導語：如何才能寫好(hao)一篇納米(mi)技術在生(sheng)物醫學(xue)的(de)應用，這就(jiu)需要搜集整理(li)(li)更多的(de)資料(liao)和文獻，歡迎閱讀由公務(wu)員之(zhi)家整理(li)(li)的(de)十篇范文，供你借鑒。

篇1

1.納米(mi)材(cai)料的特性

當一種物質(zhi)(zhi)(zhi)被不斷切割(ge)至一定程度，其粒(li)子(zi)小(xiao)至納(na)米(mi)量(liang)級，即(ji)為(wei)納(na)米(mi)材料(liao)。科學(xue)家發現(xian)納(na)米(mi)材料(liao)有許多(duo)鮮為(wei)人知的(de)性質(zhi)(zhi)(zhi)，比如體積效應(ying)、表面效應(ying)、量(liang)子(zi)尺寸效應(ying)、宏觀量(liang)子(zi)隧道(dao)效應(ying)和(he)介電(dian)限效應(ying)等(deng)。而(er)出現(xian)許多(duo)特(te)性：光(guang)學(xue)性質(zhi)(zhi)(zhi)、催(cui)化(hua)性質(zhi)(zhi)(zhi)、化(hua)學(xue)反應(ying)性質(zhi)(zhi)(zhi)、硬度高(gao)、可塑性強、高(gao)比熱和(he)熱膨脹、高(gao)導電(dian)率和(he)擴散性、高(gao)磁化(hua)率和(he)高(gao)矯頑力等(deng)。正由于(yu)納(na)米(mi)材料(liao)具有諸(zhu)如上述的(de)性質(zhi)(zhi)(zhi)，為(wei)生物醫學(xue)、藥學(xue)等(deng)許多(duo)領域(yu)帶來新的(de)生機。

2.納米技術在生物醫學中的應用

2.1生物兼(jian)容(rong)性物質的(de)開發

在生(sheng)物(wu)醫學中應用(yong)納米(mi)技術，可以使得(de)材(cai)(cai)料(liao)生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)相(xiang)容性得(de)到最(zui)大限度(du)的(de)(de)(de)提升，同時(shi)還能夠降低(di)生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)毒(du)性、增強生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)傳導性從而使得(de)材(cai)(cai)料(liao)生(sheng)物(wu)可以最(zui)大限度(du)的(de)(de)(de)滿足(zu)生(sheng)物(wu)組(zu)織的(de)(de)(de)需求(qiu)，達到生(sheng)物(wu)組(zu)織規定(ding)的(de)(de)(de)標準。納米(mi)技術應用(yong)到生(sheng)物(wu)醫學中，衍生(sheng)出各種納米(mi)材(cai)(cai)料(liao)，如納米(mi)無機金屬生(sheng)物(wu)材(cai)(cai)料(liao)，這種材(cai)(cai)料(liao)不具(ju)有毒(du)副作用(yong)，其(qi)與人(ren)(ren)(ren)體(ti)的(de)(de)(de)組(zu)織具(ju)有相(xiang)容性，有利于人(ren)(ren)(ren)體(ti)相(xiang)關組(zu)織的(de)(de)(de)生(sheng)長(chang)。同時(shi)納米(mi)具(ju)有較強的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)活性，能夠對人(ren)(ren)(ren)體(ti)的(de)(de)(de)血液進行有效的(de)(de)(de)凈化(hua)處理，將(jiang)人(ren)(ren)(ren)體(ti)中的(de)(de)(de)有毒(du)物(wu)質(zhi)排出人(ren)(ren)(ren)體(ti)的(de)(de)(de)體(ti)外，從而使得(de)人(ren)(ren)(ren)體(ti)的(de)(de)(de)抵抗力得(de)到進一步的(de)(de)(de)提升，降低(di)人(ren)(ren)(ren)體(ti)患(huan)病的(de)(de)(de)可能性。

另外，相關的生物(wu)醫(yi)學(xue)研(yan)究學(xue)者利用(yong)納米(mi)技(ji)術已經研(yan)制出(chu)一種新型的骨骼亞結構納米(mi)材(cai)料(liao)，這(zhe)種材(cai)料(liao)在(zai)(zai)實際的臨床應用(yong)中(zhong)應用(yong)較為廣泛，現如今已經成功的取代了(le)原有(you)的合金材(cai)料(liao)，并且其他成功研(yan)制的納米(mi)材(cai)料(liao)也在(zai)(zai)臨床中(zhong)得到了(le)應用(yong)，可(ke)以(yi)說，在(zai)(zai)生物(wu)醫(yi)學(xue)領域中(zhong)，納米(mi)技(ji)術無處(chu)不在(zai)(zai)。

2.2 DNA納米技(ji)術

DNA納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)主(zhu)要是依據DNA的(de)(de)理化性質來(lai)實現對納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)的(de)(de)合理設(she)計和應用(yong)，這種(zhong)DNA納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)在實際的(de)(de)應用(yong)中(zhong)，主(zhu)要是用(yong)來(lai)實現對分子的(de)(de)組裝，在對DNA進(jin)行復(fu)制的(de)(de)過(guo)(guo)程中(zhong)，也(ye)能(neng)夠應用(yong)這種(zhong)技(ji)術(shu)實現對堿基各種(zhong)特性的(de)(de)體(ti)現，同時也(ye)能(neng)夠使得遺傳信(xin)息的(de)(de)多樣(yang)性得到最大限度(du)的(de)(de)體(ti)現，在納(na)(na)米(mi)(mi)技(ji)術(shu)進(jin)行設(she)計的(de)(de)過(guo)(guo)程中(zhong)，所遵循的(de)(de)原理也(ye)包括這幾方面的(de)(de)特性和內容。

3.納(na)米技術在藥(yao)學領域(yu)中的應用

3.1納米控釋(shi)系統改善(shan)藥動學(xue)性質

將藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)制成納米(mi)制劑后，不但(dan)達到緩控釋效(xiao)果，而且(qie)改變(bian)其藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)動力學的(de)(de)特性。比如有人以(yi)環抱素(su)A為模型(xing)藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)，以(yi)硬脂酸(suan)制備了納米(mi)球以(yi)市售CYA微乳型(xing)口服液為對(dui)照，測得口服CYA-SA-NP在大鼠(shu)(shu)體(ti)內相(xiang)對(dui)利(li)用度(du)接(jie)近80%，達峰時間(jian)推遲，具(ju)有明顯效(xiao)果。還有人以(yi)鏈脈(mo)霉(mei)素(su)糖尿(niao)病大鼠(shu)(shu)為模型(xing)，皮下注射胰(yi)島(dao)素(su)納米(mi)囊實驗(yan)，其結果降糖作用持(chi)續3天，且(qie)在藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)吸收(shou)相(xiang)具(ju)有明顯的(de)(de)量效(xiao)關系。本品3天一(yi)次與(yu)一(yi)天3次的(de)(de)常規(gui)胰(yi)島(dao)素(su)療效(xiao)相(xiang)當。

3.2納米釋(shi)藥系統增強(qiang)藥物靶向性

納米材料生(sheng)物(wu)(wu)相容性好，采用可生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解的(de)高(gao)分子材料作藥物(wu)(wu)載體制(zhi)成納米釋藥系統，可增強(qiang)抗(kang)腫瘤藥物(wu)(wu)靶(ba)向(xiang)性，就相關的(de)阿霉素免疫磁性毫微粒的(de)體內(nei)磁靶(ba)向(xiang)定(ding)(ding)位(wei)研究(jiu)可以了(le)解到，AIMN具(ju)有超順磁特性，在給藥部位(wei)近端(duan)和遠(yuan)端(duan)磁區均能產(chan)生(sheng)放射性富集，富集強(qiang)度為給藥量(liang)的(de)60%-65%，同時其在臟器的(de)分布顯著減少，從而證實了(le)AIMN具(ju)有較強(qiang)的(de)磁靶(ba)向(xiang)定(ding)(ding)位(wei)功能，為靶(ba)向(xiang)治療腫瘤奠定(ding)(ding)了(le)結實的(de)基礎。

3.3納米技(ji)術在(zai)藥理學(xue)研(yan)究(jiu)上的應用(yong)

在藥理(li)(li)學研究上(shang)，人們可以(yi)(yi)利用尖端直徑小到可以(yi)(yi)插(cha)入活細(xi)胞(bao)內而又不嚴重干擾細(xi)胞(bao)正常生(sheng)理(li)(li)過(guo)程的(de)超微化(hua)(hua)傳感(gan)器(qi)或納(na)米傳感(gan)器(qi)用以(yi)(yi)獲得活細(xi)胞(bao)內大量的(de)動態信息，反映出機(ji)體的(de)功能狀態并深化(hua)(hua)對生(sheng)理(li)(li)及病理(li)(li)過(guo)程的(de)理(li)(li)解，為藥理(li)(li)學研究提供精確(que)的(de)細(xi)胞(bao)水平模型。

4.展望

納米技(ji)術屬于一(yi)種(zhong)新型的學科技(ji)術，在未(wei)(wei)來的社會(hui)(hui)發展中(zhong)(zhong)，這(zhe)種(zhong)技(ji)術將(jiang)會(hui)(hui)對生(sheng)(sheng)(sheng)物醫學以及藥(yao)學領域(yu)帶來更為積極的影響，在未(wei)(wei)來的社會(hui)(hui)中(zhong)(zhong)，這(zhe)種(zhong)技(ji)術的應用(yong)會(hui)(hui)使(shi)得生(sheng)(sheng)(sheng)物醫藥(yao)與藥(yao)學領域(yu)之間的聯系性(xing)得到進一(yi)步的加強，就這(zhe)方面(mian)來說，這(zhe)項技(ji)術在生(sheng)(sheng)(sheng)物醫學以及藥(yao)學領域(yu)中(zhong)(zhong)的應用(yong)主(zhu)要(yao)包括以下幾個方面(mian)：

（1）在(zai)未(wei)來的(de)(de)生物醫學(xue)以(yi)及(ji)藥學(xue)領域中，對(dui)于分子(zi)的(de)(de)研究會(hui)(hui)更(geng)加的(de)(de)深入(ru)，而(er)其對(dui)于分子(zi)的(de)(de)要求也會(hui)(hui)進(jin)一步的(de)(de)提(ti)升，而(er)納(na)米(mi)技術的(de)(de)應用就會(hui)(hui)進(jin)一步的(de)(de)提(ti)高(gao)分子(zi)之間相互的(de)(de)作(zuo)用效(xiao)(xiao)果，從而(er)實現對(dui)分子(zi)的(de)(de)有效(xiao)(xiao)組(zu)裝，而(er)且其在(zai)未(wei)來的(de)(de)社會(hui)(hui)發展中，主(zhu)要的(de)(de)應用方向會(hui)(hui)是(shi)細(xi)胞器結構細(xi)節以(yi)及(ji)自(zi)身裝配機理(li)上等方面。

（2）隨著(zhu)納米技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)深入發(fa)展(zhan)，這種技(ji)(ji)術在應(ying)用于(yu)生物醫(yi)學(xue)(xue)以(yi)及(ji)藥學(xue)(xue)領域中后，會(hui)(hui)使得診斷以(yi)及(ji)檢測技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)水平更上(shang)(shang)一層樓，同時這種技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)應(ying)用也(ye)會(hui)(hui)在微(wei)(wei)觀上(shang)(shang)以(yi)及(ji)微(wei)(wei)量上(shang)(shang)實現有效的(de)(de)(de)應(ying)用，并且在未來(lai)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)中，這種技(ji)(ji)術也(ye)會(hui)(hui)逐漸向(xiang)著(zhu)功(gong)能(neng)性以(yi)及(ji)智能(neng)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)，以(yi)實現生物醫(yi)學(xue)(xue)以(yi)及(ji)藥學(xue)(xue)領域各項技(ji)(ji)術功(gong)能(neng)水平的(de)(de)(de)提升，還會(hui)(hui)使得生物醫(yi)學(xue)(xue)以(yi)及(ji)藥學(xue)(xue)領域在管理(li)上(shang)(shang)實現智能(neng)化(hua)(hua)和數(shu)字化(hua)(hua)，從(cong)而對生物醫(yi)學(xue)(xue)以(yi)及(ji)藥學(xue)(xue)領域的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)形成有效的(de)(de)(de)推動作(zuo)用。

（3）納米(mi)技(ji)(ji)術在未來的(de)(de)生物(wu)(wu)醫學中(zhong)以及藥學領域中(zhong)會實現靶向性(xing)的(de)(de)轉變，納米(mi)技(ji)(ji)術會將藥物(wu)(wu)的(de)(de)作用進行(xing)有(you)效的(de)(de)轉向處理(li)，在一定程度上(shang)可(ke)以將藥物(wu)(wu)的(de)(de)藥效得到(dao)最大限度的(de)(de)提升，同時也能夠對藥物(wu)(wu)的(de)(de)成本進行(xing)有(you)效的(de)(de)降低，從而推動生物(wu)(wu)醫學以及藥學的(de)(de)發展。

篇2



關鍵(jian)詞：納米材料　生物醫學　應用

1應用于生物(wu)醫學中的(de)納米材料的(de)主要類型(xing)及其(qi)特性

1.1納米碳材料

納(na)米碳(tan)(tan)材料主要包括碳(tan)(tan)納(na)米管、氣(qi)相生(sheng)長碳(tan)(tan)纖(xian)維也稱為(wei)納(na)米碳(tan)(tan)纖(xian)維、類金(jin)剛石碳(tan)(tan)等。

碳(tan)(tan)納(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)有(you)(you)(you)獨特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔狀結(jie)(jie)構(gou)［1］，利用(yong)這一(yi)(yi)結(jie)(jie)構(gou)特(te)性(xing)(xing)(xing)，將藥物(wu)儲存在(zai)(zai)碳(tan)(tan)納(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)中并通(tong)過一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)制激(ji)發藥物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)釋放(fang)，使可控藥物(wu)變為(wei)(wei)現實。此外，碳(tan)(tan)納(na)米(mi)(mi)管(guan)(guan)還可用(yong)于復合(he)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增強劑(ji)、電子(zi)探針(zhen)(zhen)（如(ru)觀察蛋(dan)白質結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)afm探針(zhen)(zhen)等）或顯示針(zhen)(zhen)尖(jian)和場發射。納(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)通(tong)常(chang)(chang)是以過渡金(jin)(jin)屬fe、co、ni及其(qi)合(he)金(jin)(jin)為(wei)(wei)催化劑(ji)，以低碳(tan)(tan)烴類化合(he)物(wu)為(wei)(wei)碳(tan)(tan)源(yuan)，氫氣為(wei)(wei)載體(ti)，在(zai)(zai)873 k～1473 k的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)下生(sheng)成，具有(you)(you)(you)超常(chang)(chang)特(te)性(xing)(xing)(xing)和良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)相溶(rong)性(xing)(xing)(xing)，在(zai)(zai)醫學領域中有(you)(you)(you)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景(jing)。類金(jin)(jin)剛(gang)石碳(tan)(tan)（簡稱dlc）是一(yi)(yi)種具有(you)(you)(you)大量金(jin)(jin)剛(gang)石結(jie)(jie)構(gou)c—c鍵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)氫聚合(he)物(wu)，可以通(tong)過等離子(zi)體(ti)或離子(zi)束(shu)技術沉積在(zai)(zai)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)形成納(na)米(mi)(mi)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄(bo)膜(mo)，具有(you)(you)(you)優秀(xiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)相溶(rong)性(xing)(xing)(xing)，尤其(qi)是血液相溶(rong)性(xing)(xing)(xing)。資料報道(dao)，與(yu)其(qi)他材料相比，類金(jin)(jin)剛(gang)石碳(tan)(tan)表面(mian)(mian)對(dui)纖(xian)維(wei)蛋(dan)白原的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附程度(du)降低，對(dui)白蛋(dan)白的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附增強，血管(guan)(guan)內膜(mo)增生(sheng)減少，因而類金(jin)(jin)剛(gang)石碳(tan)(tan)薄(bo)膜(mo)在(zai)(zai)心血管(guan)(guan)臨床(chuang)醫學方面(mian)(mian)有(you)(you)(you)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)價值。

1.2納(na)米高分(fen)子(zi)材料

納(na)(na)米(mi)高分子(zi)(zi)材料(liao)，也稱高分子(zi)(zi)納(na)(na)米(mi)微粒(li)或高分子(zi)(zi)超微粒(li)，粒(li)徑尺度(du)在(zai)1 nm～1000 nm范圍。這種粒(li)子(zi)(zi)具有(you)膠體(ti)性(xing)(xing)、穩(wen)定性(xing)(xing)和(he)優(you)異的吸附性(xing)(xing)能，可(ke)用于(yu)藥物(wu)(wu)、基因傳遞和(he)藥物(wu)(wu)控釋載體(ti)，以(yi)及免疫分析、介入性(xing)(xing)診療等方面(mian)。

1.3納米(mi)復合材料

目前，研(yan)究和(he)開(kai)發無(wu)機(ji)(ji)(ji)—無(wu)機(ji)(ji)(ji)、有機(ji)(ji)(ji)—無(wu)機(ji)(ji)(ji)、有機(ji)(ji)(ji)—有機(ji)(ji)(ji)及生(sheng)物活性—非(fei)生(sheng)物活性的(de)(de)(de)納(na)米結構復合(he)材料(liao)(liao)是獲得性能(neng)優異(yi)的(de)(de)(de)新一(yi)代(dai)功能(neng)復合(he)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)新途徑(jing)，并逐(zhu)步向(xiang)智能(neng)化(hua)方向(xiang)發展(zhan)，在(zai)(zai)光、熱、磁、力、聲［2］等方面具(ju)有奇異(yi)的(de)(de)(de)特(te)性，因而在(zai)(zai)組(zu)織修復和(he)移植等許(xu)多方面具(ju)有廣闊的(de)(de)(de)應用(yong)前景。國(guo)外已制(zhi)(zhi)備出納(na)米zro2增韌的(de)(de)(de)氧化(hua)鋁(lv)復合(he)材料(liao)(liao)，用(yong)這(zhe)種(zhong)材料(liao)(liao)制(zhi)(zhi)成的(de)(de)(de)人工(gong)(gong)髖骨和(he)膝(xi)蓋植入(ru)物的(de)(de)(de)壽命(ming)可達30年之久［3］。研(yan)究表明，納(na)米羥(qian)基磷灰石膠原材料(liao)(liao)也是一(yi)種(zhong)構建組(zu)織工(gong)(gong)程骨較好的(de)(de)(de)支架材料(liao)(liao)［4］。此外，納(na)米羥(qian)基磷灰石粒子制(zhi)(zhi)成納(na)米抗癌(ai)(ai)藥(yao)，還可殺死(si)癌(ai)(ai)細(xi)胞(bao)，有效抑(yi)制(zhi)(zhi)腫(zhong)瘤(liu)(liu)生(sheng)長，而對正常細(xi)胞(bao)組(zu)織絲毫無(wu)損，這(zhe)一(yi)研(yan)究成果引起國(guo)際的(de)(de)(de)關注。北京(jing)醫科大學等權(quan)威機(ji)(ji)(ji)構通(tong)過生(sheng)物學試驗證明，這(zhe)種(zhong)粒子可殺死(si)人的(de)(de)(de)肺癌(ai)(ai)、肝癌(ai)(ai)、食道癌(ai)(ai)等多種(zhong)腫(zhong)瘤(liu)(liu)細(xi)胞(bao)。

此外，在(zai)臨床醫(yi)學中(zhong)，具有較高應(ying)用價(jia)值的還有納米陶瓷材料，微乳(ru)液(ye)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。

2納(na)米材料在生(sheng)物醫(yi)學應用中的前景

2.1用納米材料進(jin)行細胞分離

利(li)用(yong)納(na)(na)米(mi)復(fu)合體性能穩(wen)定，一般不與膠體溶(rong)液和生物溶(rong)液反(fan)應(ying)的(de)特性進(jin)行(xing)(xing)細胞(bao)分(fen)離(li)(li)(li)在(zai)醫療(liao)(liao)臨(lin)床診(zhen)(zhen)斷(duan)上有(you)廣闊(kuo)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。20世紀80年代后，人們便(bian)將納(na)(na)米(mi)sio2包覆粒(li)子均勻分(fen)散到含有(you)多種細胞(bao)的(de)聚乙烯(xi)吡咯烷酮膠體溶(rong)液中(zhong)，使所需要的(de)細胞(bao)很快分(fen)離(li)(li)(li)出來。目前(qian)，生物芯片材料已成(cheng)功運用(yong)于單細胞(bao)分(fen)離(li)(li)(li)、基因突(tu)變分(fen)析、基因擴(kuo)增與免疫(yi)分(fen)析（如在(zai)癌(ai)癥等臨(lin)床診(zhen)(zhen)斷(duan)中(zhong)作為細胞(bao)內(nei)部信號的(de)傳感器［5］）。倫(lun)敦的(de)兒(er)科醫院、挪威工(gong)科大學(xue)和美(mei)國噴(pen)氣推進(jin)研究所利(li)用(yong)納(na)(na)米(mi)磁性粒(li)子成(cheng)功地進(jin)行(xing)(xing)了人體骨骼液中(zhong)癌(ai)細胞(bao)的(de)分(fen)離(li)(li)(li)來治療(liao)(liao)病(bing)患者(zhe)［6］。美(mei)國科學(xue)家正在(zai)研究用(yong)這種技術在(zai)腫瘤早(zao)期的(de)血液中(zhong)檢查癌(ai)細胞(bao)，實現(xian)癌(ai)癥的(de)早(zao)期診(zhen)(zhen)斷(duan)和治療(liao)(liao)。

2.2用納(na)米(mi)材料進行(xing)細胞內部染色

比利時的(de)(de)(de)(de)de mey博士等人利用乙醚的(de)(de)(de)(de)黃(huang)磷飽和(he)(he)(he)溶液(ye)、抗(kang)(kang)(kang)壞血酸(suan)或檸(ning)檬酸(suan)鈉把金(jin)從(cong)氯化(hua)金(jin)酸(suan)（haucl4）水(shui)溶液(ye)中還原出來形(xing)成(cheng)金(jin)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)，（粒(li)徑的(de)(de)(de)(de)尺寸范(fan)圍是(shi)3 nm～40 nm），將金(jin)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)與預(yu)先精制(zhi)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)體(ti)(ti)或單(dan)克(ke)隆(long)抗(kang)(kang)(kang)體(ti)(ti)混合(he)，利用不同抗(kang)(kang)(kang)體(ti)(ti)對細胞(bao)和(he)(he)(he)骨(gu)骼內組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)敏感程度(du)和(he)(he)(he)親和(he)(he)(he)力的(de)(de)(de)(de)差異(yi)，選擇抗(kang)(kang)(kang)體(ti)(ti)種類，制(zhi)成(cheng)多種金(jin)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)(zi)—抗(kang)(kang)(kang)體(ti)(ti)復(fu)合(he)物(wu)。借助(zhu)復(fu)合(he)粒(li)子(zi)(zi)分別與細胞(bao)內各(ge)種器官和(he)(he)(he)骨(gu)骼系統結合(he)而形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)物(wu)，在白光(guang)(guang)或單(dan)色(se)光(guang)(guang)照射下呈現某種特征顏(yan)色(se)（如(ru)10 nm的(de)(de)(de)(de)金(jin)粒(li)子(zi)(zi)在光(guang)(guang)學顯微鏡下呈紅(hong)色(se)），從(cong)而給各(ge)種組織(zhi)“貼上”了不同顏(yan)色(se)的(de)(de)(de)(de)標簽(qian)，為提(ti)高細胞(bao)內組織(zhi)分辨率提(ti)供了各(ge)種急需的(de)(de)(de)(de)染色(se)技術。

2.3納米材料在醫(yi)藥方面的應(ying)用

2.3.1納米粒子用(yong)作藥物載體

一般來說(shuo)，血(xue)液中紅血(xue)球(qiu)的大小為(wei)6000 nm～9000 nm，一般細菌的長度為(wei)2000 nm～3000 nm［7］，引起人體(ti)發病的病毒尺(chi)寸(cun)為(wei)80 nm～100 nm，而納(na)米(mi)(mi)(mi)包覆(fu)體(ti)尺(chi)寸(cun)約(yue)30 nm［8］，細胞(bao)尺(chi)寸(cun)更大，因而可利用納(na)米(mi)(mi)(mi)微粒(li)制成特殊(shu)藥物(wu)(wu)載體(ti)或新型抗體(ti)進行局部(bu)的定向治療等。專(zhuan)利和(he)文(wen)獻資料(liao)的統(tong)計分(fen)析表明，作為(wei)藥物(wu)(wu)載體(ti)的材(cai)料(liao)主要(yao)有金(jin)屬納(na)米(mi)(mi)(mi)顆(ke)(ke)粒(li)、無機非(fei)金(jin)屬納(na)米(mi)(mi)(mi)顆(ke)(ke)粒(li)、生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)性(xing)高分(fen)子(zi)納(na)米(mi)(mi)(mi)顆(ke)(ke)粒(li)和(he)生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)納(na)米(mi)(mi)(mi)顆(ke)(ke)粒(li)。

磁性納(na)(na)米顆粒(li)作(zuo)為藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)載(zai)體(ti)，在(zai)(zai)外磁場的(de)(de)引導下(xia)集中(zhong)于病(bing)(bing)患部(bu)(bu)位，進(jin)(jin)行(xing)定位病(bing)(bing)變治(zhi)療(liao)(liao)，利(li)于提高(gao)(gao)藥(yao)效(xiao)，減少副作(zuo)用。如(ru)采用金納(na)(na)米顆粒(li)制成金溶液，接(jie)上(shang)抗(kang)原或抗(kang)體(ti)，就能(neng)進(jin)(jin)行(xing)免疫學(xue)的(de)(de)間(jian)接(jie)凝聚(ju)(ju)實驗，用于快(kuai)速診(zhen)斷［9］。生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解性高(gao)(gao)分子(zi)納(na)(na)米材料作(zuo)為藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)載(zai)體(ti)還可以植入到(dao)人體(ti)的(de)(de)某些特定組織部(bu)(bu)位，如(ru)子(zi)宮、陰道(dao)、口（頰、舌、齒）、上(shang)下(xia)呼(hu)吸道(dao)（鼻、肺）、以及(ji)眼、耳等［10］。這種給藥(yao)方式避免了藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)直接(jie)被消化系統和(he)肝臟(zang)分解而代(dai)謝掉，并防止藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對全身的(de)(de)作(zuo)用。如(ru)美國麻省理工(gong)學(xue)院(yuan)的(de)(de)科學(xue)家已研制成以用生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解性聚(ju)(ju)乳酸（pla）制的(de)(de)微(wei)芯片(pian)為基礎，能(neng)長時間(jian)配選精確劑量(liang)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)投(tou)送系統，并已被批準用于人體(ti)。近年來生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)可降(jiang)解性高(gao)(gao)分子(zi)納(na)(na)米粒(li)子(zi)（nps）在(zai)(zai)基因(yin)治(zhi)療(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)dna載(zai)體(ti)以及(ji)半衰期較短的(de)(de)大(da)分子(zi)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)如(ru)蛋白質(zhi)、多肽、基因(yin)等活性物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)口服釋(shi)放(fang)載(zai)體(ti)方面具有廣闊(kuo)的(de)(de)應用前景(jing)。藥(yao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)納(na)(na)米載(zai)體(ti)技術(shu)將(jiang)給惡(e)性腫瘤、糖尿(niao)病(bing)(bing)和(he)老年癡呆癥的(de)(de)治(zhi)療(liao)(liao)帶(dai)來變革。

2.3.2納(na)米抗菌(jun)藥及創(chuang)傷敷料

ag+可使細(xi)胞膜上蛋(dan)白失去活(huo)性從而殺死細(xi)菌(jun)，添加(jia)納米銀粒子(zi)制成的醫(yi)用敷(fu)料(liao)對諸如黃色葡萄球(qiu)菌(jun)、大(da)腸桿菌(jun)、綠濃桿菌(jun)等臨床常見(jian)的40余種外科感染細(xi)菌(jun)有較好(hao)抑制作用。

2.3.3智能(neng)—靶向藥物

在超臨(lin)界高壓(ya)下細胞(bao)會“變軟”，而納米生化(hua)材料微(wei)小易(yi)滲透，使醫(yi)藥家能(neng)改(gai)變細胞(bao)基因，因而納米生化(hua)材料最有前(qian)景(jing)的(de)(de)應用是基因藥物的(de)(de)開發(fa)。德國(guo)柏林(lin)醫(yi)療中心(xin)將鐵氧(yang)體納米粒(li)子用葡萄糖(tang)分子包裹，在水中溶解(jie)后注(zhu)入腫瘤部位(wei)，使癌(ai)細胞(bao)部位(wei)完(wan)全被磁場封(feng)閉，通電加(jia)熱(re)時溫(wen)度達到47℃，慢慢殺死(si)癌(ai)細胞(bao)。這種(zhong)方法已在老鼠身上進行的(de)(de)實驗(yan)中獲得了初步成功［11］。美(mei)國(guo)密歇根大學(xue)正在研制一種(zhong)僅20 nm的(de)(de)微(wei)型智能(neng)炸(zha)彈，能(neng)夠通過識(shi)別癌(ai)細胞(bao)化(hua)學(xue)特征攻(gong)擊(ji)癌(ai)細胞(bao)，甚至(zhi)可鉆(zhan)入單個細胞(bao)內將它(ta)炸(zha)毀(hui)。

2.4納米(mi)材(cai)料(liao)用(yong)于介(jie)入性診(zhen)療

日本科學(xue)家(jia)利用(yong)納米(mi)材料，開發出一種可測人(ren)或(huo)動(dong)物體內物質(zhi)的(de)新(xin)技術(shu)。科研人(ren)員使用(yong)的(de)是一種納米(mi)級微粒子，它可以同人(ren)或(huo)動(dong)物體內的(de)物質(zhi)反應產(chan)生光(guang)，研究人(ren)員用(yong)深(shen)入血管的(de)光(guang)導纖維來(lai)檢測反應所產(chan)

生的(de)光，經光譜(pu)分析就(jiu)可(ke)(ke)以了解是何種物(wu)(wu)質(zhi)及(ji)其特性和(he)狀態，初步實(shi)驗已成(cheng)功地檢(jian)測(ce)出放進溶液中的(de)神(shen)經傳(chuan)達物(wu)(wu)質(zhi)乙酰膽(dan)堿。利用(yong)(yong)這一(yi)技術(shu)可(ke)(ke)以辨別身體(ti)內(nei)(nei)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)特性，可(ke)(ke)以用(yong)(yong)來檢(jian)測(ce)神(shen)經傳(chuan)遞信號物(wu)(wu)質(zhi)和(he)測(ce)量人體(ti)內(nei)(nei)的(de)血糖值及(ji)表示身體(ti)疲勞程度的(de)乳(ru)酸值，并有(you)助于(yu)糖尿病(bing)的(de)診(zhen)斷和(he)治療。

2.5納米材料在人體組織方(fang)面(mian)的應用

納米材料在生物醫(yi)學領域的應用相當廣泛，除(chu)上面(mian)所述內容外還有如基因治療、細胞移(yi)植、人造皮膚和(he)血管以(yi)及實(shi)現人工移(yi)植動物器官的可能(neng)。

目前，首次(ci)提出(chu)納米醫學(xue)(xue)的科(ke)學(xue)(xue)家之一詹姆斯貝(bei)克和他的同事(shi)已研制(zhi)出(chu)一種(zhong)樹形分子的多(duo)聚物(wu)作(zuo)為(wei)dna導入細胞的有效載體，在大鼠實驗中已取得初步成效，為(wei)基因治(zhi)療提供了一種(zhong)更(geng)微觀的新(xin)思路。

納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生(sheng)物學的設想(xiang)，是在納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺(chi)度上應(ying)用(yong)生(sheng)物學原理，發現新現象，研制可編程的分子(zi)(zi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)，也稱(cheng)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)是納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)生(sheng)物學中最具有誘惑力的內(nei)容(rong)，第(di)一代(dai)(dai)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)是生(sheng)物系統(tong)和(he)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械系統(tong)的有機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)結合體，這種納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)可注入(ru)人(ren)(ren)(ren)(ren)體血(xue)(xue)管內(nei)，進行(xing)健康檢查(cha)和(he)疾病(bing)治療(liao)（疏通(tong)腦血(xue)(xue)管中的血(xue)(xue)栓，清(qing)除(chu)(chu)心(xin)臟脂肪沉積物，吞(tun)噬病(bing)菌，殺死癌細胞(bao)，監視(shi)體內(nei)的病(bing)變(bian)等）［12］；還(huan)可以(yi)用(yong)來進行(xing)人(ren)(ren)(ren)(ren)體器官的修復(fu)工(gong)作，比(bi)如作整容(rong)手術(shu)、從(cong)基因(yin)中除(chu)(chu)去有害的dna，或把正常的dna安裝在基因(yin)中，使機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)體正常運行(xing)或使引起癌癥(zheng)的dna突變(bian)發生(sheng)逆轉從(cong)而延(yan)長人(ren)(ren)(ren)(ren)的壽命(ming)。將(jiang)(jiang)由硅晶片制成(cheng)的存儲器（rom）微型設備植入(ru)大腦中，與神經(jing)通(tong)路相連，可用(yong)以(yi)治療(liao)帕(pa)金森氏癥(zheng)或其他神經(jing)性(xing)疾病(bing)。第(di)二代(dai)(dai)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)是直接從(cong)原子(zi)(zi)或分子(zi)(zi)裝配成(cheng)具有特定功能的納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)尺(chi)度的分子(zi)(zi)裝置，可以(yi)用(yong)其吞(tun)噬病(bing)毒，殺死癌細胞(bao)。第(di)三(san)代(dai)(dai)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)將(jiang)(jiang)包含有納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)計算機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，是一種可以(yi)進行(xing)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)對話的裝置。這種納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)一旦(dan)問世將(jiang)(jiang)徹底改變(bian)人(ren)(ren)(ren)(ren)類的勞動和(he)生(sheng)活(huo)方式。

瑞典正在(zai)用多層聚合物和黃金(jin)制成醫用微型機器人(ren)，目前實驗已(yi)進(jin)入能讓機器人(ren)撿起和移動(dong)肉眼看不見的(de)玻璃珠的(de)階(jie)段［13］。

納米材料所展示出的(de)(de)優異性能預示著(zhu)它在生(sheng)物(wu)(wu)醫(yi)(yi)學工(gong)程(cheng)領域(yu)，尤(you)其在組織工(gong)程(cheng)支架、人工(gong)器官材料、介入性診(zhen)療(liao)(liao)器械、控制釋放藥物(wu)(wu)載體、血液凈化、生(sheng)物(wu)(wu)大分子分離(li)等(deng)眾多(duo)方面(mian)具有廣泛的(de)(de)和誘(you)人的(de)(de)應用(yong)前(qian)景。隨著(zhu)納米技(ji)術(shu)在醫(yi)(yi)學領域(yu)中(zhong)的(de)(de)應用(yong)，臨床醫(yi)(yi)療(liao)(liao)將變(bian)得節(jie)奏更(geng)快(kuai)，效率更(geng)高，診(zhen)斷檢查更(geng)準確，治療(liao)(liao)更(geng)有效。

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篇3

1·1細(xi)胞分離用(yong)納米材料

病毒尺寸一般約80~100nm,細(xi)菌(jun)為數百納(na)(na)米(mi),而細(xi)胞(bao)(bao)則更(geng)大,因(yin)此利用納(na)(na)米(mi)復合粒子(zi)(zi)性能穩定、不與膠體溶(rong)液反(fan)應(ying)且(qie)易(yi)實現與細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)離等特點,可將納(na)(na)米(mi)粒子(zi)(zi)應(ying)用于診療中進行細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)離。該(gai)方(fang)法同傳(chuan)統方(fang)法相比,具有(you)操作簡(jian)便、費用低(di)、快速、安(an)全等特點。美國科學(xue)家用納(na)(na)米(mi)粒子(zi)(zi)已成功地將孕婦血樣中微量的(de)胎(tai)兒(er)細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)離出(chu)來(lai),從(cong)而簡(jian)便、準確地判(pan)斷出(chu)胎(tai)兒(er)細(xi)胞(bao)(bao)中是否帶有(you)遺傳(chuan)缺陷。

1·2納(na)米材料用于細胞內部染色

利用不同抗(kang)體(ti)對細胞內各(ge)(ge)種器官(guan)和(he)骨骼組織的敏感程(cheng)度和(he)親和(he)力的顯著差異,選(xuan)擇(ze)抗(kang)體(ti)種類(lei),將(jiang)納米(mi)金(jin)(jin)粒(li)子(zi)與(yu)預先精制(zhi)的抗(kang)體(ti)或(huo)(huo)單(dan)克隆抗(kang)體(ti)混合,制(zhi)備(bei)成多種納米(mi)金(jin)(jin)/抗(kang)體(ti)復合物(wu)。借助復合粒(li)子(zi)分(fen)別與(yu)細胞內各(ge)(ge)種器官(guan)和(he)骨骼系統結合而形(xing)成的復合物(wu),在(zai)白光或(huo)(huo)單(dan)色(se)(se)光照射下呈(cheng)現某(mou)種特(te)征顏色(se)(se)(如10nm的金(jin)(jin)粒(li)子(zi)在(zai)光學顯微鏡下呈(cheng)紅色(se)(se)),從(cong)而給各(ge)(ge)種組合“貼上”了(le)不同顏色(se)(se)的標(biao)簽(qian),因而為提高細胞內組織的分(fen)辨率提供了(le)一種急需的染色(se)(se)技術。

1·3納(na)米藥物(wu)控釋材料

納米粒(li)子不但具有能穿過組織間隙并被細胞(bao)吸收、可通(tong)過人體(ti)(ti)最(zui)小(xiao)的(de)毛細血(xue)管、甚(shen)至可通(tong)過血(xue)腦屏障(zhang)等(deng)(deng)特性,而(er)且還具有靶向、緩(huan)釋(shi)、高效(xiao)(xiao)、低(di)毒(du)且可實現口(kou)服、靜(jing)脈注射(she)及敷貼等(deng)(deng)多種給藥(yao)途徑等(deng)(deng)許多優點,因而(er)使其在(zai)藥(yao)物輸送方面具有廣闊的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。德(de)國(guo)科學(xue)家將鐵氧體(ti)(ti)納米粒(li)子用(yong)葡萄糖分(fen)子包覆,在(zai)水(shui)中溶解后注入腫瘤部(bu)位(wei),使癌細胞(bao)和磁性納米粒(li)子濃(nong)縮在(zai)一(yi)起(qi),通(tong)電加(jia)熱至47℃,可有效(xiao)(xiao)殺(sha)死腫瘤細胞(bao)而(er)周圍正常組織不受影響;挪威工科大學(xue)的(de)研究人員(yuan),利(li)用(yong)納米磁性粒(li)子成功地進(jin)行(xing)了人體(ti)(ti)骨骼液中腫瘤細胞(bao)的(de)分(fen)離(li),由(you)此來進(jin)行(xing)冶療(liao)(liao);SharmaP等(deng)(deng)[1]用(yong)聚(ju)乙烯(xi)吡(bi)咯(ge)烷酮包覆紫松醇制得(de)的(de)納米粒(li)子抗癌新藥(yao),體(ti)(ti)內實驗以荷瘤小(xiao)鼠腫瘤體(ti)(ti)積(ji)的(de)縮小(xiao)程度和延長存活時間來評價藥(yao)效(xiao)(xiao),其療(liao)(liao)效(xiao)(xiao)較同濃(nong)度游(you)離(li)紫松醇明顯增加(jia);Damage等(deng)(deng)[2]用(yong)聚(ju)氰基丙(bing)烯(xi)酸己酯包覆胰島素(su)制得(de)的(de)納米膠囊,給禁食的(de)糖尿病(bing)鼠灌胃(wei),2天后使血(xue)糖水(shui)平(ping)降低(di)50%~60%,按每千(qian)克體(ti)(ti)重50單位(wei)胰島素(su)以納米膠囊給藥(yao),降血(xue)糖作用(yong)可維持20天,而(er)同樣條件下,口(kou)服游(you)離(li)胰島素(su)卻不能降低(di)血(xue)糖水(shui)平(ping)。

1·4納米抗菌(jun)材料及創(chuang)傷敷料

按抗(kang)菌(jun)(jun)機理,納(na)米(mi)抗(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料(liao)(liao)(liao)分(fen)為三類:一類是Ag+系抗(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料(liao)(liao)(liao),其(qi)利用(yong)Ag+可使(shi)細(xi)胞膜上的(de)(de)(de)蛋白(bai)失活,從而殺(sha)死細(xi)菌(jun)(jun)。在該(gai)類材(cai)料(liao)(liao)(liao)中加入鈦系納(na)米(mi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)和引入Zn2+、Cu+等可有(you)(you)效(xiao)地提高其(qi)的(de)(de)(de)綜合性能(neng);第二類是ZnO、TiO2等光(guang)觸媒型(xing)納(na)米(mi)抗(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料(liao)(liao)(liao),利用(yong)該(gai)類材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)光(guang)催化(hua)作用(yong),與H2O或OH-反應(ying)生成一種具(ju)有(you)(you)強氧(yang)化(hua)性的(de)(de)(de)羥基(ji)以(yi)殺(sha)死病菌(jun)(jun);第三類是C-18A°納(na)米(mi)蒙脫土等無機材(cai)料(liao)(liao)(liao),因其(qi)內部(bu)有(you)(you)特殊的(de)(de)(de)結構而帶有(you)(you)不飽和的(de)(de)(de)負電荷,從而具(ju)有(you)(you)強烈(lie)的(de)(de)(de)陽(yang)離子(zi)交換能(neng)力(li),對(dui)病菌(jun)(jun)、細(xi)菌(jun)(jun)有(you)(you)強的(de)(de)(de)吸附固(gu)定作用(yong),從而起(qi)到抗(kang)菌(jun)(jun)作用(yong)。

由(you)于(yu)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)銀粒(li)子的(de)(de)(de)表面效(xiao)應(ying)(ying),其(qi)抗菌(jun)(jun)(jun)(jun)能(neng)力(li)是相(xiang)應(ying)(ying)微米(mi)(mi)銀粒(li)子的(de)(de)(de)200倍以上,因(yin)而添加納(na)(na)(na)米(mi)(mi)銀粒(li)子制(zhi)成的(de)(de)(de)醫用敷粒(li)對(dui)諸如黃色(se)葡萄球菌(jun)(jun)(jun)(jun)、大腸桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)、綠濃桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)等臨(lin)床常見的(de)(de)(de)40余(yu)種外(wai)科感染細菌(jun)(jun)(jun)(jun)有較好抑(yi)制(zhi)作用。深圳安(an)信納(na)(na)(na)米(mi)(mi)生物科技(ji)有限(xian)公司已開發(fa)(fa)出粒(li)徑約(yue)25nm的(de)(de)(de)銀抗菌(jun)(jun)(jun)(jun)顆粒(li),其(qi)具有廣譜、親(qin)水、無抗藥性(xing),對(dui)大腸桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)等致病(bing)微生物有強烈(lie)的(de)(de)(de)殺滅(mie)作用。由(you)其(qi)進一步研發(fa)(fa)出的(de)(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)創口貼,其(qi)外(wai)觀、價格都與普通創口貼相(xiang)近,具有護創作用,還具有超強活(huo)(huo)性(xing),能(neng)激活(huo)(huo)細胞、修復病(bing)變組織(zhi)、加速傷口恢(hui)復的(de)(de)(de)作用;相(xiang)應(ying)(ying)方(fang)法還制(zhi)備(bei)了(le)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料抗菌(jun)(jun)(jun)(jun)潰瘍貼。此外(wai),青島(dao)化工學(xue)院等已開發(fa)(fa)出具有抗菌(jun)(jun)(jun)(jun)功能(neng)的(de)(de)(de)多種紡織(zhi)品(pin);南京希科集團用納(na)(na)(na)米(mi)(mi)銀粒(li)子同棉織(zhi)品(pin)復合,制(zhi)成了(le)廣譜抗菌(jun)(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)新型醫用棉。

1·5納米顆粒中(zhong)藥及保健品(pin)

微米(mi)級中(zhong)(zhong)藥(yao)有50%以上不(bu)溶于水(shui)(shui),而納(na)(na)米(mi)級中(zhong)(zhong)藥(yao)粒子(zi)(zi)則可(ke)溶于水(shui)(shui),從而有效(xiao)提(ti)(ti)高(gao)藥(yao)物(wu)利用率(lv)(lv)。利用納(na)(na)米(mi)技術將中(zhong)(zhong)藥(yao)材(cai)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)極易被人(ren)體(ti)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)(de)納(na)(na)米(mi)粒子(zi)(zi)口服膠囊、口服液或膏(gao)藥(yao),不(bu)但克服了中(zhong)(zhong)藥(yao)在煎熬(ao)中(zhong)(zhong)有效(xiao)成(cheng)(cheng)(cheng)份損失及(ji)口感上的(de)(de)不(bu)足(zu),而且可(ke)使有效(xiao)成(cheng)(cheng)(cheng)份吸(xi)(xi)收(shou)率(lv)(lv)大(da)幅(fu)度提(ti)(ti)高(gao)。將制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)納(na)(na)米(mi)中(zhong)(zhong)藥(yao)膏(gao)直(zhi)(zhi)接貼于患處(chu),納(na)(na)米(mi)粒子(zi)(zi)很易經皮膚直(zhi)(zhi)接被吸(xi)(xi)收(shou)。研發納(na)(na)米(mi)中(zhong)(zhong)藥(yao)產品(pin)(pin)(pin)(pin)是促進中(zhong)(zhong)藥(yao)走向(xiang)世(shi)界、提(ti)(ti)高(gao)產品(pin)(pin)(pin)(pin)附加值、實現(xian)傳統中(zhong)(zhong)藥(yao)產業升(sheng)級的(de)(de)發展方(fang)向(xiang)之一。用納(na)(na)米(mi)技術將不(bu)易被人(ren)體(ti)吸(xi)(xi)收(shou)或毒(du)性(xing)(xing)較大(da)的(de)(de)藥(yao)物(wu)或保健(jian)品(pin)(pin)(pin)(pin)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)納(na)(na)米(mi)膠囊或納(na)(na)米(mi)粒子(zi)(zi)懸浮液,則可(ke)制(zhi)得(de)具(ju)有極高(gao)效(xiao)/費比的(de)(de)納(na)(na)米(mi)保健(jian)品(pin)(pin)(pin)(pin)。如微量(liang)元素(su)硒具(ju)有防癌、護(hu)肝、免疫(yi)調(diao)節等作用。中(zhong)(zhong)國科技大(da)學率(lv)(lv)先用納(na)(na)米(mi)硒開發出(chu)“硒旺膠囊”,生物(wu)試(shi)驗證明,其急性(xing)(xing)毒(du)性(xing)(xing)是無機硒的(de)(de)1/7,是有機硒的(de)(de)1/3,其清(qing)除羥基自由基活(huo)性(xing)(xing)是無機硒的(de)(de)5倍,清(qing)除過氧陰離(li)子(zi)(zi)和(he)過氧化氫的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)也大(da)幅(fu)度提(ti)(ti)高(gao),使其在免疫(yi)調(diao)節和(he)抑制(zhi)腫瘤方(fang)面的(de)(de)靈敏性(xing)(xing)顯著提(ti)(ti)高(gao),納(na)(na)米(mi)硒的(de)(de)安全性(xing)(xing)和(he)生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)使硒的(de)(de)保健(jian)功(gong)能可(ke)以更充分地發揮出(chu)來。

1·6納(na)米醫用(yong)陶瓷

納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)陶(tao)瓷在(zai)人(ren)(ren)工(gong)骨(gu)、人(ren)(ren)工(gong)關節、人(ren)(ren)工(gong)齒以及牙種植體、耳聽骨(gu)修(xiu)復(fu)體等(deng)人(ren)(ren)工(gong)器官制造及臨床(chuang)應(ying)(ying)用領(ling)域(yu)有廣闊的(de)(de)應(ying)(ying)用前景。四川大(da)學李玉寶(bao)教授等(deng)[3~4]用硝酸鈣、磷酸銨為原料(liao)(liao),二(er)甲基(ji)甲酰胺為分(fen)散劑,在(zai)常壓下(xia)制備出晶體結(jie)構類(lei)似于人(ren)(ren)骨(gu)組織的(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)級(ji)羥基(ji)磷灰(hui)石(shi)針狀晶體,可(ke)用作人(ren)(ren)骨(gu)組織修(xiu)復(fu)材(cai)料(liao)(liao);Luo等(deng)[5]用TEOS在(zai)氫氟(fu)酸催(cui)化下(xia),經溶膠(jiao)/凝膠(jiao)法制得納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)孔結(jie)構的(de)(de)SiO2,再(zai)用TEGDMA經光引發原位聚(ju)合(he)(he)(he)制得SiO2/PTEGDMA納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao),其(qi)比傳統的(de)(de)牙科(ke)用復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)具(ju)有更優異的(de)(de)耐磨性(xing)(xing)及韌(ren)性(xing)(xing)。通常方法制備的(de)(de)羥基(ji)磷灰(hui)石(shi)人(ren)(ren)工(gong)骨(gu)植入(ru)物,其(qi)強(qiang)度和(he)韌(ren)性(xing)(xing)都較低,不能(neng)(neng)滿足(zu)應(ying)(ying)用要求。國(guo)外已制備出含(han)有ZrO2的(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)羥基(ji)磷灰(hui)石(shi)復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao),其(qi)硬度、韌(ren)性(xing)(xing)等(deng)綜合(he)(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)可(ke)達到甚至超過致密骨(gu)骼相應(ying)(ying)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。通過調(diao)節ZrO2含(han)量,可(ke)使該(gai)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)復(fu)合(he)(he)(he)人(ren)(ren)工(gong)骨(gu)材(cai)料(liao)(liao)具(ju)有優良的(de)(de)生物相容性(xing)(xing)[6]。美國(guo)Arizona材(cai)料(liao)(liao)實驗室和(he)Princeton大(da)學的(de)(de)研究人(ren)(ren)員用聚(ju)二(er)甲基(ji)丙烯(xi)酸酯、聚(ju)偏氟(fu)乙烯(xi)和(he)鈦鹽作原料(liao)(liao),應(ying)(ying)用溶膠(jiao)/凝膠(jiao)工(gong)藝合(he)(he)(he)成的(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)(mi)TiO2/聚(ju)合(he)(he)(he)物復(fu)合(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao),用其(qi)作人(ren)(ren)工(gong)骨(gu),其(qi)強(qiang)度和(he)韌(ren)性(xing)(xing)等(deng)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)與人(ren)(ren)體骨(gu)相當。

1·7生(sheng)物(wu)活(huo)性材料

自Hench[7]首先報道某些組成(cheng)的(de)(de)(de)玻璃具有生物(wu)活(huo)性(xing)以(yi)來,國內外對生物(wu)玻璃的(de)(de)(de)研制(zhi)十分活(huo)躍(yue),但(dan)生物(wu)玻璃較(jiao)(jiao)脆(cui)、不能滿足(zu)人工骨材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)要求。隨著納(na)米(mi)(mi)技術發(fa)展,生物(wu)活(huo)性(xing)雜化材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)在(zai)(zai)(zai)保持柔韌性(xing)的(de)(de)(de)同(tong)時,彈性(xing)模量(liang)已接近(jin)硅酸硼玻璃,而且便于加入(ru)活(huo)性(xing)物(wu)質,因此是(shi)一種(zhong)開發(fa)生物(wu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)理想(xiang)途徑。Jones等(deng)[8]用(yong)(yong)TEOS、甲(jia)基(ji)(ji)丙(bing)烯酰胺(an)在(zai)(zai)(zai)偶氮類引(yin)發(fa)劑作用(yong)(yong)下,加入(ru)氯化鈉制(zhi)備(bei)(bei)出(chu)含(han)鈣鹽(yan)的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)SiO2/聚合(he)物(wu)復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao),將其(qi)(qi)在(zai)(zai)(zai)人體液中(SBF)放置1周(zhou)后,可以(yi)觀(guan)察(cha)到其(qi)(qi)表面有羥基(ji)(ji)磷灰石層形成(cheng),因而具有較(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)生物(wu)活(huo)性(xing),OKelly等(deng)[9]總結了(le)借助(zhu)仿生過程制(zhi)備(bei)(bei)具有生物(wu)活(huo)性(xing)的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)思(si)路和(he)研究成(cheng)果。應用(yong)(yong)溶膠/凝膠技術制(zhi)備(bei)(bei)納(na)米(mi)(mi)復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao),同(tong)時在(zai)(zai)(zai)體系中引(yin)入(ru)胺(an)基(ji)(ji)、醛基(ji)(ji)、羥基(ji)(ji)等(deng)有機官能團(tuan),使材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)表面具有反應活(huo)性(xing),可望在(zai)(zai)(zai)生化物(wu)質固(gu)定(ding)膜材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)、生物(wu)膜反應器(qi)等(deng)方面獲得較(jiao)(jiao)大應用(yong)(yong)。

Schtelzer等(deng)(deng)(deng)[10]較(jiao)早研(yan)究(jiu)(jiu)了在凝(ning)膠玻璃中(zhong)固定胰蛋白(bai)酶的(de)(de)(de)(de)特性(xing)(xing)(xing)(xing);Cho等(deng)(deng)(deng)[11]開發了有(you)(you)(you)機(ji)—無機(ji)納(na)米(mi)(mi)復合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)固定α-淀粉酶,其穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)超過1個月,可(ke)望用(yong)于(yu)研(yan)制(zhi)生物(wu)膜反應器。含(han)鈦硅的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)復合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)具有(you)(you)(you)優(you)良(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)透光(guang)率(lv)、氧氣透過率(lv)和(he)吸濕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing),是理(li)想的(de)(de)(de)(de)隱形眼(yan)鏡材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。Schmidt等(deng)(deng)(deng)[12,13]在環硅氧烷、TEOS、異(yi)丙(bing)醇鈦、甲基丙(bing)烯基硅烷、丙(bing)烯酸甲酯體(ti)(ti)系(xi)中(zhong),加(jia)入稀酸,使(shi)其在酸性(xing)(xing)(xing)(xing)條件下水(shui)解(jie)/聚(ju)合,得(de)到隱形眼(yan)鏡材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。該(gai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)具有(you)(you)(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)(de)透氧性(xing)(xing)(xing)(xing)、潤濕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)及較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)強度(du),良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)柔韌性(xing)(xing)(xing)(xing),其透明度(du)和(he)折光(guang)率(lv)等(deng)(deng)(deng)均(jun)滿(man)足隱性(xing)(xing)(xing)(xing)眼(yan)鏡的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)要(yao)(yao)求。我國(guo)浙江大學及華南理(li)工(gong)大學等(deng)(deng)(deng)單位(wei)也開展了類似研(yan)究(jiu)(jiu)并已(yi)取得(de)良(liang)(liang)好進展[14]。聚(ju)氨(an)(an)酯材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)是重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)醫學材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),因其良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)(de)生物(wu)相容性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)常用(yong)來制(zhi)作(zuo)血管移植(zhi)物(wu)、介(jie)入導管、心臟輔助循環體(ti)(ti)系(xi)及人工(gong)心臟等(deng)(deng)(deng)。許海燕等(deng)(deng)(deng)[15]用(yong)聚(ju)醚型聚(ju)氨(an)(an)酯與(yu)納(na)米(mi)(mi)碳經(jing)溶(rong)膠/凝(ning)膠法制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)碳/聚(ju)氨(an)(an)酯復合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),具有(you)(you)(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)微相分離結(jie)構,改善(shan)了材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)表面的(de)(de)(de)(de)血溶(rong)相容性(xing)(xing)(xing)(xing);Huang等(deng)(deng)(deng)[16]用(yong)帶(dai)羥基的(de)(de)(de)(de)線性(xing)(xing)(xing)(xing)聚(ju)氨(an)(an)酯(Mn=6000)與(yu)TEOS作(zuo)用(yong),調節(jie)二者配比(bi),可(ke)得(de)到從柔韌的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)(ti)到堅(jian)硬的(de)(de)(de)(de)塑料(liao)(liao)(liao)等(deng)(deng)(deng)不同性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)復合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),以滿(man)足不同使(shi)用(yong)要(yao)(yao)求;Xu等(deng)(deng)(deng)[17]用(yong)聚(ju)氨(an)(an)酯和(he)有(you)(you)(you)機(ji)蒙脫土經(jing)溶(rong)液插層、溶(rong)膠/凝(ning)膠制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)復合材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),在改善(shan)聚(ju)氨(an)(an)酯材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)同時(shi),顯(xian)著(zhu)地(di)降低了水(shui)蒸氣及空氣的(de)(de)(de)(de)透過率(lv),更好地(di)滿(man)足全人工(gong)心臟等(deng)(deng)(deng)植(zhi)入人工(gong)器官的(de)(de)(de)(de)應用(yong)要(yao)(yao)求。

用(yong)溶膠(jiao)/凝膠(jiao)法制備(bei)的(de)納(na)米微孔SiO2玻璃,可用(yong)作微孔反(fan)應器(qi)(qi)、功(gong)能性分子(zi)吸附劑、生物(wu)酶(mei)催(cui)化劑及藥(yao)物(wu)控(kong)釋體系的(de)載體等[18];利用(yong)聚(ju)二甲基硅(gui)氧烷(PDMS)/納(na)米SiO2復(fu)合材(cai)(cai)料無毒及優良(liang)的(de)生物(wu)相容性,通過調(diao)節PDMS含量(liang)控(kong)制其(qi)硬度和(he)彈性,可用(yong)作生物(wu)活性材(cai)(cai)料;用(yong)納(na)米粒子(zi)直接分散法制得的(de)表面帶有(you)胺基或羥基的(de)SiO2/聚(ju)吡咯(ge)納(na)米復(fu)合材(cai)(cai)料,可用(yong)作凝集免疫測定(ding)中(zhong)高顯色(se)的(de)“標記器(qi)(qi)”微粒;利用(yong)聚(ju)吡咯(ge)的(de)良(liang)好導電性,其(qi)納(na)米復(fu)合材(cai)(cai)料在(zai)組(zu)織工程及神經修復(fu)等領域具(ju)良(liang)好應用(yong)前景[19,20]。

2展望

篇4

【摘要】 由(you)于金納米粒子(zi)(zi)（AuNPs）具有與大小、形狀和聚(ju)集程度相關的(de)(de)物(wu)理和化學特性，被廣泛應用(yong)(yong)(yong)于各(ge)種生(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)析和生(sheng)(sheng)物(wu)醫學檢測(ce)技術中，并(bing)發(fa)展(zhan)成(cheng)(cheng)具有高(gao)選擇性、高(gao)靈(ling)敏(min)度的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)析檢測(ce)手(shou)段。以AuNPs為(wei)探針(zhen)的(de)(de)分(fen)析方(fang)(fang)法通(tong)常(chang)具有簡單(dan)、快速、靈(ling)敏(min)度高(gao)的(de)(de)優點，并(bing)能應用(yong)(yong)(yong)于實際樣品(pin)檢測(ce)。本文綜述了(le)目前生(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)子(zi)(zi)修飾的(de)(de)AuNPs探針(zhen)的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)及其(qi)在檢測(ce)金屬(shu)離子(zi)(zi)、小分(fen)子(zi)(zi)、DNA、蛋白質和細(xi)胞內分(fen)析等方(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)。

【關鍵詞(ci)】 金納米粒子；探針；合成與修(xiu)飾；評述

Abstract During last decade，gold nanoparticled(AuNPs)-based assays have been well-developed and widely used in biological analysis and biomedical detection because AuNPs have unique physical and chemical properties which depend on the size，shape and degree of aggregation.The AuNPs-based assays have already been employed for detecting practical samples with high simplicity and selectivity.This review discusses the recently development of the synthesis and biological molecular functionalisation of AuNPs and their applications on the heavy metallic cations，small organic compounds，nucleic acids and proteins detection and cellular analysis.

Keywords Gold nanoparticles；Probe；Synthesis and functionalization；Chemical sensing；Review

1 引言

納米技術(shu)與化(hua)學、生(sheng)物(wu)學、物(wu)理學和(he)(he)醫(yi)(yi)學等(deng)領(ling)域(yu)的(de)(de)結合，對分析(xi)科學和(he)(he)生(sheng)命(ming)科學領(ling)域(yu)的(de)(de)超(chao)靈敏檢測和(he)(he)成像方法的(de)(de)發(fa)展起著(zhu)越來越重要的(de)(de)作用[1~5]。由(you)于AuNPs具有獨特的(de)(de)光學性質（表面等(deng)離子體吸收和(he)(he)共振光散(san)射）、易進(jin)行表面修飾(shi)(shi)以及良(liang)好的(de)(de)生(sheng)物(wu)相(xiang)容性（通常(chang)認為裸AuNPs是無生(sheng)物(wu)毒性的(de)(de)，而修飾(shi)(shi)后的(de)(de)AuNPs的(de)(de)生(sheng)物(wu)毒性由(you)其(qi)配(pei)體決定），因此功能(neng)化(hua)AuNPs的(de)(de)應(ying)用領(ling)域(yu)不斷被拓寬，特別(bie)是其(qi)在生(sheng)物(wu)分析(xi)和(he)(he)生(sheng)物(wu)醫(yi)(yi)藥等(deng)領(ling)域(yu)的(de)(de)應(ying)用引起了(le)人們廣(guang)泛關注[2，3]。本(ben)文綜述(shu)了(le)生(sheng)物(wu)分子修飾(shi)(shi)的(de)(de)AuNPs探針的(de)(de)合成及其(qi)在檢測金屬離子、小分子、DNA、蛋白質和(he)(he)細(xi)胞(bao)內分析(xi)等(deng)方面的(de)(de)新進(jin)展，以若干應(ying)用實例突顯(xian)一些技術(shu)突破及發(fa)展趨勢(shi)。

2 金納米(mi)粒子的合成、穩(wen)定性和(he)功能化

2.1 金(jin)納米粒子的合成方法

金(jin)(jin)納(na)米(mi)(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)方(fang)法(fa)(fa)(fa)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)化學(xue)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)物(wu)理法(fa)(fa)(fa)。化學(xue)法(fa)(fa)(fa)是以(yi)金(jin)(jin)的(de)(de)化合(he)物(wu)為(wei)原(yuan)(yuan)料，在還(huan)原(yuan)(yuan)反應生成(cheng)金(jin)(jin)納(na)米(mi)(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)時控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)生長，使(shi)其維(wei)持納(na)米(mi)(mi)尺度。化學(xue)合(he)成(cheng)法(fa)(fa)(fa)包括氧化還(huan)原(yuan)(yuan)法(fa)(fa)(fa)、電化學(xue)法(fa)(fa)(fa)、晶種(zhong)法(fa)(fa)(fa)、模板法(fa)(fa)(fa)、微乳液(ye)法(fa)(fa)(fa)、微波合(he)成(cheng)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)光(guang)化學(xue)法(fa)(fa)(fa)等[2]，其中最具(ju)代表性(xing)并(bing)被廣泛應用的(de)(de)有：（1）Turkevich-Frens法(fa)(fa)(fa)[6，7]，即在100 ℃下(xia)，通(tong)(tong)(tong)過改(gai)變還(huan)原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji)(ji)（檸檬(meng)酸鈉）和(he)(he)三(san)價金(jin)(jin)的(de)(de)化合(he)物(wu)（氯金(jin)(jin)酸或(huo)氯金(jin)(jin)酸鈉）的(de)(de)比(bi)(bi)例(li)(li)來控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)AuNPs粒(li)(li)徑的(de)(de)大(da)小(xiao)，從而獲得粒(li)(li)徑在10~60 nm范圍(wei)內且分(fen)(fen)散(san)性(xing)較(jiao)好(hao)的(de)(de)AuNPs。該方(fang)法(fa)(fa)(fa)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)程序簡單(dan)，且包裹在AuNPs表面的(de)(de)檸檬(meng)酸根容易被其它配(pei)體(ti)(ti)置(zhi)換（如巰基修飾(shi)的(de)(de)DNA等）[2，4]；（2）Brust-Schiffrin法(fa)(fa)(fa)[8，9]，即在兩相(xiang)（液(ye)/液(ye)）體(ti)(ti)系(xi)或(huo)單(dan)相(xiang)體(ti)(ti)系(xi)中，以(yi)四正辛基溴化銨(an)（TOAB）為(wei)相(xiang)轉移劑(ji)(ji)(ji)，將三(san)價金(jin)(jin)的(de)(de)化合(he)物(wu)（氯金(jin)(jin)酸或(huo)氯金(jin)(jin)酸鈉）轉移到有機相(xiang)中，以(yi)烷(wan)基硫(liu)(liu)醇(chun)為(wei)穩定劑(ji)(ji)(ji)，NaBH4為(wei)還(huan)原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji)(ji)，制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)粒(li)(li)徑為(wei)1~8 nm的(de)(de)AuNPs；硫(liu)(liu)醇(chun)/金(jin)(jin)鹽的(de)(de)比(bi)(bi)例(li)(li)越大(da)、加入(ru)還(huan)原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji)(ji)速度越快(kuai)，冷(leng)卻溶液(ye)可(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)得尺寸更小(xiao)和(he)(he)單(dan)分(fen)(fen)散(san)性(xing)更好(hao)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)，進一(yi)步(bu)通(tong)(tong)(tong)過配(pei)體(ti)(ti)交(jiao)換反應改(gai)變AuNPs表面的(de)(de)配(pei)體(ti)(ti)而實現其功能化；（3）聚(ju)合(he)物(wu)保(bao)護法(fa)(fa)(fa)：通(tong)(tong)(tong)常以(yi)含有聚(ju)乙(yi)二醇(chun)、硫(liu)(liu)醇(chun)或(huo)硫(liu)(liu)醚基團的(de)(de)聚(ju)合(he)物(wu)為(wei)配(pei)體(ti)(ti)，以(yi)NaBH4為(wei)還(huan)原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji)(ji)，制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)水(shui)溶性(xing)或(huo)具(ju)有疏水(shui)性(xing)的(de)(de)粒(li)(li)徑小(xiao)于10 nm的(de)(de)AuNPs。聚(ju)合(he)物(wu)穩定劑(ji)(ji)(ji)決定納(na)米(mi)(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)溶解性(xing)；例(li)(li)如，文獻[10，11] 采(cai)用硫(liu)(liu)醚或(huo)硫(liu)(liu)醇(chun)修飾(shi)的(de)(de)聚(ju)合(he)物(wu)配(pei)體(ti)(ti)（烷(wan)基硫(liu)(liu)醚終端(duan)修飾(shi)的(de)(de)聚(ju)甲基丙烯(xi)酸等）一(yi)步(bu)法(fa)(fa)(fa)合(he)成(cheng)了具(ju)有高分(fen)(fen)散(san)性(xing)的(de)(de)粒(li)(li)徑小(xiao)于5 nm的(de)(de)AuNPs，粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)大(da)小(xiao)和(he)(he)分(fen)(fen)散(san)性(xing)可(ke)以(yi)通(tong)(tong)(tong)過改(gai)變聚(ju)合(he)物(wu)的(de)(de)結構、濃度和(he)(he)配(pei)體(ti)(ti)上能與金(jin)(jin)屬(shu)結合(he)的(de)(de)基團個數來控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，并(bing)且可(ke)以(yi)將粒(li)(li)徑為(wei)1.1~1.7 nm的(de)(de)無熒光(guang)納(na)米(mi)(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)轉變為(wei)熒光(guang)納(na)米(mi)(mi)粒(li)(li)子(zi)(zi)。

物(wu)(wu)理法(fa)是(shi)利用各種技(ji)術將塊(kuai)狀固(gu)體金分散為(wei)金納(na)米粒子，包括(kuo)真(zhen)空(kong)沉積法(fa)、電分散法(fa)、激光消融(rong)法(fa)等[12]。物(wu)(wu)理法(fa)容易控制AuNPs的形狀并能獲得圖案(an)化的AuNPs的陣列，但通常需要特殊的設備和技(ji)術，制備過程較復雜。

2.2 金(jin)納米粒子(zi)的穩(wen)定(ding)性和功能化

將(jiang)(jiang)不同(tong)的(de)(de)識(shi)(shi)別分子（如功(gong)能(neng)基團(tuan)）修(xiu)飾(shi)(shi)到AuNPs上，獲得功(gong)能(neng)化(hua)納米粒(li)子（AuNPs探針(zhen)），有助于(yu)拓寬AuNPs的(de)(de)應用范圍，發展基于(yu)AuNPs的(de)(de)分析/檢測方(fang)(fang)法(fa)。已有很多文獻對金納米粒(li)子的(de)(de)功(gong)能(neng)化(hua)及應用進行了綜(zong)述(shu)[1~5，13]。在介質中(zhong)保(bao)持單分散性(xing)和(he)(he)(he)穩定性(xing)是AuNPs在實際應用中(zhong)的(de)(de)關鍵。因此，人們(men)不斷尋找新型穩定劑和(he)(he)(he)修(xiu)飾(shi)(shi)方(fang)(fang)法(fa)以(yi)(yi)提高AuNPs的(de)(de)分散性(xing)。這(zhe)些方(fang)(fang)法(fa)將(jiang)(jiang)有助于(yu)改(gai)善方(fang)(fang)法(fa)選(xuan)擇性(xing)和(he)(he)(he)準確度，其中(zhong)最(zui)具代表性(xing)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)[1]如圖1所示。在生(sheng)物(wu)分析中(zhong)可以(yi)(yi)應用靜電吸(xi)附法(fa)、共(gong)價偶聯（AuS共(gong)價結合等）法(fa)和(he)(he)(he)特異(yi)性(xing)識(shi)(shi)別法(fa)（抗體-抗原(yuan)，生(sheng)物(wu)素-親和(he)(he)(he)素，DNA雜交等）將(jiang)(jiang)生(sheng)物(wu)分子修(xiu)飾(shi)(shi)到AuNPs表面，合成AuNPs探針(zhen)。

圖1 金(jin)納米粒子探針合(he)成示意圖[1]（略）

Fig.1 Schematic representation of formation of gold nanoparticle probes[1]

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將配體(ti)通過靜(jing)電吸(xi)附作(zuo)用(yong)(yong)(yong)固(gu)定在AuNPs表面的(de)方法簡單、省(sheng)時[3]，但是配體(ti)與AuNPs結合強度小，穩定性(xing)差。如(ru)果反應緩(huan)沖溶(rong)液(ye)中含有二硫蘇糖(tang)醇（DDT，含有兩個巰基(ji)、不帶電的(de)小分子，常用(yong)(yong)(yong)作(zuo)蛋(dan)白保護劑(ji)）或在高(gao)鹽緩(huan)沖溶(rong)液(ye)（一(yi)般用(yong)(yong)(yong)于(yu)DNA雜(za)化實(shi)驗）進行(xing)長時間的(de)孵育時，表面不穩定的(de)AuNPs探針很(hen)容易產生(sheng)非特異性(xing)結合，從而降低了檢(jian)測的(de)選(xuan)擇性(xing)。

與(yu)靜電吸附法(fa)相比，共(gong)(gong)(gong)價偶(ou)(ou)聯的(de)方(fang)法(fa)較復雜(za)，需要進行更多的(de)配體合(he)成工(gong)作。但是(shi)，配體與(yu)AuNPs通過共(gong)(gong)(gong)價鍵結(jie)合(he)穩(wen)定性好。在(zai)共(gong)(gong)(gong)價偶(ou)(ou)聯中(zhong)通常以Au-S共(gong)(gong)(gong)價結(jie)合(he)獲得(de)AuNPs探針(zhen)，這種方(fang)法(fa)必須(xu)使用含有S的(de)配體，如(ru)硫(liu)醇(chun)或二(er)(er)(er)硫(liu)化物修(xiu)飾的(de)DNA、多肽(tai)CALNN等[1~5，13~15]，通過共(gong)(gong)(gong)價法(fa)獲得(de)的(de)AuNPs探針(zhen)可以承受很高(gao)的(de)鹽濃度(du)（2 mol/L NaCl）， 并在(zai)某種程度(du)上可以抵抗二(er)(er)(er)硫(liu)蘇(su)糖醇(chun)或帶(dai)巰(qiu)基或氨基的(de)分子的(de)攻擊。特別是(shi)將(jiang)具有雙親(qin)性的(de)配體（有S端(duan)(duan)具有疏(shu)水(shui)性，另一(yi)端(duan)(duan)具有親(qin)水(shui)性，如(ru)烷基硫(liu)醇(chun)修(xiu)飾的(de)聚乙二(er)(er)(er)醇(chun)、多肽(tai)CALNN等）通過共(gong)(gong)(gong)價鍵法(fa)修(xiu)飾到AuNPs上，在(zai)其表面形成疏(shu)水(shui)-親(qin)水(shui)層(ceng)，將(jiang)極大提高(gao)AuNPs在(zai)水(shui)溶液中(zhong)的(de)穩(wen)定性。

利用某些生物分子之(zhi)間的(de)(de)(de)特異性識別，如，（1）鏈(lian)霉(mei)親和(he)素修飾(shi)的(de)(de)(de)AuNPs可以結合(he)生物素化的(de)(de)(de)蛋白（如免疫球(qiu)(qiu)蛋白和(he)血(xue)清蛋白）或(huo)寡聚(ju)核苷(gan)酸(suan)[16]；（2）蛋白A修飾(shi)的(de)(de)(de)AuNPs用于連結不(bu)同免疫球(qiu)(qiu)蛋白的(de)(de)(de)Fc碎(sui)片[17]；（3）糖修飾(shi)的(de)(de)(de)AuNPs用于識別其(qi)相應(ying)的(de)(de)(de)結合(he)蛋白，也可以設計(ji)功(gong)能(neng)化的(de)(de)(de)AuNPs探(tan)針。

3 金納(na)米粒子探(tan)針的應用(yong)

3.1 重金屬離(li)子檢測

基(ji)于(yu)(yu)AuNPs的(de)(de)(de)比(bi)(bi)色(se)法(fa)(fa)已經(jing)被廣泛應用于(yu)(yu)有(you)毒重金(jin)屬離(li)子(zi)（Pb2+，Cd2+和(he)Hg2+等(deng)）的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)[18，19]，這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)(fang)法(fa)(fa)克服了(le)傳(chuan)統方(fang)(fang)法(fa)(fa)中諸如(ru)使(shi)用有(you)機溶(rong)劑、光敏感的(de)(de)(de)染料分(fen)子(zi)，實驗過(guo)程繁(fan)瑣以及儀器操(cao)作復雜等(deng)缺點。Wang等(deng)[19]研制出基(ji)于(yu)(yu)DNAzyme修(xiu)飾(shi)的(de)(de)(de)AuNPs比(bi)(bi)色(se)傳(chuan)感器，可(ke)以快速、簡(jian)單(dan)(dan)、實時(shi)及線(xian)性范圍(wei)可(ke)調(diao)地檢(jian)(jian)測(ce)(ce)Pb2+（見圖2）。他們選(xuan)擇(ze)對(dui)(dui)Pb2+有(you)高(gao)(gao)特(te)(te)異(yi)性識別(bie)的(de)(de)(de)DNAzyme，DNAzyme由底物鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)和(he)識別(bie)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)組成(cheng)。底物鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)5′末(mo)端(duan)和(he)識別(bie)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)3′末(mo)端(duan)分(fen)別(bie)連有(you)8個(ge)互(hu)補堿(jian)(jian)基(ji)做為(wei)延長鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)，兩個(ge)互(hu)補堿(jian)(jian)基(ji)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)可(ke)以使(shi)底物鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)和(he)識別(bie)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)在(zai)(zai)特(te)(te)定的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)下穩定雜交，同時(shi)也能夠保(bao)證(zheng)在(zai)(zai)Pb2+存在(zai)(zai)時(shi)，后(hou)者(zhe)將DNAzyme另(ling)一(yi)端(duan)分(fen)裂后(hou)釋放出單(dan)(dan)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)DNA(ssDNA)。該(gai)體(ti)系在(zai)(zai)Tris和(he)NaCl調(diao)節(jie)離(li)子(zi)強度(du)后(hou)加(jia)入AuNPs，當Pb2+存在(zai)(zai)時(shi)，Pb2+作用于(yu)(yu)DNAzyme的(de)(de)(de)識別(bie)位點將ssDNA釋放出來并與(yu)AuNPs結合(he)，阻止后(hou)者(zhe)聚(ju)集(ji)(ji)，而(er)使(shi)溶(rong)液呈(cheng)現納米(mi)金(jin)單(dan)(dan)分(fen)散(san)狀態的(de)(de)(de)紅色(se)。沒有(you)Pb2+或有(you)其它金(jin)屬離(li)子(zi)存在(zai)(zai)時(shi)，不發生分(fen)裂反應，加(jia)入的(de)(de)(de)AuNPs無ssDNA保(bao)護而(er)發生聚(ju)集(ji)(ji)，溶(rong)液變(bian)為(wei)藍紫(zi)色(se)。這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)傳(chuan)感器對(dui)(dui)Pb2+的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)出限(xian)(xian)為(wei)3 nmol/L，遠遠低于(yu)(yu)美國(guo)環境保(bao)護局(ju)（EPA）對(dui)(dui)飲(yin)用水中Pb2+濃度(du)的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)出限(xian)(xian)[18，19]。Li等(deng)[20]報(bao)道(dao)了(le)另(ling)一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)基(ji)于(yu)(yu)DNA修(xiu)飾(shi)的(de)(de)(de)AuNPs探針檢(jian)(jian)測(ce)(ce)Hg2+的(de)(de)(de)比(bi)(bi)色(se)方(fang)(fang)法(fa)(fa)，這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)(fang)法(fa)(fa)靈(ling)敏度(du)更高(gao)(gao)，檢(jian)(jian)出限(xian)(xian)可(ke)達1 nmol/L。Xue[21]和(he)Lee[22]等(deng)依據Hg2+可(ke)與(yu)胸(xiong)(xiong)腺嘧啶形成(cheng)T-Hg2+-T復合(he)物，建(jian)立了(le)一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)高(gao)(gao)靈(ling)敏性和(he)高(gao)(gao)選(xuan)擇(ze)性檢(jian)(jian)測(ce)(ce)Hg2+的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)，即在(zai)(zai)特(te)(te)定溫(wen)度(du)下因(yin)Hg2+誘導DNA修(xiu)飾(shi)的(de)(de)(de)AuNPs聚(ju)集(ji)(ji)狀態的(de)(de)(de)改變(bian)導致溶(rong)液顏色(se)改變(bian)來檢(jian)(jian)測(ce)(ce)Hg2+。如(ru)果(guo)使(shi)用對(dui)(dui)其它金(jin)屬離(li)子(zi)具有(you)選(xuan)擇(ze)性的(de)(de)(de)堿(jian)(jian)基(ji)對(dui)(dui)取代胸(xiong)(xiong)腺嘧啶，可(ke)實現對(dui)(dui)其它金(jin)屬離(li)子(zi)的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)。

圖(tu)(tu)2 （a）左(zuo)圖(tu)(tu)：包含識別鏈17E(8)和底物鏈(8)17S的(de)(de)(de)DNAzyme，右圖(tu)(tu)：非標記的(de)(de)(de)比色傳感器；（b）pH=7.2時(shi)，加(jia)入(ru)不(bu)同(tong)濃度(du)的(de)(de)(de)Pb2+后(hou)AuNPs溶液(ye)的(de)(de)(de)顏(yan)色變化圖(tu)(tu)，線(xian)性范圍(wei)0.003~1.0 μmol/L；（c）pH=5.5時(shi)，加(jia)入(ru)不(bu)同(tong)濃度(du)的(de)(de)(de)Pb2+后(hou)，AuNPs溶液(ye)的(de)(de)(de)顏(yan)色變化圖(tu)(tu)，線(xian)性范圍(wei)0.120~20 μmol/L [19]（略(lve)）

Fig.2 (a) Left：secondary structure of DNAzyme complex，which consists of an enzymestrand(17E(8)) and a substrate strand((8)17S).Right：schematic of label-free colorimetric sensor.Color change of the gold nanoparticle(AuNP) solution with different concentrations of lead in the solution at pH 7.2(b) and 5.5(c)；the dynamic range of the assay is 3 nmol/L to 1 μmol/L at pH 7.2 and 120 nmol/L to 20 μmol/L at pH 5.5，respectively [19]

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3.2 小分子檢測

將(jiang)對特定小分(fen)子(zi)具(ju)有(you)親和性的(de)官能團修(xiu)飾(shi)(shi)到(dao)AuNPs表面，可(ke)發(fa)展基(ji)于(yu)AuNPs的(de)應用于(yu)小分(fen)子(zi)檢(jian)(jian)測的(de)比(bi)色法[23]。Ai等[24]基(ji)于(yu)分(fen)子(zi)識別原理，建立(li)了(le)(le)原奶和嬰兒配(pei)方(fang)奶中三聚氰胺的(de)檢(jian)(jian)測方(fang)法，無(wu)需借(jie)助任何儀器(qi)，1 min內裸眼檢(jian)(jian)出(chu)限可(ke)達20 nmol/L。最近，發(fa)展基(ji)于(yu)適配(pei)子(zi)（通過體(ti)外篩(shai)選技術“指數級富集的(de)配(pei)體(ti)系統進化技術（SELEX）”）修(xiu)飾(shi)(shi)的(de)AuNPs比(bi)色法并應用于(yu)小分(fen)子(zi)（腺苷，可(ke)卡因等）檢(jian)(jian)測也引起了(le)(le)人們的(de)廣泛(fan)關注[25，26]，如(ru)Wang等[27]用適配(pei)子(zi)修(xiu)飾(shi)(shi)的(de)AuNPs設計了(le)(le)一(yi)種“Preudo”夾(jia)心(xin)反應，通過SPR光譜檢(jian)(jian)測小分(fen)子(zi)（腺苷）。

3.3 DNA檢測(ce)

DNA修(xiu)飾的AuNPs與目(mu)(mu)標(biao)DNA雜交后(hou)可以形(xing)成有(you)序(xu)的聚(ju)集體(ti)，溶(rong)液(ye)顏色(se)發(fa)生改(gai)變，從(cong)而實(shi)現對目(mu)(mu)標(biao)DNA的檢(jian)測(ce)(ce)。已(yi)有(you)大量文獻(xian)對基(ji)于(yu)AuNPs比色(se)法(fa)(fa)檢(jian)測(ce)(ce)DNA及(ji)其(qi)在生物(wu)傳感器(qi)、疾病診斷(duan)、基(ji)因表(biao)達等(deng)(deng)方(fang)面的應用(yong)進(jin)行了(le)報道和(he)綜述[1~5]。結(jie)合相應的光/電(dian)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)(fa)，人們還發(fa)展(zhan)了(le)一系列(lie)新的基(ji)于(yu)DNA修(xiu)飾的AuNPs的檢(jian)測(ce)(ce)手(shou)段。Hill等(deng)(deng)[28]以DNA修(xiu)飾的AuNPs為探針，將生物(wu)條形(xing)碼(ma)方(fang)法(fa)(fa)和(he)微流體(ti)芯片(pian)技術相結(jie)合，建立了(le)一種新的生物(wu)條形(xing)碼(ma)分(fen)析(xi)法(fa)(fa)（基(ji)因組的條形(xing)碼(ma)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)(fa)），快速、精確地(di)檢(jian)測(ce)(ce)DNA。這種方(fang)法(fa)(fa)使用(yong)阻斷(duan)鏈抑制靶標(biao)物(wu)再(zai)次(ci)雜交，可以檢(jian)測(ce)(ce)雙鏈基(ji)因組DNA（見圖3）。這項工作(zuo)為生物(wu)條形(xing)碼(ma)方(fang)法(fa)(fa)從(cong)實(shi)驗室到實(shi)際應用(yong)開辟了(le)道路。Dai等(deng)(deng)[29]結(jie)合動態光散射（DLS）技術，提出(chu)了(le)基(ji)于(yu)AuNPs探針一步法(fa)(fa)高靈敏性(xing)檢(jian)測(ce)(ce)同源DNA的方(fang)法(fa)(fa)。該方(fang)法(fa)(fa)操(cao)作(zuo)簡單且無(wu)需分(fen)離和(he)信(xin)號放大步驟，檢(jian)出(chu)限約1 pmol/L，優(you)于(yu)其(qi)它光吸(xi)收法(fa)(fa)4個數量級，并可以很容易地(di)區分(fen)單堿(jian)基(ji)對錯配(pei)DNAs和(he)完全匹(pi)配(pei)的靶標(biao)物(wu)DNAs。Zhang等(deng)(deng)[30]研制出(chu)一種基(ji)于(yu)三明治結(jie)構的脫氧核糖核酸計時(shi)電(dian)量傳感器(qi)（CDS）。將一個單鏈DNA探針固定在金電(dian)極上，每(mei)個探針側面與一個或兩個靶序(xu)列(lie)的碎片(pian)相連，然后(hou)浸入含有(you)目(mu)(mu)標(biao)單鏈DNA分(fen)子的溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)，此(ci)時(shi)電(dian)極上單鏈DNA探針與溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)互補序(xu)列(lie)的目(mu)(mu)標(biao)DNA單鏈分(fen)子雜交并用(yong)DNA修(xiu)飾的AuNPs進(jin)行信(xin)號放大，用(yong)計時(shi)電(dian)位(wei)法(fa)(fa)觀察[Ru(NH3)6]3+與單鏈DNA的靜電(dian)吸(xi)附情況（見圖4）。

圖3 (a）基(ji)因組的條(tiao)形(xing)碼分(fen)析方法示(shi)意圖[28]；（b）掃描芯片(pian)圖，檢出限為(wei)2.5 fmol/L；（c）5次平(ping)行(xing)實驗(yan)得出的掃描信號密度數據（略）

Fig.3 (a) Schematic representation of Genomic Bio Bar Code Assay.For details of the assay，readers are advised to see Ref.[28]；(b) Representative slide from a single assay showing that 2.5 fmol/L is distinguishable from the 0 fmol/L(no target) sample；(c) The data shown above are the average of 5 independent runs of the genomic DNA bio bar code assay[28].

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圖4 CDS法檢(jian)測(ce)DNA示意(yi)圖（a）巰基修飾的(de)(de)單(dan)鏈DNA捕獲探針(zhen)在金(jin)電(dian)極上(shang)(shang)自組裝(zhuang)；（b）單(dan)鏈DNA探針(zhen)與溶液中互補序列的(de)(de)目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)DNA單(dan)鏈分子(zi)雜交，一個捕獲探針(zhen)只能與一個目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)分子(zi)雜交；（c）DNA結合AuNPs放(fang)大檢(jian)測(ce)信號(hao)，AuNPs上(shang)(shang)成百上(shang)(shang)千的(de)(de)DNA探針(zhen)可與目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)分子(zi)雜交[30]（略(lve)）

Fig.4 Chronocoulometric DNA sensor(CDS) strategy for DNA detection.(a) Gold electrode self-assembled with thiolated capture probe DNA and spacer molecule，MCH.(b) DNA hybridization brings target DNA to the electrode surface.Of note，in the absence of amplification，one capture probe only captures one target molecule at the most.(c) AuNP-amplified DNA detection.One hybridization event brings an AuNP loaded with hundreds of reporter probes proximal to the electrode[30]

 Reproduced with permission from Nature Publishing Group（略）

3.4 蛋白質分析

AuNPs與(yu)蛋(dan)白(bai)質(zhi)結合(he)(he)獲得用(yong)于(yu)(yu)(yu)電子顯(xian)微鏡(jing)的(de)AuNPs探針(zhen)，在電子顯(xian)微鏡(jing)甚至光(guang)學(xue)(xue)顯(xian)微鏡(jing)水(shui)平上對(dui)(dui)抗(kang)(kang)(kang)原、抗(kang)(kang)(kang)體進(jin)行定位、定性及定量研究，是(shi)AuNPs應用(yong)于(yu)(yu)(yu)免(mian)疫細胞(bao)和(he)(he)組織化(hua)(hua)學(xue)(xue)的(de)重要(yao)里程(cheng)碑[2，3，31，32]。利用(yong)AuNPs的(de)光(guang)學(xue)(xue)和(he)(he)電化(hua)(hua)學(xue)(xue)性質(zhi)結合(he)(he)不同(tong)的(de)檢測技(ji)術(shu)同(tong)樣可(ke)以(yi)檢測蛋(dan)白(bai)質(zhi)[33，34]。最近，Gupta等(deng)[31]設(she)計(ji)了(le)一(yi)種(zhong)吸(xi)附可(ke)控(kong)的(de)動力學(xue)(xue)模型，實(shi)現了(le)對(dui)(dui)稀溶液(ye)中抗(kang)(kang)(kang)原的(de)有(you)效檢測。Ambrosi等(deng)[33]合(he)(he)成了(le)一(yi)種(zhong)新的(de)基于(yu)(yu)(yu)人(ren)(ren)抗(kang)(kang)(kang)IgG過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)酶（HRP）修(xiu)飾(shi)的(de)雙編(bian)碼AuNPs（DC-AuNPs）探針(zhen)，探針(zhen)與(yu)抗(kang)(kang)(kang)體結合(he)(he)后增強了(le)分光(guang)光(guang)度法(fa)和(he)(he)電化(hua)(hua)學(xue)(xue)法(fa)檢測人(ren)(ren)抗(kang)(kang)(kang)IgG信號，檢出限遠遠低于(yu)(yu)(yu)通過(guo)(guo)酶聯免(mian)疫吸(xi)附法(fa)（ELISA）[33]。依據相同(tong)的(de)檢測原理，Cui等(deng)[34]設(she)計(ji)了(le)AuNPs/碳納米管（CNT）雜化(hua)(hua)平臺，用(yong)辣(la)根過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)酶修(xiu)飾(shi)的(de)AuNPs探針(zhen)檢測人(ren)(ren)IgG。

分子(zi)與AuNPs結(jie)合(he)后可以(yi)(yi)增強拉(la)曼(man)信號(hao)(hao)，據此可以(yi)(yi)利(li)用(yong)(yong)AuNPs作底物，通過基(ji)(ji)于(yu)表面(mian)增強拉(la)曼(man)效應(ying)（SERS）的(de)(de)(de)(de)光譜分析(xi)法(fa)(fa)來快速檢測蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)-蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)之間(jian)(jian)相互作用(yong)(yong)[35~38]。Manimaran等[35]用(yong)(yong)熒光素(su)修(xiu)飾的(de)(de)(de)(de)AuNPs結(jie)合(he)人抗IgG檢測1~100 mg/L 人IgG。Li等[36~38]提出(chu)了(le)基(ji)(ji)于(yu)SERS的(de)(de)(de)(de)芯片分析(xi)法(fa)(fa)檢測蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)-抗體之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)相互作用(yong)(yong)，即將多肽(tai)結(jie)合(he)到AuNPs上，然后銀染將信號(hao)(hao)放(fang)大(da)，再用(yong)(yong)拉(la)曼(man)光譜進行檢測。基(ji)(ji)于(yu)適配子(zi)（Aptamer）修(xiu)飾的(de)(de)(de)(de)AuNPs也可以(yi)(yi)用(yong)(yong)來檢測蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)質。Wang等[39]研(yan)制出(chu)基(ji)(ji)于(yu)Aptamer-AuNPs的(de)(de)(de)(de)比色(se)傳感器(qi)，通過Aptamer和α-凝(ning)血(xue)酶的(de)(de)(de)(de)反應(ying)檢測α-凝(ning)血(xue)酶，這種傳感器(qi)具有(you)高靈(ling)敏(min)性和高選擇性，可以(yi)(yi)檢測人血(xue)漿中的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)。

酶(mei)(mei)的(de)活性(xing)檢測和(he)動力學參數分析(xi)是生(sheng)(sheng)物分析(xi)和(he)生(sheng)(sheng)物醫學的(de)一個重要課題。研(yan)(yan)究人員(yuan)結合AuNPs的(de)光學和(he)電學性(xing)質提出了(le)許多新(xin)的(de)檢測酶(mei)(mei)活性(xing)的(de)方法(fa)[40~44]。文獻[14]詳盡闡(chan)述(shu)了(le)AuNPs探針(zhen)用于分析(xi)蛋白激酶(mei)(mei)和(he)蛋白磷(lin)酸酶(mei)(mei)的(de)新(xin)進(jin)展。Xu等(deng)(deng)[44]用AuNPs作指示劑，分析(xi)DNase Ⅰ酶(mei)(mei)的(de)活性(xing)并(bing)篩選酶(mei)(mei)抑制劑。該(gai)方法(fa)可以通(tong)(tong)過(guo)裸眼觀察，并(bing)且能高通(tong)(tong)量(liang)的(de)篩選核酸內(nei)切酶(mei)(mei)的(de)抑制劑。根據(ju)AuNPs的(de)生(sheng)(sheng)物催化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程，Willner研(yan)(yan)究組設計了(le)幾種納米粒(li)子-酶(mei)(mei)（葡萄(tao)糖氧化(hua)(hua)(hua)(hua)酶(mei)(mei)（GODx）、乙(yi)醇脫氫(qing)酶(mei)(mei)(NAD(P)+-dependent enzyme)、乙(yi)酰(xian)膽堿(jian)酯酶(mei)(mei)[40]和(he)酪氨酸酶(mei)(mei)等(deng)(deng)）雜化(hua)(hua)(hua)(hua)膜電化(hua)(hua)(hua)(hua)學傳感(gan)器，通(tong)(tong)過(guo)酶(mei)(mei)催化(hua)(hua)(hua)(hua)反應增大電極上AuNPs的(de)粒(li)徑使其導電性(xing)顯著地(di)增強，加(jia)速了(le)GODx電子的(de)轉移[45~49]。

3.5 細胞分析

利用AuNPs獨(du)特的(de)光學性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)及良(liang)好(hao)的(de)生物相(xiang)容性(xing)(xing)還可(ke)以(yi)進行細(xi)(xi)胞表(biao)面和(he)(he)(he)細(xi)(xi)胞內(nei)(nei)多(duo)(duo)糖、蛋白(bai)質(zhi)(zhi)、多(duo)(duo)肽、抗原、激(ji)素、核酸等生物大分(fen)(fen)子的(de)精確(que)定位，因而在(zai)臨床診斷及藥物檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)等方面受到廣泛關注(zhu)[13，50]。癌癥的(de)早期精確(que)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)通常需要昂貴的(de)儀器且(qie)耗(hao)時，為了克服這(zhe)些缺點，Medley等建(jian)立了一(yi)種可(ke)直(zhi)(zhi)接(jie)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)癌細(xi)(xi)胞的(de)比(bi)色分(fen)(fen)析法[50]。這(zhe)種方法將(jiang)Aptamer的(de)高選擇性(xing)(xing)和(he)(he)(he)高親和(he)(he)(he)性(xing)(xing)與(yu)AuNPs的(de)光譜性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)相(xiang)結(jie)合，高靈敏地(di)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)癌細(xi)(xi)胞。在(zai)癌細(xi)(xi)胞存在(zai)的(de)情況下，加入Aptamer修飾(shi)的(de)AuNPs探針，樣(yang)品溶液(ye)顏(yan)色能發生明顯(xian)的(de)變化，可(ke)以(yi)通過(guo)裸眼直(zhi)(zhi)接(jie)觀察(cha)，獲得相(xiang)對靈敏的(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)結(jie)果[51，52]。Kneipp等[52]在(zai)AuNPs探針存在(zai)下測(ce)(ce)(ce)(ce)得了活體(ti)上(shang)皮(pi)細(xi)(xi)胞膜和(he)(he)(he)巨噬細(xi)(xi)胞的(de)表(biao)面增強拉曼(man)（SERS）光譜，并結(jie)合TEM等表(biao)征手段分(fen)(fen)析細(xi)(xi)胞內(nei)(nei)物質(zhi)(zhi)。

4 結論和展望

AuNPs因其具有(you)特殊的(de)(de)穩定性、小尺寸效(xiao)應、量子效(xiao)應、表面效(xiao)應和(he)良(liang)好的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)親和(he)效(xiao)應等，已被廣泛應用(yong)于(yu)化學和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)學研究。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)分(fen)子修(xiu)飾(shi)(shi)AuNPs探針拓寬了AuNPs的(de)(de)應用(yong)范圍，然而，AuNPs探針的(de)(de)應用(yong)仍然有(you)許多亟待解決的(de)(de)問(wen)題(ti)，如實(shi)(shi)驗結果的(de)(de)可(ke)重復性，合(he)成方(fang)(fang)法的(de)(de)可(ke)靠性，AuNPs的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命以(yi)及修(xiu)飾(shi)(shi)后的(de)(de)AuNPs的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)相容性等。可(ke)以(yi)相信，通過(guo)各學科研究者的(de)(de)共同努(nu)力，一定能克(ke)服AuNPs探針的(de)(de)缺點，研制出(chu)新型(xing)簡單、高靈敏度和(he)高選(xuan)擇性的(de)(de)分(fen)析方(fang)(fang)法，從而實(shi)(shi)現其在實(shi)(shi)際(ji)樣品，特別(bie)是臨床樣品檢測(ce)中的(de)(de)應用(yong)。

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