《纳米新星》纳米生物学.doc

纳米生物学纳米生物学是以纳米尺度研究细胞内部各种细胞器的结构和功能研究细胞内部细胞内外之间以及整个生物体的物质能量和信息交换纳米生物学的研究集中在下列方面研究这方面的研究在形貌观察特性研究和基因改造三个方面有不少进展脑功能的研究工作目标是弄清人类的记忆思维语言和学习这些高级神经功能和人脑的信息处理功能仿生学的研究这是纳米生物学的热门研究内容现在取得不少成果是纳米技术中有希望获得突破性巨大成果的部分世界上最小的马达是一种生物马达鞭毛马达能象螺旋桨那样旋转驱动鞭毛旋转该马达通常由种以上的蛋白质群体组成其构造如同人工马达由相当的定子转子轴承万向接头等组成它的直径只有转速可以高达可在内进行右转或左转的相互切换利用外部电场可实现加速或减速转动的动力源是细菌内支撑马达的薄膜内外的氮氧离子浓度差实验证明细菌体内外的电位差也可驱动鞭毛马达现代人们正在探索设计一种能用电位差驭动的人工鞭毛马达驱动器日本三菱公司已开发出一种能模拟人眼处理视觉形象功能的视网膜芯片该芯片以砷化稼半导体作为片基每个芯片内含个传感元可望进一步用于机器人有人提出制作类似环和杆那样的分子机械把它们装配起来构成计算机的线路单元单元尺寸仅可组装成超小型计算机仅有数微米大小就能达到现代常用计算机的同等性能在纳米结构自组装复杂徽型机电系统制造中很大的难题是系统中各部件的组装系统愈先进愈复杂组装的问题也愈难解决自然界各种生物生物体内的蛋白质细胞等都是极为复杂的结构它们的生成组装都是自动进行的如能了解并控制生物大分子的自组装原理人类对自然界的认识和改造必然会上升到一个全新的更高的水平纳米技术在癌症诊断中的应用成像当前常规的成像技术只能检测到癌症在组织上造成的可见的变化而这个时候已经有数千的癌细胞生成并且可能会转移而且即使是已经可以看到肿瘤了由于肿瘤本身的类别恶性还是良性和特征要确定有效的治疗方法也还必须通过活组织检查如果对癌性细胞或者癌变前细胞以某种方式进行标记使用传统设备即可检测出来则更有利于癌症的诊断要实现这一目标有两个必要条件某技术能够特定识别癌性细胞且能够让被识别的癌性细胞可见纳米技术能够满足这两点例如在金属氧化物表面涂覆可特异识别癌性细胞表面超表达的受体的抗体由于金属氧化物在核磁共振成像或计算机断层扫描下发出高对比度信号因此一旦进入体内后这些金属氧化物纳米颗粒表面的抗体选择性地与癌性细胞结合使检测仪器可以有效地识别出癌性细胞同样地金纳米粒也可以用于增强在内窥镜技术中的光散射纳米技术能够将识别癌症类别及不同发展阶段的分子标记可视化让医生能够通过传统的成像技术看到原本检测不到的细胞和分子筛查在人类与癌症的斗争中有一半的胜利是得益于早期的检测纳米技术使得癌症的诊断更早更准确并可用于治疗监测纳米技术也可以增强甚至完全变革对组织和体液中生物标志物的筛查癌症与癌症之间以及癌细胞与正常细胞之间由于各种分子在表达和分布上的差异而各不相同随着治疗技术的进步对癌症的多个生物标志物进行同时检测是确定治疗方案时所必须的纳米颗粒例如能够根据它们本身大小发出不同颜色光的量子点可以实现同时检测多种标记物的目的包被有抗体的量子点发出的激发光信号可用于筛查某些类型的癌症不同颜色的量子点可与各种癌症生物标记物抗体结合方便肿瘤学家通过所看到的光谱区分癌细胞与健康细胞