法使Gd(III)離子和葉酸分子成功嫁接到普魯士藍(lán)納米粒子的表面，合成了了一種具有癌癥生物靶向性的T1核磁造影劑[16]。此種核磁造影劑的T1弛豫率增高到驚人的23.9mM-1S-1，具有非常好的核磁造影功能，能以極低的濃度使小鼠體內(nèi)的卵巢瘤產(chǎn)生清晰的核磁共振圖像；而其表面的葉酸分子則保證了靶向腫瘤細(xì)胞的高效性。其課題組也對(duì)該核磁造影劑的穩(wěn)定性和生物安全性進(jìn)行了研究，證明該造影劑性質(zhì)穩(wěn)定，生物安全性較高，具有非常良好的臨床應(yīng)用前景。
1.2普魯士藍(lán)納米粒子作為光聲成像造影劑
光聲成像（photoacoustictomography，PAT）是利用生物組織吸收短激光脈沖后產(chǎn)生的超聲波效應(yīng)進(jìn)行聲學(xué)顯影的新型成像模式[17]。由于其具有高空間分辨率和無(wú)創(chuàng)性等優(yōu)點(diǎn)，成為了近年來(lái)人們關(guān)注的熱點(diǎn)，尤其是在腦結(jié)構(gòu)及功能成像，乳腺癌成像和腫瘤血管檢測(cè)等領(lǐng)域[18,19]。由于機(jī)體內(nèi)源性生色團(tuán)對(duì)激光固有的低吸收會(huì)導(dǎo)致深層組織成像的低信號(hào)效應(yīng)，因此優(yōu)良的光聲成像造影劑是確保高質(zhì)量光聲成像的必要條件[20-22]。本課題組的Liang等人在2013年成功將普魯士藍(lán)納米粒子開(kāi)發(fā)為一種新型的光聲成像造影劑[23]，其繼承了普魯士藍(lán)本納米粒子粒徑可控、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低和生物安全性高等優(yōu)點(diǎn)，又具有非常良好的光聲成像效果。實(shí)驗(yàn)顯示，普魯士藍(lán)納米粒子在765nm處具有非常明顯的光聲效應(yīng)，在2.25MHz超聲換能器的檢測(cè)下，60μg/mL的普魯士藍(lán)納米粒子能夠成功的透過(guò)4.3cm的雞胸肌肉進(jìn)行高質(zhì)量成像。課題組還對(duì)小鼠的腦部進(jìn)行了對(duì)比成像，發(fā)現(xiàn)小鼠在注射20mg/kg的普魯士藍(lán)納米粒子5分鐘后光聲成像效果明顯增強(qiáng)，成像質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未注射造影劑的對(duì)照組。最后其團(tuán)隊(duì)還對(duì)普魯士藍(lán)的生物安全性進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)成像30天后的實(shí)驗(yàn)組小鼠的心、肝、脾、肺和腎等組織的切片無(wú)明顯損傷，再次證明了普魯士藍(lán)納米粒子高生物安全性的特性。
2普魯士藍(lán)納米粒子在生物醫(yī)學(xué)治療中的應(yīng)用
2.1普魯士藍(lán)納米粒子在藥物輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用
Wang等人在2013年以普魯士藍(lán)納米粒子為載體，成功將DNA藥物遞送到前列腺癌細(xì)胞中，進(jìn)而進(jìn)行癌癥的基因治療[24]。其文章中表明普魯士藍(lán)納米粒子作為基因載體具有價(jià)格低廉、制備簡(jiǎn)單、粒徑可控、生物安全性高和可降解等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)共價(jià)結(jié)合的方法可以在普魯士藍(lán)納米載體上負(fù)載大量的DNA藥物，進(jìn)而通過(guò)細(xì)胞內(nèi)吞將藥物遞送到癌癥細(xì)胞中，實(shí)現(xiàn)癌癥的基因治療。文章中的共聚焦實(shí)驗(yàn)表明普魯士藍(lán)負(fù)載的DNA藥物能夠順利進(jìn)入癌癥細(xì)胞并實(shí)現(xiàn)癌癥的基因治療，而沒(méi)有載體負(fù)載的DNA藥物幾乎不能進(jìn)入癌癥細(xì)胞，達(dá)不到治療的目的。其文章中還比較了不同載體負(fù)載DNA藥物后的基因治療效果，由于普魯士藍(lán)納米載體負(fù)載量高，遞送效率高，所以治療效果遠(yuǎn)好于其他藥物載體，表明了普魯士藍(lán)納米粒子作為藥物載體的必要性和高效性。
2.2普魯士藍(lán)納米粒子在光熱治療中的應(yīng)用
■納米纖維■
實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的納米級(jí)纖維產(chǎn)品，具有比表面積大、柔性、透氣性、微孔結(jié)構(gòu)、重量輕、楊氏模量高以及功能性好等優(yōu)點(diǎn)，目前已有少數(shù)成功地批量應(yīng)用。如過(guò)濾器，防化學(xué)毒性織物的襯里層，組織支架（tissue scaffold）以及一些高端工程應(yīng)用。一般把直徑為100-500納米的纖維視作納米纖維。
1934年Anton Formhals發(fā)明的電子紡絲方法是今日非織造布納米纖維電子紡絲的先驅(qū)。電子紡絲是采用高壓電場(chǎng)的帶電荷噴嘴，將聚合物溶液紡絲，溶劑蒸發(fā)干燥后形成納米纖維網(wǎng)材。從嚴(yán)格意義上講，納米纖維是亞微米級(jí)纖維的非織造布網(wǎng)材。根據(jù)最終用途，各種聚合物，如天然，合成和生物可降解聚合物都可以應(yīng)用電子紡絲方便地制成納米纖維網(wǎng)材。由于Akron大學(xué)Reneker教授的著作，上世紀(jì)90年代興起了一股納米纖維紡絲的熱潮， Doshi在田納西州開(kāi)創(chuàng)了納米技術(shù)公司eSpin Technologies Inc.，用多種聚合物批量生產(chǎn)電子紡絲納米纖維。
麻省理工學(xué)院（MIT）的Rutledge集團(tuán)進(jìn)行了電子紡絲的基礎(chǔ)研究，決定了某種聚合物可紡制相應(yīng)纖維直徑的終端噴嘴口徑。
■應(yīng)用于軍工■
除了用于過(guò)濾器材，功能性納米纖維由于其潛在的抗御化學(xué)和生物武器的能力，在軍工研究和開(kāi)發(fā)中受到重視。為了保護(hù)戰(zhàn)士免受毒物傷害并提供必要的舒適性，納米纖維大有用武之地。納米纖維襯料防生化軍裝重量輕、透氣、功能廣、防化性能好、可以防御有毒液體、蒸氣和煙霧。
美國(guó)Natick軍人中心和政府、工業(yè)、院校協(xié)作，探索納米纖維和納米微粒材料在防護(hù)服中的實(shí)際應(yīng)用。其中有一些令人鼓舞的課題，如熱塑性彈力聚氨酯的電子紡絲織物，具有良好的性能；它彈性高，無(wú)需進(jìn)一步加工或處理，強(qiáng)度就較高。目前的試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)集中在功能性熔噴和電子紡絲；混入納米級(jí)鋁、鈦料制成網(wǎng)材，再配以其它方法，將反應(yīng)性化合物加到織物中，獲得自去污性能。
添加有其它材料的功能性納米纖維網(wǎng)材可提高其應(yīng)用價(jià)值。埋有金屬氧化物的納米纖維可以催化有機(jī)磷化學(xué)武器藥劑。最近，得克薩斯理工大學(xué)成功地將氧化鎂（MgO）埋于聚合物纖維中，仔細(xì)地控制該過(guò)程，可以把納米顆粒沉積于纖維表面，使其具有最大的化學(xué)反應(yīng)性，提供較好的防毒功能。電子紡絲技術(shù)可以有效地用來(lái)開(kāi)發(fā)蜂窩式filter-in-filter聚氨酯納米網(wǎng)材。這些過(guò)濾器材由于納米級(jí)網(wǎng)眼更好地捕捉顆粒，可提供過(guò)濾能力。
新加坡國(guó)立大學(xué)Ramakrishna集團(tuán)和國(guó)防科技局（DSTA）協(xié)作，開(kāi)發(fā)了納米纖維防生化面罩，可以用納米纖維網(wǎng)材替代活性炭來(lái)捕截空氣中的毒物，他們將納米金屬材料和環(huán)糊精埋入納米纖維來(lái)分解化學(xué)毒物。用化學(xué)武器模仿劑（simulants）“對(duì)氧磷”作初步試驗(yàn)取得成功。最終目標(biāo)是要開(kāi)發(fā)可以洗滌和耐久性的納米纖維軍服。
同時(shí)，MIT的Rutledge教授及其助手開(kāi)發(fā)超級(jí)疏水性電子紡絲納米材料織物，它受纖維表面化學(xué)性和形態(tài)特性的影響，這些拒水性納米網(wǎng)材在防護(hù)服和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面具有寬廣的最終用途。
田納西州大學(xué)TANDEC等，在非織造布中加入納米相Mn (VⅡ)氧化錳（M-7-0劑）作防御材料。M-7-0劑是環(huán)境友好材料，屬于路易斯強(qiáng)酸氧化劑。據(jù)稱(chēng)這類(lèi)非織造布布的主要優(yōu)點(diǎn)是可以安全運(yùn)輸，可根據(jù)最終用途制成不同形狀、靈活性好、去除化學(xué)武器藥劑污物和工業(yè)毒性的材料。
■應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)■
康乃爾大學(xué)Freg教授及其助手們開(kāi)發(fā)了生物可降解聚合物高比表面積和親水性材料，可用于藥物輸送和殺蟲(chóng)劑輸送的生物感受器（biosensor）。Freg稱(chēng)，納米纖維的高比面積，在小體積纖維中感受器活性部位較多。
Donaldson公司在納米纖維網(wǎng)材生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用中走在前面，從事納米纖維業(yè)務(wù)已有20余年。1981年，其Ultra Web納米纖維過(guò)濾器材產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并已拓展到新的應(yīng)用范圍，如納米纖維細(xì)胞培養(yǎng)材料和阻隔煙霧服裝。2002年，Donaldson又建立了一個(gè)新的小組，重點(diǎn)研究納米纖維新的應(yīng)用領(lǐng)域，并激勵(lì)合作研究伙伴，合資擴(kuò)大批量應(yīng)用；最近開(kāi)發(fā)三維細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)，模擬體內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）。生物可降解納米網(wǎng)材，由于其和細(xì)胞外基質(zhì)相似，可以作組織支架（tissue scaffold）。這類(lèi)支架使細(xì)胞相互緊密靠近，而成長(zhǎng)為三維組織機(jī)構(gòu)。其關(guān)鍵因素是機(jī)械穩(wěn)定性、生物配伍性、細(xì)胞增殖能力和細(xì)胞?基質(zhì)互動(dòng)性。這些決定著納米纖維在生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用。
■最新進(jìn)展■
近來(lái)對(duì)納米級(jí)紡熔纖維的興趣巨大，Hills公司用海?島方法已研究成功直徑250納米的勻質(zhì)熔紡纖維。據(jù)其稱(chēng)，纖維強(qiáng)度可達(dá)到3克/旦，且可卷繞供下游工序進(jìn)一步加工，Hills已開(kāi)發(fā)出2-0.3微米級(jí)海?島纖維的紡粘織物；亦成功地用島?海方法制成300納米直徑的納米管，壁厚50-100納米，已申請(qǐng)專(zhuān)利。Hills的納米管纖維可用于防御化學(xué)武器，藥物釋放，微米級(jí)過(guò)濾和微米級(jí)水力學(xué)器材（液壓裝置）。
日本電力公司（NEC）實(shí)驗(yàn)室Sumio Ijima（純夫居島）于1991年開(kāi)發(fā)了多層碳納米管，其特點(diǎn)是重量輕，強(qiáng)度高、電性能和耐熱性好。美國(guó)Dallas得克薩斯大學(xué)（UTD）NanoTech研究所的科學(xué)家和澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）協(xié)作，在紡制多層碳質(zhì)納米管紗線技術(shù)方面有很大突破，該產(chǎn)品強(qiáng)度高、韌性好、極其柔軟、導(dǎo)電傳熱，可做成“智能化”服裝，儲(chǔ)電能、防彈、調(diào)溫、多孔，穿著非常舒適。
1、應(yīng)聘者應(yīng)具備以下條件之一：
a)納米材料生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用背景，具有豐富的納米生物材料制備、體內(nèi)外檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，特別是腫瘤診療相關(guān)背景
b)熟悉射頻相關(guān)電磁知識(shí)，掌握射頻相關(guān)研制設(shè)備調(diào)試技能
c)活體熒光成像和血管造影相關(guān)專(zhuān)業(yè)背景
d)磁共振成像相關(guān)背景，熟練磁共振成像儀操作，掌握磁共振成像序列調(diào)試等
2、博士后聘用期間內(nèi)需全時(shí)工作，不得兼職，年齡不超過(guò)40歲
二、聘用待遇
按照中科院及化學(xué)所相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
三、應(yīng)聘材料
1、個(gè)人簡(jiǎn)歷;
2、身份證、學(xué)歷和學(xué)位證書(shū)復(fù)印件;
3、獲獎(jiǎng)證書(shū)復(fù)印件等其他相關(guān)證明材料;
4、經(jīng)初審合格者，將通知參加面試。
四、聯(lián)系方式
地址：北京市海淀區(qū)中關(guān)村北一街2號(hào) 中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所
【摘 要】隨著納米技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，人們對(duì)微觀世界的認(rèn)知更加清晰；而醫(yī)學(xué)領(lǐng)域納米技術(shù)的運(yùn)用，給人類(lèi)戰(zhàn)勝疾病提供了更加有力的武器。本文將結(jié)合當(dāng)前納米技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域診斷、治療及醫(yī)學(xué)材料中的運(yùn)用進(jìn)行具體探究。
關(guān)鍵詞 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域；納米技術(shù)；醫(yī)學(xué)診斷；臨床治療；生物材料
當(dāng)前，納米技術(shù)已在我國(guó)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，它是將納米技術(shù)與醫(yī)藥技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用日益成熟的納米技術(shù)理論與應(yīng)用方法，對(duì)醫(yī)學(xué)技術(shù)、臨床治療方法等加以綜合研究。隨著納米醫(yī)學(xué)的不斷深入，一些納米藥物制劑也被研發(fā)出來(lái)并投入醫(yī)療市場(chǎng)。將納米技術(shù)與醫(yī)學(xué)技術(shù)相結(jié)合，夯實(shí)了臨床診斷與治療的基礎(chǔ)，促進(jìn)我國(guó)醫(yī)學(xué)研究又上一個(gè)新水平。
1 納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用
1.1 病理診斷
目前，在臨床病理診斷中，免疫組織化學(xué)雖然發(fā)揮了一定作用，但是在定量診斷方面仍存在不足。如果引入納米級(jí)粒子，則既能定性檢測(cè)又能定量檢測(cè)，適應(yīng)性良好，可提高診斷的敏感性，也減少了處理標(biāo)本的繁瑣過(guò)程，診斷結(jié)果更快捷、更準(zhǔn)確。
1.2 癌癥診斷
納米技術(shù)應(yīng)用于惡性腫瘤的早期診斷，便于癌癥的早發(fā)現(xiàn)、早治療。當(dāng)惡性腫瘤僅有約4 個(gè)細(xì)胞大小時(shí)，利用納米微型溫度計(jì)就能夠檢測(cè)到人體內(nèi)部的癌變溫度，篩選正常細(xì)胞和已經(jīng)癌變的細(xì)胞，診斷后可利用高溫將細(xì)胞殺死[1]。再如，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)研制并使用了超順磁性氧化鐵超微顆粒脂質(zhì)體，能夠檢測(cè)到3mm 以下直徑的肝臟腫瘤，有效避免病情惡化。
1.3 血液異常識(shí)別
利用納米技術(shù)進(jìn)入血流中進(jìn)行探測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌、病毒等，以此診斷傳染性疾病并及早治療。例如，在電場(chǎng)的作用下，細(xì)胞芯片能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)尋址，精準(zhǔn)定位蛋白質(zhì)亞細(xì)胞，便于人體基因功能研究。
2 納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)治療中的應(yīng)用
2.1 藥物治療
納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)藥物治療中的應(yīng)用較為普遍和廣泛，其主要具備如下優(yōu)勢(shì)和作用：其一，有利于藥物的快速吸收，能夠提高診治效果。納米轉(zhuǎn)釋方法應(yīng)用于藥物中，由于適用的表面積較大，因此加快了藥物的溶解，更利于藥物吸收；再加上納米粒徑的藥物能夠較快穿透組織的間隙，分布范圍更廣，增強(qiáng)了藥物利用效率；其二，利用納米技術(shù)進(jìn)行控制與釋放，如應(yīng)用于納米膠囊中，可更好地保證藥物作用時(shí)間，增大藥物效果，同時(shí)也能減少患者對(duì)藥物的攝入量，降低副作用及不良反應(yīng)發(fā)生率，同時(shí)納米技術(shù)對(duì)提高藥物穩(wěn)定性也具有良好作用；其三，藥物定向釋放。將藥物傳遞到人體內(nèi)指定的部位，精準(zhǔn)定位治療，是納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要方面之一[2]。通過(guò)靶向用藥方式，將藥物作用于人體某一部位，以提高治療效果、降低不良反應(yīng)。如目前使用靶向藥較多應(yīng)用于肝臟、卵巢、心臟等部位；其四，采用全新給藥途徑，如臨床使用多肽類(lèi)藥物較多、效果良好，但是這種藥物成分極易被蛋白水解酶降解，而采用納米技術(shù)，則避免了此類(lèi)問(wèn)題。
2.2 基因治療
納米技術(shù)在基因疾病方面的治療，是納米生物技術(shù)的一大亮點(diǎn)，其中包含了基因改性與基因仿生兩大方面。在基因改性方面的應(yīng)用，主要作用在顯微鏡獲取的蛋白質(zhì)、核算分子等圖像中，在微小的環(huán)境中，利用納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了堿基序列的重新排列，改變了DNA 分子變構(gòu)；同時(shí)，有關(guān)DNA納米仿生制造的應(yīng)用，主要利用了DNA 在復(fù)制過(guò)程中會(huì)遵循堿基互補(bǔ)法則這一特性，再加上遺傳信息的多樣性，對(duì)單個(gè)原子和分子進(jìn)行操作，創(chuàng)造出與人體生命功能類(lèi)似的納米有機(jī)- 無(wú)機(jī)復(fù)合機(jī)器。
2.3 納米機(jī)器人
諾貝爾獎(jiǎng)得主理查德·費(fèi)曼最先提出將微型機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，即納米機(jī)器人。按照醫(yī)生事先制定好的運(yùn)作程序，通過(guò)血管將納米機(jī)器人注入患者體內(nèi)，可以將血液中含有的氧氣、葡萄糖等轉(zhuǎn)化為能量，清除動(dòng)脈中的脂類(lèi)沉積物，清理血管，殺死細(xì)菌和癌細(xì)胞，同時(shí)也可反映人體內(nèi)病變情況。另外，人體器官修復(fù)也可應(yīng)用納米機(jī)器人技術(shù)，對(duì)基因進(jìn)行裝配，清除有害的DNA 基因，置入正常的DNA 基因，或者修復(fù)大腦及人體臟器的凍傷，在低溫環(huán)境下使人復(fù)活；經(jīng)紐約大學(xué)研制使用的納米機(jī)器人，設(shè)計(jì)了兩個(gè)使用DNA 制作的手臂，可以在指定的位置旋轉(zhuǎn)，適用范圍更廣、更靈活[3]。
3 納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)材料中的應(yīng)用
3.1 人工血紅細(xì)胞
納米材料制成人工血紅細(xì)胞主要應(yīng)用于肺功能損傷、貧血、人工呼吸等治療中，在約1000 個(gè)大氣壓的條件下，將高壓氧充入100mm 內(nèi)徑的球體中，讓氧氣在球中釋放濃度，此時(shí)充當(dāng)人體天然紅細(xì)胞的作用，且輸送氧能力優(yōu)于人體紅細(xì)胞，能夠有效維持生物炭的活性。
3.2 介入性治療
當(dāng)納米微粒子材料與人體或者動(dòng)物體內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)，就會(huì)發(fā)光。利用這一原理，將光導(dǎo)纖維深入到人體血管中，利用光譜分析物質(zhì)的特征、性質(zhì)等要素，這種方法多用于檢測(cè)人體的血糖值，用于糖尿病的臨床診斷與治療。
3.3 醫(yī)用敷料
在醫(yī)用敷料中選用納米級(jí)銀粒子，主要利用其選擇性與吸附性良好的特征，能夠穿透人體內(nèi)的細(xì)菌細(xì)胞壁，對(duì)細(xì)胞內(nèi)特殊結(jié)構(gòu)加以改變，破壞酶活性。一旦納米銀粒子遇到水分，其中粒子將更快地析出，擴(kuò)散到四周，效果更加明顯。因此，即使在濕潤(rùn)的環(huán)境中，該種材料仍能夠起到抗菌、抗感染的作用。
總之，納米技術(shù)的應(yīng)用給人類(lèi)生存與發(fā)展帶來(lái)積極影響，目前已在醫(yī)藥、生物等諸多領(lǐng)域采用，未來(lái)人們戰(zhàn)勝各種疾病的美好愿望將得以實(shí)現(xiàn)，各種疑難雜癥將迎刃而解。因此，加快對(duì)納米技術(shù)的研究，客觀分析利弊兩方面，改進(jìn)不利因素，發(fā)揮有利優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的全面應(yīng)用，具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
納米技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)80年代被研發(fā)的一種高新技術(shù)，其由多門(mén)學(xué)科交叉而形成的，在各個(gè)領(lǐng)域均有所應(yīng)用。磁性納米藥物也是由納米技術(shù)研制出來(lái)的，其具有磁學(xué)性能，在腫瘤的臨床治療上取得了可喜成果。該系統(tǒng)的構(gòu)建旨在使改性材料實(shí)現(xiàn)智能化與特異性的目標(biāo)，這在降低排斥反應(yīng)出現(xiàn)的概率，藥物順利遞送提供了正能量，基于此本文展開(kāi)論述。
一、藥物釋放載體系統(tǒng)的構(gòu)建與生物評(píng)價(jià)學(xué)分析
智能納米材料主要包括傳感、處理、執(zhí)行這三大基本性能。智能化磁性納米藥物載體系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中需要對(duì)很多因素進(jìn)行綜合分析，而對(duì)智能納米材料的三大基本性質(zhì)進(jìn)行分析是基礎(chǔ)，例如執(zhí)行功能能夠定時(shí)、定點(diǎn)和定量地實(shí)現(xiàn)體內(nèi)生物功能。
藥物釋放載體系統(tǒng)作為智能化磁性納米藥物載體系統(tǒng)的一種類(lèi)型，其在構(gòu)建之時(shí)將疾病診斷、藥物裝載、靶向遞送和執(zhí)行治療整合在一起，從而使該系統(tǒng)借助接枝診斷因子達(dá)到探測(cè)患者初始病癥的目標(biāo)。在抗體/配體或其他靶向因子的協(xié)助下，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)生物位置靶向運(yùn)輸和精準(zhǔn)定位的目標(biāo)；借用生物體內(nèi)包含的熒光物質(zhì)達(dá)到對(duì)體內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)；在聚乳酸、聚乙烯醇等聚合物的協(xié)助下，整個(gè)遞送系統(tǒng)與生物個(gè)體之間的相容性能被強(qiáng)化，在此過(guò)程中藥物的有效封裝不再是幻想；此外，該系統(tǒng)還可以將接枝所用的化學(xué)傳送給靶向因子或抗w。
該類(lèi)型的智能化磁性納米藥物載體系統(tǒng)還能夠把藥物或治療基因強(qiáng)制性的封存在載體中，不僅僅能夠大幅度降低藥物對(duì)生物機(jī)體的毒性和副作用，也可以將特殊藥物或基因傳輸至機(jī)體靶細(xì)胞上，借助接枝其他功能型分子的途徑，使自體具備對(duì)光、電、磁、熱等刺激及時(shí)響應(yīng)的功能，繼而在將外界刺激作用于病區(qū)上，此時(shí)智能化磁性納米藥物載體系統(tǒng)遞送的智能化藥物控釋載體能夠精確的感知外界刺激信號(hào)，最后將預(yù)先設(shè)置的功能選項(xiàng)執(zhí)行出來(lái)，這樣藥物就可以依照預(yù)定方案實(shí)現(xiàn)控制性釋放的目標(biāo)，最終對(duì)病患細(xì)胞實(shí)現(xiàn)治療的目的。
二、基于熱響應(yīng)性金納米粒子智能藥物遞送系統(tǒng)的研究
在該智能化磁性納米藥物載體系統(tǒng)內(nèi)，磁性納米顆粒主要作用被設(shè)定為定位與靶向，金納米粒子最大的功能就是成像。系統(tǒng)在構(gòu)建之時(shí)利用高分子聚合物材料有效的將上述兩類(lèi)納米粒子囊括在一個(gè)體系中，在此過(guò)程中使其具有載運(yùn)藥物的功能，借此途徑去使該智能化系統(tǒng)有效應(yīng)用磁信號(hào)把復(fù)合納米藥物載體輸送至病患細(xì)胞處。在金納米粒子成像功能的輔助下，從而達(dá)到對(duì)藥物顆粒運(yùn)載情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)，具體是指粒子的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制、作用部位和藥物濃度。最后在pH等外界特性刺激信號(hào)的支配下，促使高分子聚合物對(duì)藥物定點(diǎn)、定量釋放進(jìn)行合理的降解，實(shí)現(xiàn)對(duì)病患根治的最終。該智能化磁性納米藥物載體體系作用于癌癥細(xì)胞，使其表現(xiàn)出弱酸性，從而促使聚合物解體快速將內(nèi)部包含的藥物遞送出來(lái)。該智能化系統(tǒng)的構(gòu)建能夠達(dá)到對(duì)癌變細(xì)胞智能化診斷和治療的目的，與此同時(shí)大幅度的提升藥劑遞送的精準(zhǔn)性，此時(shí)藥物的利用效率顯著的提升也是必然的事實(shí)，并且能夠有效的減輕藥物毒副作用，可見(jiàn)基于熱響應(yīng)性金納米粒子智能藥物遞送系統(tǒng)在臨床診斷與治療方面具有寬闊的應(yīng)用空間。
Conner等人利用一種以近似紅外光為刺激信號(hào)的智能藥物載體，構(gòu)建了熱響應(yīng)性金納米粒子智能藥物遞送系統(tǒng)，該治療系統(tǒng)最大的特色在于利用金納米顆粒有效的處理了近紅外光的產(chǎn)熱效應(yīng)。在對(duì)荷瘤小鼠實(shí)現(xiàn)進(jìn)行光熱療法時(shí)，抗癌藥物有效的被釋放出來(lái)，同時(shí)在Ce6所產(chǎn)生的活性氧輔助下達(dá)到殺滅癌細(xì)胞的目標(biāo)，取得的應(yīng)用效果是極為可觀的。
三、關(guān)于介孔硅納米智能藥物遞送系統(tǒng)的研究
介孔硅納藥物遞送材料（MSN）憑借自體較高比表面積、孔徑結(jié)構(gòu)的有序性、表面富含活性基團(tuán)羥基（-OH）的性能，在研發(fā)降解新藥物載體上具有較高頻率的應(yīng)用。介孔硅納米智能藥物遞送系統(tǒng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，是基于介孔材料表面大批量被功能化修整基礎(chǔ)上的，這樣該智能化磁性納米藥物載體系統(tǒng)就能夠高效率的對(duì)各類(lèi)外加刺激信號(hào)，以及對(duì)特質(zhì)生理環(huán)境形成的效應(yīng)進(jìn)行精確而刺激性的回應(yīng)。正因如此，MCM-41、MCM-48，、MCM-50等介孔硅結(jié)構(gòu)在化學(xué)催化、分離吸附、藥物遞送控釋等眾多領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用潛力。
磁性-介孔硅復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米顆粒的構(gòu)建，可以將抗癌藥物精確的傳送至腫瘤并發(fā)部位。該體系在構(gòu)建之時(shí)，制備實(shí)心硅球是前提，繼而在堿腐蝕法的作用下雕刻出中空介孔硅，MnFe沉積的磁性表面層的構(gòu)建，為磁性熱響應(yīng)性控制釋放體系的完善奠定基礎(chǔ)，最后在外加磁場(chǎng)的輔助下，藥物載體向病灶位置遞送的目的得以實(shí)現(xiàn)。
四、結(jié)束語(yǔ)
在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，智能化磁性納米藥物載體系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景，其借助材料自體物理、化學(xué)、生物性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)智能靶向與精確定位的目標(biāo)。當(dāng)然，其特質(zhì)性生物學(xué)用途為臨床疾患診斷與治療效果的提升注入了巨大的動(dòng)力。也就是說(shuō)，納米材料、生物醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)有機(jī)整合，使生物材料在響應(yīng)、藥物遞送和疾病診療等方面體現(xiàn)智能化特色，從而使患者少受病痛的折磨，為人類(lèi)健康做出貢獻(xiàn)。
真正的“高富帥”專(zhuān)業(yè)
如果一定要用一個(gè)詞來(lái)形容納米專(zhuān)業(yè)，那就是“高富帥”。
說(shuō)它“高”，是因?yàn)樗牡拇_確是高科技的產(chǎn)物。1納米是1米的十億分之一，20納米也僅相當(dāng)于1根頭發(fā)絲的三千分之一。也正是這么小的尺寸，才能夠用來(lái)做材料。不僅如此，納米材料還都帶著“特異功能”，具有奇異的化學(xué)物理特性。納米雖小，用途卻大，小尺寸成就大空間，真是高不可測(cè)。而研究生階段需要學(xué)的課程也很“高”：納米材料的結(jié)構(gòu)、尺寸和形貌的表征技術(shù)、納米粉體材料的制備與表面修飾、一維納米材料的制備、納米復(fù)合材料的制備、納米結(jié)構(gòu)材料的制備、納米材料的物理特性與應(yīng)用、納米電子器件的基本原理和微加工技術(shù)、納米材料與納米技術(shù)的最新進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)等都是該專(zhuān)業(yè)的主干課。是研究生的必修課，而新專(zhuān)業(yè)的科研空間更加廣闊，所以發(fā)SCI的概率大大增加。想要寫(xiě)好論文，你就要了解納米材料與技術(shù)的最新學(xué)科發(fā)展動(dòng)向、理論前沿、應(yīng)用前景等。而如果你打算游學(xué)海外，就更要在研究生階段狂抓英語(yǔ)了。這一專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)詞匯非常龐雜，有醫(yī)學(xué)、化學(xué)、物理、材料學(xué)等諸多領(lǐng)域，需要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。筆者碩士一年級(jí)的時(shí)候大家每周都會(huì)用英報(bào)告，這樣能有效提高英文水平，即使不打算出國(guó)，閱讀國(guó)外文獻(xiàn)也會(huì)非常流暢，開(kāi)闊視野。納米專(zhuān)業(yè)確實(shí)很“高”，但當(dāng)你真正鉆研進(jìn)去，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的樂(lè)趣。
說(shuō)它“富”，一點(diǎn)也不夸張。納米技術(shù)、信息技術(shù)及生物技術(shù)被譽(yù)為本世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱。納米從20世紀(jì)80年代末，90年代初開(kāi)始起步，經(jīng)歷二十多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為突飛猛進(jìn)的前沿、交叉性新型學(xué)科。納米技術(shù)作為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，將在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、能源和環(huán)境等領(lǐng)域“大顯身手”。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的納米技術(shù)高級(jí)顧問(wèn)米哈伊爾·羅科甚至預(yù)言：“由于納米技術(shù)的出現(xiàn)，在今后30年中，人類(lèi)文明所經(jīng)歷的變化將會(huì)比過(guò)去的整個(gè)20世紀(jì)都要多得多。”如此看來(lái)，納米技術(shù)必將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也能為該專(zhuān)業(yè)的同學(xué)提供良好的職業(yè)發(fā)展平臺(tái)。
說(shuō)它“帥”，是因?yàn)樗歇?dú)到魅力，吸引青年學(xué)子投其懷抱。其實(shí)，大部分工科生的研院生活都是相同的，讀文獻(xiàn)、做實(shí)驗(yàn)、組會(huì)、聽(tīng)報(bào)告，這些幾乎就是我們讀研生活的全部。想學(xué)好納米專(zhuān)業(yè)，你首先要做個(gè)雜家。在研究生階段，你要掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí)，學(xué)習(xí)環(huán)境納米材料的綠色制備及其規(guī)模化，面向環(huán)境檢測(cè)的納米結(jié)構(gòu)與器件的構(gòu)筑原理、方法，并且了解納米材料與納米結(jié)構(gòu)性能與機(jī)理。而做到這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)槔砉た茖?zhuān)業(yè)的直接目標(biāo)在于應(yīng)用，因此還需要學(xué)習(xí)納米材料在污染治理中的應(yīng)用原理、技術(shù)與裝置研發(fā)、納米材料的環(huán)境效應(yīng)與安全性評(píng)估、納米材料在節(jié)能和清潔能源中的應(yīng)用等，掌握材料學(xué)的工藝裝備、測(cè)試手段與評(píng)價(jià)技術(shù)，具備相應(yīng)的科研能力，具有從事科學(xué)研究和解決工程中局部問(wèn)題的能力。運(yùn)用納米技術(shù)解決這些問(wèn)題和一般的常規(guī)思路有著很大的不同，有著前路未知的期盼和發(fā)現(xiàn)時(shí)的狂喜，為此我們都成為典型的“技術(shù)宅”，大部分時(shí)間會(huì)宅在實(shí)驗(yàn)室里，在外人看來(lái)，可能是只顧科研無(wú)心生活的“苦行僧”，而只有我們才能體會(huì)到納米的“帥”及給我們生活所帶來(lái)的樂(lè)趣。
想要學(xué)好納米專(zhuān)業(yè)，團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力必不可缺。其學(xué)習(xí)都是以課題組和實(shí)驗(yàn)室為單位，很多作業(yè)和項(xiàng)目都是大家集體完成，比如開(kāi)發(fā)一種新型的納米材料，大家都有不同的分工，這就需要我們能緊密地合作與溝通，分擔(dān)辛苦分享成功。
同時(shí)，我們還需要有極強(qiáng)的表達(dá)能力和動(dòng)手實(shí)踐的能力。我們學(xué)校經(jīng)常舉辦學(xué)術(shù)沙龍，需要大家上臺(tái)演講，不僅本專(zhuān)業(yè)的導(dǎo)師在場(chǎng)，其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生和老師也會(huì)來(lái)聽(tīng)，并從不同角度提出意見(jiàn)，所以我們要足夠有氣場(chǎng)才能HOLD住場(chǎng)面。而實(shí)踐方面，我們都有做老師科研助理的機(jī)會(huì)，同時(shí)開(kāi)展自己的課題研究，不僅要寫(xiě)得好論文，還要做好實(shí)驗(yàn)。想讀納米專(zhuān)業(yè)，要做的功課非常多，你只有都嘗試了，才能體會(huì)到這個(gè)專(zhuān)業(yè)的巨大魅力，才會(huì)在科技的海洋里盡情遨游。
就業(yè)面窄是誤區(qū)
對(duì)于納米科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，很多人對(duì)它的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)。很多人認(rèn)為，納米作為高精尖技術(shù)與日常生活相距太遠(yuǎn)，所以想當(dāng)然地認(rèn)為其就業(yè)難。
其實(shí)，納米真實(shí)地存在于我們的日常生活中，而隨著科技的發(fā)展，未來(lái)有一天我們的衣食住行都將離不開(kāi)納米技術(shù)。所以如果你能有幸就讀該專(zhuān)業(yè)研究生，并在學(xué)術(shù)上有所造詣，愿意將所學(xué)學(xué)以致用，那么你的就業(yè)前景無(wú)限光明！
那么納米技術(shù)到底是怎樣和實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)的呢，而我們工科生，又將以何種方式參與這種科技改變?nèi)藗兩畹倪M(jìn)程呢？
衣：在紡織和化纖制品中添納米微粒，可以除味殺菌。化纖布結(jié)實(shí)耐磨，但會(huì)產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電，穿起來(lái)非常舒適。
食：利用納米材料，冰箱的抗菌能力大大增強(qiáng)。納米材料做的無(wú)菌餐具、無(wú)菌食品包裝用品已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。利用納米粉末，可以使廢水有效凈化，完全達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，納米食品色香味俱全，還對(duì)健康大有裨益。
住：對(duì)于我們這代人而言，居家做家務(wù)、清理房間是一大愁事，納米技術(shù)的應(yīng)用可以省下我們很多力氣。通過(guò)納米技術(shù)，墻面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，完全不需要擦洗。含有納米微粒的建筑材料，還可以吸收對(duì)人體有害的紫外線。既省時(shí)省力又對(duì)身體好。
行：在出行方面，納米材料可以提高和改進(jìn)交通工具的性能指標(biāo)。納米陶瓷有望成為汽車(chē)、輪船、飛機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)部件的理想材料，可以大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率、工作壽命和可靠性。納米球添加劑可以在機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)加入，起到節(jié)省燃油、修復(fù)磨損表面、增強(qiáng)機(jī)車(chē)動(dòng)力、降低噪音、減少污染物排放、保護(hù)環(huán)境的作用。納米衛(wèi)星可以隨時(shí)向駕駛?cè)藛T提供交通信息，幫助其安全駕駛。
而這些，只是納米科技應(yīng)用在生活中的很小一部分，納米技術(shù)興起晚，發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛，更多的核心技術(shù)需要我們這一代去發(fā)掘，以期使之更好地為民生服務(wù)。可見(jiàn)納米技術(shù)在日常生活中無(wú)處不在，各行各業(yè)都需要擁有高技術(shù)高學(xué)歷的納米技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才，所以就業(yè)前景廣闊。
具體的就業(yè)方向，男生、女生之間相差很大。納米專(zhuān)業(yè)的大部分女碩士，特別是女博士一般選擇到大學(xué)或科研院所做研究。研究領(lǐng)域涵蓋納米材料、黏合劑、涂料、電鍍、陶瓷等相關(guān)領(lǐng)域，從事相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和檢測(cè)等方面。大部分男生會(huì)去納米材料行業(yè)企業(yè)或傳統(tǒng)材料相關(guān)企業(yè)供職。可以從事納米材料表征、石墨烯及碳納米材料研發(fā)、納米材料改性、納米材料合成、無(wú)機(jī)納米材料制備以及交叉學(xué)科納米材料應(yīng)用的相關(guān)工作。
跨專(zhuān)業(yè)報(bào)考受青睞
納米科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)技術(shù)性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，不過(guò)并不限制跨專(zhuān)業(yè)報(bào)考，納米科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)不僅不是個(gè)排外的“高富帥”，反而非常歡迎跨專(zhuān)業(yè)的學(xué)生融入其中，共同搭建納米專(zhuān)業(yè)的大舞臺(tái)。納米科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)在工科或理科門(mén)類(lèi)招生，不同學(xué)校有所不同，但都非常歡迎與之類(lèi)似的材料專(zhuān)業(yè)同學(xué)報(bào)考，因?yàn)槎忌婕安牧蠈W(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，所以學(xué)起來(lái)會(huì)得心應(yīng)手。同時(shí)，理工科專(zhuān)業(yè)背景如物理、化學(xué)甚至數(shù)學(xué)這類(lèi)基礎(chǔ)學(xué)科出身的學(xué)生，也很受該專(zhuān)業(yè)歡迎。
在報(bào)考納米科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生中，也有一部分醫(yī)學(xué)生。未來(lái)納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是大勢(shì)所趨。利用納米技術(shù)制成的微型藥物輸送器，可將適當(dāng)劑量的藥物，通過(guò)體外電磁信號(hào)的引導(dǎo)準(zhǔn)確送達(dá)病灶部位，有效地起到治療作用，同時(shí)可以減輕藥物的不良的反應(yīng)。用納米制造成的微型機(jī)器人，它的體積可是小于紅細(xì)胞的，你能想象到嗎？通過(guò)它向病人血管中注射，能疏通腦血管的血栓，清除心臟動(dòng)脈的脂肪和沉淀物，還可“嚼碎”泌尿系統(tǒng)的結(jié)石等。而隨著納米技術(shù)的發(fā)展，它與醫(yī)學(xué)還會(huì)有更多的交叉。
院校介紹
對(duì)納米科學(xué)與技術(shù)這種新興學(xué)科來(lái)說(shuō)，每個(gè)學(xué)校都有自己的特色和側(cè)重，所以這里重點(diǎn)介紹一下。而通過(guò)這些不同院校的專(zhuān)業(yè)方向設(shè)置，我們也可以多角度地了解這一專(zhuān)業(yè)。
國(guó)家納米科學(xué)中心
國(guó)家納米科學(xué)中心是中國(guó)科學(xué)院與教育部共同建設(shè)并具有獨(dú)立事業(yè)法人資格的全額撥款直屬事業(yè)單位，自2005年開(kāi)始招收研究生。現(xiàn)有博士學(xué)科專(zhuān)業(yè)點(diǎn)3個(gè)：凝聚態(tài)物理、物理化學(xué)和材料學(xué)；碩士學(xué)科專(zhuān)業(yè)點(diǎn)3個(gè)：生物物理、生物工程和材料工程。鑒于納米科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的前沿交叉特性，在招生階段，現(xiàn)將該學(xué)科掛靠在物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)與工程和生物學(xué)4個(gè)一級(jí)學(xué)科下，并相應(yīng)產(chǎn)生4個(gè)專(zhuān)業(yè)代碼。涉及納米科技系列進(jìn)展、納米檢測(cè)系列講、文獻(xiàn)信息利用、人文系列講座、納米功能材料等課程。
國(guó)家納米科學(xué)中心2013年在7個(gè)專(zhuān)業(yè)招收碩士研究生35人，專(zhuān)業(yè)包括納米科學(xué)與技術(shù)、凝聚態(tài)物理、物理化學(xué)、材料學(xué)、生物物理學(xué)、材料工程和生物工程，研究方向涵蓋高分子納米功能材料、生物納米結(jié)構(gòu)、納米醫(yī)學(xué)、納米復(fù)合材料、納米電子學(xué)等幾十個(gè)方向，方向非常細(xì)化，具有材料、半導(dǎo)體、物理、化學(xué)、微電子、生物、醫(yī)藥等專(zhuān)業(yè)背景的學(xué)生都可以報(bào)考。相信有志于納米專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，一定會(huì)在這里找到適合自己的研究方向。
國(guó)家納米中心是比較典型的科研所，其吸引考生的除了實(shí)力，很重要的一點(diǎn)就是待遇優(yōu)厚。該中心不需學(xué)生繳納學(xué)費(fèi)，如遇國(guó)家政策調(diào)整還會(huì)有高額的獎(jiǎng)學(xué)金返還制度，碩士研究生根據(jù)不同年級(jí)，每個(gè)月可以拿到1300～2500元的獎(jiǎng)學(xué)金，博士會(huì)拿到3100～4500元的獎(jiǎng)學(xué)金。此外，還會(huì)有其他生活補(bǔ)助等。研究生公寓已經(jīng)完全賓館化管理，非常舒適。在國(guó)家納米中心深造，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)上的后顧之憂(yōu)，這樣你才可以將全部精力投入到學(xué)習(xí)中去。
大連理工大學(xué)
大連理工大學(xué)的工程力學(xué)系開(kāi)設(shè)生物與納米力學(xué)專(zhuān)業(yè)，已然在行業(yè)內(nèi)一枝獨(dú)秀。該學(xué)科依托于工程力學(xué)系和工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，軟硬件條件優(yōu)越，擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器。學(xué)生有充足的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，能在宏觀、微觀等不同層次上，進(jìn)行跨學(xué)科的數(shù)值模擬和力學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，也有國(guó)家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)基金、“863”“973”等眾多項(xiàng)目和基金支持。
該專(zhuān)業(yè)現(xiàn)在有生物器官生物力學(xué)模型及新材料應(yīng)用研究、分子模擬和計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)、微納米與多尺度力學(xué)研究、生物材料的力學(xué)行為及其多功能化4個(gè)研究方向，涉及到力學(xué)、醫(yī)藥、生物、機(jī)械、材料、電子、控制、測(cè)量、微納科技等領(lǐng)域。
大連理工大學(xué)這個(gè)專(zhuān)業(yè)的直博生學(xué)制是4年，而一般的直博生需要學(xué)習(xí)5年時(shí)間，而分開(kāi)讀碩士和博士一般需要6至7年，這吸引了不少學(xué)生報(bào)考，因?yàn)榭梢怨?jié)約1～3年時(shí)間。當(dāng)然，在4年的時(shí)間里完成碩士和博士學(xué)業(yè)，是一件很具挑戰(zhàn)的事情，需要最大限度地提升效率。
蘇州大學(xué)
蘇州大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院是蘇州大學(xué)、蘇州工業(yè)園區(qū)政府、加拿大滑鐵盧大學(xué)攜手共建的一所高起點(diǎn)、國(guó)際化的新型學(xué)院。該學(xué)院建立于2010年，由全球著名納米與光電子材料學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士李述湯教授擔(dān)任院長(zhǎng)，教學(xué)科研實(shí)力雄厚，是國(guó)內(nèi)高校中為數(shù)不多的專(zhuān)門(mén)的納米科學(xué)學(xué)院。招生方向涵蓋納米生物化學(xué)、納米技術(shù)工程、納米材料、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合納米材料等。有關(guān)納米的專(zhuān)業(yè)在物理、化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)與工程4個(gè)學(xué)科下招收學(xué)術(shù)型研究生，相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生都可以報(bào)考。
需要提醒大家的是，蘇州大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院初試提供詳細(xì)的輔導(dǎo)書(shū)和真題，有意報(bào)考的同學(xué)要多關(guān)注學(xué)院的網(wǎng)站，以獲得第一手信息。
武漢大學(xué)
武漢大學(xué)的納米科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)在物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院和化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院均有招生，各有側(cè)重。前者分為納米復(fù)合材料、納米光催化材料與技術(shù)、納米光電子學(xué)、納米管線陣列及其智能傳感器、納米材料制備與表征和納米尺度結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系6個(gè)方向。后者在納米催化、納米生物醫(yī)學(xué)、納米材料分離分析、微納傳感技術(shù)和高分子納米藥物載體。很多方向在國(guó)內(nèi)上處于領(lǐng)先地位，每年也有大量學(xué)生報(bào)考，競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。
武漢大學(xué)與國(guó)外多所大學(xué)有合作關(guān)系，大家如果在武大讀研，出國(guó)交流、學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)比較多。
華中科技大學(xué)
華中科技大學(xué)是典型的工科學(xué)校，其納米專(zhuān)業(yè)當(dāng)然也首屈一指。華科的納米專(zhuān)業(yè)同樣是熱門(mén)，除去每年招收本校內(nèi)推的學(xué)生，考研的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。
2011年，北京科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、蘇州大學(xué)和南京理工大學(xué)五所高校開(kāi)始招收納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生。五所大學(xué)中，北京科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)和大連理工大學(xué)三所北方高校在材料科學(xué)上屬傳統(tǒng)名校，而南方院校蘇州大學(xué)和南京理工大學(xué)把納米材料成果產(chǎn)業(yè)化，形成了自己的特點(diǎn)。
北方三所高校算是材料科學(xué)與工程領(lǐng)域傳統(tǒng)名校，值得注意的是，它們卻均未設(shè)置專(zhuān)門(mén)的納米材料研究機(jī)構(gòu)，更多的是依托原有的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科，在傳統(tǒng)材料研究領(lǐng)域引入納米科技，尋求突破。
北京科技大學(xué)
北京科技大學(xué)原名北京鋼鐵學(xué)院，曾被譽(yù)為“鋼鐵搖籃”，其材料科學(xué)研究側(cè)重點(diǎn)是金屬材料。除了材料學(xué)院這個(gè)重點(diǎn)學(xué)院外，從事材料科學(xué)研究的還有新金屬?lài)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高效軋制國(guó)家工程研究中心、國(guó)家材料服役安全科學(xué)中心等機(jī)構(gòu)，側(cè)重點(diǎn)也不局限于金屬材料，在無(wú)機(jī)非金屬、高分子、生物醫(yī)藥材料等方面亦有建樹(shù)。
目前，北科大納米材料課題組主要研究納米材料制備與表征、納米材料改性、功能納米材料等方面。此外，亦有部分老師研究納米加工、納米組裝、納米器件等應(yīng)用方向。
北京航空航天大學(xué)
與北科大不同，北航材料學(xué)院在北航不屬于重點(diǎn)學(xué)院，規(guī)模較小，師資力量?jī)H百來(lái)人，這決定了北航材料學(xué)院的研究方向不會(huì)太廣。作為航天航空院校，北航材料學(xué)院也有自己的優(yōu)勢(shì)，正在籌建的航空科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（航空領(lǐng)域最高級(jí)別實(shí)驗(yàn)室），它的側(cè)重點(diǎn)在金屬材料、樹(shù)脂基復(fù)合材料及失效分析、先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料、新型功能材料等方面。
在納米材料上，北航材料學(xué)院重點(diǎn)關(guān)注納米器件和納米涂層。材料學(xué)院的納米材料研究發(fā)展趨勢(shì)可能是納米技術(shù)在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用。
大連理工大學(xué)
大連理工大學(xué)的材料學(xué)院在金屬材料、材料加工方面實(shí)力強(qiáng)，基于大連的地理位置，材料學(xué)院還開(kāi)設(shè)了五年制金屬材料工程日語(yǔ)強(qiáng)化班。不過(guò)，納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)并非隸屬于材料能源學(xué)部，而是化工與環(huán)境學(xué)部。因而，大連理工大學(xué)的納米材料研究偏化工類(lèi)，包括納米粒子合成化學(xué)技術(shù)、無(wú)機(jī)納米功能材料、納米復(fù)合材料等方向。納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課中，亦有化工原理、基礎(chǔ)化學(xué)、材料化學(xué)等化工類(lèi)課程。可以說(shuō)，這是大連理工大學(xué)納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一大特色。
與北方三所高校相比，蘇州大學(xué)和南京理工大學(xué)納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向截然不同。兩所南方高校均成立多個(gè)納米材料研發(fā)機(jī)構(gòu)，在研究方向上，兩所高校側(cè)重于納米材料器件應(yīng)用，嘗試產(chǎn)業(yè)化。這些特點(diǎn)可能與江浙一帶出現(xiàn)納米高新技術(shù)企業(yè)有關(guān)。
蘇州大學(xué)
蘇州大學(xué)沒(méi)有材料科學(xué)與工程學(xué)院，而是材料與化工學(xué)部，研究偏向化工，在無(wú)機(jī)非金屬、高分子材料方面實(shí)力不錯(cuò)。納米材料與技術(shù)專(zhuān)業(yè)并沒(méi)有開(kāi)設(shè)在材料與化工學(xué)部，而是2010年成立的納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院。除了納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘇州大學(xué)研究納米材料的機(jī)構(gòu)還有2008年成立的蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院、2011年成立的蘇州大學(xué)-滑鐵盧大學(xué)蘇州納米科技研究院。其中，以中科院院士李述湯教授領(lǐng)銜組建的功能納米與軟物質(zhì)研究院已初具規(guī)模，它以功能納米材料和軟物質(zhì)為研究對(duì)象，側(cè)重于功能納米材料與器件、有機(jī)光電材料與器件、納米生物醫(yī)學(xué)技術(shù)等，尋求在納米器件以及新能源、環(huán)保、醫(yī)用等領(lǐng)域的應(yīng)用。
南京理工大學(xué)
南京理工大學(xué)由軍工學(xué)院演變發(fā)展而來(lái)，其材料科學(xué)與工程學(xué)院的材料學(xué)研究側(cè)重于金屬材料及復(fù)合材料。不過(guò)，南理工是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展納米材料與技術(shù)研究的大學(xué)之一，正籌建納米結(jié)構(gòu)研究中心，研究側(cè)重點(diǎn)是與納米結(jié)構(gòu)材料相關(guān)的分析、材料力學(xué)、電化學(xué)性能評(píng)估等。由南理工化工系和南京部分企業(yè)共同支持的南京市高聚物納米復(fù)合材料工程技術(shù)中心，研究側(cè)重點(diǎn)是納米材料制備、應(yīng)用、納米催化聚合反應(yīng)、納米復(fù)合材料，該中心已與江蘇部分納米企業(yè)開(kāi)展納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化合作。此外，南理工還共建了金屬納米材料與技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。
其他高校納米特色
上海交通大學(xué)
上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在各類(lèi)相關(guān)排名中居首，教職工200多人，研究側(cè)重點(diǎn)包括金屬材料、復(fù)合材料、塑性成形、輕合金精密成型等，在中國(guó)是材料科學(xué)與工程學(xué)子公認(rèn)的夢(mèng)想學(xué)府。其材料學(xué)院也涉及納米材料，比如，復(fù)合材料研究所部分老師從事納米復(fù)合材料研究，微電子材料與技術(shù)研究所從事納米電子材料研究。此外，上海交通大學(xué)還成立了微納科學(xué)技術(shù)研究院，研究方向?yàn)榧{米生物醫(yī)學(xué)、納米電子學(xué)與器件。生物醫(yī)藥工程學(xué)院也開(kāi)展納米材料的可控合成與制備、納米生物材料等方面的研究。
清華大學(xué)
與北京航空航天大學(xué)相似，清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系是學(xué)校名氣大于院系實(shí)力，每年有數(shù)百人爭(zhēng)奪材料系不足30個(gè)研究生名額。材料系建有新型陶瓷與精細(xì)工藝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，研究側(cè)重點(diǎn)以陶瓷材料為主，同時(shí)涉及磁性材料、復(fù)合材料、電極材料和核材料。在納米材料方面，清華材料系主要研究納米材料結(jié)構(gòu)、納米材料合成和微納米顆粒等。2010年，清華大學(xué)成立了微納米力學(xué)與多學(xué)科交叉創(chuàng)新研究中心，主要研究微納米器件、納米復(fù)合材料在電能存儲(chǔ)上應(yīng)用和微納米設(shè)備研發(fā)等。
北京大學(xué)
北大材料科學(xué)與工程系成立于2005年，教職工10余人，成立之初就把材料科學(xué)與納米技術(shù)結(jié)合起來(lái)，欲在納米材料與微納器件方面有所突破。此外，北大成立了納米化學(xué)研究中心，教職工7人直博生卻達(dá)45人，主要研究領(lǐng)域包括低維新材料與納米器件、納米領(lǐng)域的基本物理化學(xué)問(wèn)題。
西北工業(yè)大學(xué)
西工大是西部材料科學(xué)與工程實(shí)力最強(qiáng)的院校，其材料學(xué)院師資隊(duì)伍近200人，有凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和超高溫復(fù)合材料國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。因此，其研究側(cè)重點(diǎn)在凝固，復(fù)合材料和金屬材料的實(shí)力亦不俗。在納米材料方面，西工大成立了微/納米系統(tǒng)研究中心，致力于航空航天微系統(tǒng)技術(shù)、微納器件設(shè)計(jì)制造技術(shù)、微納功能結(jié)構(gòu)技術(shù)。總之，西工大的納米材料研究可能集中于納米器件在航天、航空、航海方面的應(yīng)用。
留學(xué)兩大國(guó)
納米技術(shù)是交叉學(xué)科，包括納米科技、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、分子生物學(xué)等課程。報(bào)考納米專(zhuān)業(yè)或方向的研究生在本科一般學(xué)的是材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、凝聚態(tài)物理、物理化學(xué)等。就留學(xué)而言，由于納米材料處于基礎(chǔ)研究階段，容易；各個(gè)國(guó)家在納米材料方面投入大量資金，使得科研經(jīng)費(fèi)相對(duì)充足，相比于其他專(zhuān)業(yè)容易申請(qǐng)獎(jiǎng)學(xué)金。這兩點(diǎn)決定了留學(xué)攻讀納米技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究生相對(duì)容易。
2000年，美國(guó)白宮國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃，美國(guó)的納米技術(shù)得到飛速發(fā)展。總體上看，美國(guó)的納米技術(shù)已經(jīng)處在納米技術(shù)實(shí)用化階段，而其他各國(guó)仍處在納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究階段。美國(guó)各大高校也爭(zhēng)相進(jìn)入納米材料各個(gè)研究領(lǐng)域——
實(shí)力強(qiáng)勁的麻省理工學(xué)院在太陽(yáng)能存儲(chǔ)、航空材料、燃料電池薄膜、封裝材料耐磨織物和生物醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的碳納米管、聚合納米復(fù)合材料等方面成果顯著。
加州大學(xué)伯克利分校注重于納米材料在能源、藥物、環(huán)境等方面的應(yīng)用，已卓有成效。
哈佛大學(xué)則側(cè)重在生物納米科技，即生物學(xué)、工程學(xué)與納米科學(xué)的交叉領(lǐng)域。
康奈爾大學(xué)已經(jīng)在納米級(jí)電子機(jī)械設(shè)備、碳納米管應(yīng)用電池、納米纖維等方面獲得突破。
斯坦福大學(xué)重在納米晶的光學(xué)性能、輸運(yùn)性能和生物應(yīng)用，以及納米傳感器、納米圖形技術(shù)等。
普渡大學(xué)的納米電子學(xué)、納米光子學(xué)、計(jì)算納米技術(shù)，尤其是計(jì)算納米技術(shù)全球領(lǐng)先。
紐約州立大學(xué)奧爾巴尼分校專(zhuān)注于納米工程、納米生物科學(xué)，其納米技術(shù)研究中心是全球該領(lǐng)域最先進(jìn)的研究機(jī)構(gòu)。
萊斯大學(xué)在納米碳材料領(lǐng)域成果顯著，在學(xué)校的研究人員中，納米材料研究人員的比重約為四分之一，是美國(guó)納米材料研究人員最多的大學(xué)之一。
此外，美國(guó)有很多研究納米技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室，它們比較愿意招中國(guó)大學(xué)生，這一點(diǎn)也值得注意。
日本算是最早開(kāi)展納米技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用研究的國(guó)家，早在1981年，日本政府就建立了納米技術(shù)扶持計(jì)劃。美國(guó)公布國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃前，曾派人去日本做調(diào)查。日本納米技術(shù)的研發(fā)特點(diǎn)是企業(yè)界是主力軍，它們?cè)噲D將納米技術(shù)融入到產(chǎn)業(yè)中。比如，日本企業(yè)紛紛斥巨資建納米技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，同時(shí)建立納米材料分廠實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此外，企業(yè)與大學(xué)、科研院所合作，開(kāi)發(fā)納米技術(shù)。比如，富士通和德國(guó)慕尼黑大學(xué)合作，三菱公司和日本京都大學(xué)合作。
與美國(guó)在納米技術(shù)基礎(chǔ)研究和生物工程技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先不同，日本在精細(xì)元器件及材料的制造方面獨(dú)占鰲頭，日本對(duì)納米材料研究的投入不斷加大，也使得去日本讀納米專(zhuān)業(yè)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
Tips：何去何從
關(guān)鍵詞：納米材料生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
1應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的納米材料的主要類(lèi)型及其特性
1.1納米碳材料
納米碳材料主要包括碳納米管、氣相生長(zhǎng)碳纖維也稱(chēng)為納米碳纖維、類(lèi)金剛石碳等。
碳納米管有獨(dú)特的孔狀結(jié)構(gòu)［1］，利用這一結(jié)構(gòu)特性，將藥物儲(chǔ)存在碳納米管中并通過(guò)一定的機(jī)制激發(fā)藥物的釋放，使可控藥物變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。此外，碳納米管還可用于復(fù)合材料的增強(qiáng)劑、電子探針（如觀察蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的AFM探針等）或顯示針尖和場(chǎng)發(fā)射。納米碳纖維通常是以過(guò)渡金屬Fe、Co、Ni及其合金為催化劑，以低碳烴類(lèi)化合物為碳源，氫氣為載體，在873K～1473K的溫度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景。類(lèi)金剛石碳（簡(jiǎn)稱(chēng)DLC）是一種具有大量金剛石結(jié)構(gòu)C—C鍵的碳?xì)渚酆衔铮梢酝ㄟ^(guò)等離子體或離子束技術(shù)沉積在物體的表面形成納米結(jié)構(gòu)的薄膜，具有優(yōu)秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。資料報(bào)道，與其他材料相比，類(lèi)金剛石碳表面對(duì)纖維蛋白原的吸附程度降低，對(duì)白蛋白的吸附增強(qiáng)，血管內(nèi)膜增生減少，因而類(lèi)金剛石碳薄膜在心血管臨床醫(yī)學(xué)方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。
1.2納米高分子材料
納米高分子材料，也稱(chēng)高分子納米微粒或高分子超微粒，粒徑尺度在1nm～1000nm范圍。這種粒子具有膠體性、穩(wěn)定性和優(yōu)異的吸附性能，可用于藥物、基因傳遞和藥物控釋載體，以及免疫分析、介入性診療等方面。
1.3納米復(fù)合材料
目前，研究和開(kāi)發(fā)無(wú)機(jī)—無(wú)機(jī)、有機(jī)—無(wú)機(jī)、有機(jī)—有機(jī)及生物活性—非生物活性的納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是獲得性能優(yōu)異的新一代功能復(fù)合材料的新途徑，并逐步向智能化方向發(fā)展，在光、熱、磁、力、聲［2］等方面具有奇異的特性，因而在組織修復(fù)和移植等許多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。國(guó)外已制備出納米ZrO2增韌的氧化鋁復(fù)合材料，用這種材料制成的人工髖骨和膝蓋植入物的壽命可達(dá)30年之久［3］。研究表明，納米羥基磷灰石膠原材料也是一種構(gòu)建組織工程骨較好的支架材料［4］。此外，納米羥基磷灰石粒子制成納米抗癌藥，還可殺死癌細(xì)胞，有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，而對(duì)正常細(xì)胞組織絲毫無(wú)損，這一研究成果引起國(guó)際的關(guān)注。北京醫(yī)科大學(xué)等權(quán)威機(jī)構(gòu)通過(guò)生物學(xué)試驗(yàn)證明，這種粒子可殺死人的肺癌、肝癌、食道癌等多種腫瘤細(xì)胞。
此外，在臨床醫(yī)學(xué)中，具有較高應(yīng)用價(jià)值的還有納米陶瓷材料，微乳液等等。
2納米材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的前景
2.1用納米材料進(jìn)行細(xì)胞分離
利用納米復(fù)合體性能穩(wěn)定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應(yīng)的特性進(jìn)行細(xì)胞分離在醫(yī)療臨床診斷上有廣闊的應(yīng)用前景。20世紀(jì)80年代后，人們便將納米SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，使所需要的細(xì)胞很快分離出來(lái)。目前，生物芯片材料已成功運(yùn)用于單細(xì)胞分離、基因突變分析、基因擴(kuò)增與免疫分析（如在癌癥等臨床診斷中作為細(xì)胞內(nèi)部信號(hào)的傳感器［5］）。倫敦的兒科醫(yī)院、挪威工科大學(xué)和美國(guó)噴氣推進(jìn)研究所利用納米磁性粒子成功地進(jìn)行了人體骨骼液中癌細(xì)胞的分離來(lái)治療病患者［6］。美國(guó)科學(xué)家正在研究用這種技術(shù)在腫瘤早期的血液中檢查癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。
2.2用納米材料進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)部染色
比利時(shí)的DeMey博士等人利用乙醚的黃磷飽和溶液、抗壞血酸或檸檬酸鈉把金從氯化金酸（HAuCl4）水溶液中還原出來(lái)形成金納米粒子，（粒徑的尺寸范圍是3nm～40nm），將金納米粒子與預(yù)先精制的抗體或單克隆抗體混合，利用不同抗體對(duì)細(xì)胞和骨骼內(nèi)組織的敏感程度和親和力的差異，選擇抗體種類(lèi)，制成多種金納米粒子—抗體復(fù)合物。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，在白光或單色光照射下呈現(xiàn)某種特征顏色（如10nm的金粒子在光學(xué)顯微鏡下呈紅色），從而給各種組織“貼上”了不同顏色的標(biāo)簽，為提高細(xì)胞內(nèi)組織分辨率提供了各種急需的染色技術(shù)。
2.3納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用
2.3.1納米粒子用作藥物載體
一般來(lái)說(shuō)，血液中紅血球的大小為6000nm～9000nm，一般細(xì)菌的長(zhǎng)度為2000nm～3000nm［7］，引起人體發(fā)病的病毒尺寸為80nm～100nm，而納米包覆體尺寸約30nm［8］，細(xì)胞尺寸更大，因而可利用納米微粒制成特殊藥物載體或新型抗體進(jìn)行局部的定向治療等。專(zhuān)利和文獻(xiàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析表明，作為藥物載體的材料主要有金屬納米顆粒、無(wú)機(jī)非金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒和生物活性納米顆粒。
磁性納米顆粒作為藥物載體，在外磁場(chǎng)的引導(dǎo)下集中于病患部位，進(jìn)行定位病變治療，利于提高藥效，減少副作用。如采用金納米顆粒制成金溶液，接上抗原或抗體，就能進(jìn)行免疫學(xué)的間接凝聚實(shí)驗(yàn)，用于快速診斷［9］。生物降解性高分子納米材料作為藥物載體還可以植入到人體的某些特定組織部位，如子宮、陰道、口（頰、舌、齒）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。這種給藥方式避免了藥物直接被消化系統(tǒng)和肝臟分解而代謝掉，并防止藥物對(duì)全身的作用。如美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片為基礎(chǔ)，能長(zhǎng)時(shí)間配選精確劑量藥物的藥物投送系統(tǒng)，并已被批準(zhǔn)用于人體。近年來(lái)生物可降解性高分子納米粒子（NPs）在基因治療中的DNA載體以及半衰期較短的大分子藥物如蛋白質(zhì)、多肽、基因等活性物質(zhì)的口服釋放載體方面具有廣闊的應(yīng)用前景。藥物納米載體技術(shù)將給惡性腫瘤、糖尿病和老年癡呆癥的治療帶來(lái)變革。
2.3.2納米抗菌藥及創(chuàng)傷敷料
Ag+可使細(xì)胞膜上蛋白失去活性從而殺死細(xì)菌，添加納米銀粒子制成的醫(yī)用敷料對(duì)諸如黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠濃桿菌等臨床常見(jiàn)的40余種外科感染細(xì)菌有較好抑制作用。
2.3.3智能—靶向藥物
在超臨界高壓下細(xì)胞會(huì)“變軟”，而納米生化材料微小易滲透，使醫(yī)藥家能改變細(xì)胞基因，因而納米生化材料最有前景的應(yīng)用是基因藥物的開(kāi)發(fā)。德國(guó)柏林醫(yī)療中心將鐵氧體納米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入腫瘤部位，使癌細(xì)胞部位完全被磁場(chǎng)封閉，通電加熱時(shí)溫度達(dá)到47℃，慢慢殺死癌細(xì)胞。這種方法已在老鼠身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中獲得了初步成功［11］。美國(guó)密歇根大學(xué)正在研制一種僅20nm的微型智能炸彈，能夠通過(guò)識(shí)別癌細(xì)胞化學(xué)特征攻擊癌細(xì)胞，甚至可鉆入單個(gè)細(xì)胞內(nèi)將它炸毀。
2.4納米材料用于介入性診療
日本科學(xué)家利用納米材料，開(kāi)發(fā)出一種可測(cè)人或動(dòng)物體內(nèi)物質(zhì)的新技術(shù)。科研人員使用的是一種納米級(jí)微粒子，它可以同人或動(dòng)物體內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生光，研究人員用深入血管的光導(dǎo)纖維來(lái)檢測(cè)反應(yīng)所產(chǎn)生的光，經(jīng)光譜分析就可以了解是何種物質(zhì)及其特性和狀態(tài)，初步實(shí)驗(yàn)已成功地檢測(cè)出放進(jìn)溶液中的神經(jīng)傳達(dá)物質(zhì)乙酰膽堿。利用這一技術(shù)可以辨別身體內(nèi)物質(zhì)的特性，可以用來(lái)檢測(cè)神經(jīng)傳遞信號(hào)物質(zhì)和測(cè)量人體內(nèi)的血糖值及表示身體疲勞程度的乳酸值，并有助于糖尿病的診斷和治療。
2.5納米材料在人體組織方面的應(yīng)用
納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，除上面所述內(nèi)容外還有如基因治療、細(xì)胞移植、人造皮膚和血管以及實(shí)現(xiàn)人工移植動(dòng)物器官的可能。
目前，首次提出納米醫(yī)學(xué)的科學(xué)家之一詹姆斯貝克和他的同事已研制出一種樹(shù)形分子的多聚物作為DNA導(dǎo)入細(xì)胞的有效載體，在大鼠實(shí)驗(yàn)中已取得初步成效，為基因治療提供了一種更微觀的新思路。
納米生物學(xué)的設(shè)想，是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研制可編程的分子機(jī)器人，也稱(chēng)納米機(jī)器人。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（疏通腦血管中的血栓，清除心臟脂肪沉積物，吞噬病菌，殺死癌細(xì)胞，監(jiān)視體內(nèi)的病變等）［12］；還可以用來(lái)進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作，比如作整容手術(shù)、從基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行或使引起癌癥的DNA突變發(fā)生逆轉(zhuǎn)從而延長(zhǎng)人的壽命。將由硅晶片制成的存儲(chǔ)器（ROM）微型設(shè)備植入大腦中，與神經(jīng)通路相連，可用以治療帕金森氏癥或其他神經(jīng)性疾病。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，可以用其吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。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(huà)的裝置。這種納米機(jī)器人一旦問(wèn)世將徹底改變?nèi)祟?lèi)的勞動(dòng)和生活方式。
瑞典正在用多層聚合物和黃金制成醫(yī)用微型機(jī)器人，目前實(shí)驗(yàn)已進(jìn)入能讓機(jī)器人撿起和移動(dòng)肉眼看不見(jiàn)的玻璃珠的階段［13］。
納米材料所展示出的優(yōu)異性能預(yù)示著它在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，尤其在組織工程支架、人工器官材料、介入性診療器械、控制釋放藥物載體、血液凈化、生物大分子分離等眾多方面具有廣泛的和誘人的應(yīng)用前景。隨著納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，臨床醫(yī)療將變得節(jié)奏更快，效率更高，診斷檢查更準(zhǔn)確，治療更有效。
參考文獻(xiàn)
［1］PhilippeP，NangZLetal.Science，1999，283:1513
［2］孫曉麗等.材料科學(xué)與工藝，2002，（4）：436-441
［3］賴(lài)高惠編譯.化工新型材料，2002，（5）：40
［4］苗宗寧等.實(shí)用臨床醫(yī)藥雜志，2003，（3）：212-214
［5］崔大祥等.中國(guó)科學(xué)學(xué)院院刊，2003，（1）：20-24
［6］顧寧，付德剛等.納米技術(shù)與應(yīng)用.北京：人民郵電出版社，2002：131-133
［7］胥保華等.生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志，2004，（2）：333-336
［8］張立德，牟季美.納米材料和結(jié)構(gòu).北京：科學(xué)出版社，2001：510
［9］劉新云.安徽化工，2002，（5）：27-29
［10］姚康德，成國(guó)祥.智能材料.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：71
