纳米技术在生物医学领域的研究现状

纳米生物医学是纳米技术与现代生物医学技术结合的产物,近年来这一领域逐渐受到科学界和企业界的重视,得到了许多振奋人心的进展,具有广泛的应用前景。作者从纳米生物材料、纳米载体、医学诊断和纳米治疗技术四个方面讨论了纳米技术在医学领域的研究现状,希望为读者展现这一新生领域的巨大潜力。     

纳米孔测序信号处理及其在DNA数据存储的应用

随着高通量测序技术的不断更新,可以在单个分子水平读取核苷酸序列的第三代测序技术迅速发展,纳米孔测序技术是其具有代表性的单分子测序技术,该技术通过检测DNA单链分子穿过纳米孔时引起的跨膜电流信号的变化,实现碱基识别.纳米孔测序仪在便携性、碱基读取速度、测序读段长度等方面较传统的第一代与第二代测序技术都有明显优势.随着纳米...     

纳米生物技术的医学应用及研究进展

纳米技术是指对1~100纳米范围内对物质和材料进行研究处理的技术。纳米生物技术是纳米技术中的一个重要研究领域,近些年在医学中有着非常广泛的应用前景。我国与发达国家相比在纳米生物技术方面起步较晚,但是近几年在生物医药领域的研究也先后取得了一定的研究进展。本文就我国纳米生物技术在医学上的应用进行了综述,希望对推进纳米生物技术的进一步发展起到推动作用。     

固态纳米孔:下一代DNA测序技术——原理、工艺与挑战

固态纳米孔测序技术作为新兴的第四代DNA测序技术,具有低成本、高读长、易集成等优势.如今,随着半导体工艺技术的飞速发展,小型化、高速度、大通量的纳米孔测序芯片的实现成为可能.相比传统的测序技术,固态纳米孔测序技术在成本、速度等方面有着十分巨大的优势.然而,作为一种新兴的测序技术,固态纳米孔在制造、测序、集成等方面也存在着诸多挑战.本文主要介绍了纳米孔测序技术的原理、制备工艺和面临的挑战,并展望了未来纳米孔测序技术的发展前景.     

纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景

高效遗传转化技术是植物重要性状功能基因鉴定的前提和转基因育种的基础.随着纳米生物技术的发展,以纳米载体介导的植物转基因技术已显示出巨大的应用潜力.综述了国内外应用于植物纳米载体的类型、与外源基因的结合方式以及传输细胞的原理,重点阐述了影响纳米基因载体性能与转化效率的重要因素,以及纳米载体介导外源基因转化植物细胞的方法,...     

纳米粒子PCR研究进展

纳米粒子PCR作为纳米技术与生命科学交叉的成果备受关注,对于推动分子生物学技术发展具有重要的意义。详细介绍了纳米粒子PCR的最新研究进展、作用机理,以及纳米粒子PCR应用的具体方面。     

纳米微球药物缓释技术

纳米微球作为药物载体被越来越多地应用于医药领域,这一技术得到研究者的广泛重视。目前已有多种纳米微球制剂投入临床使用。纳米微球的深入研究具有重要的意义。我们概述了近年来纳米微球的研究及应用情况,展望了纳米微球药物载体缓释技术的应用前景及需要解决的问题。     

纳米乳液制备技术及功能应用研究进展

随着科学技术在食品领域的发展,纳米技术在食品、药物、化妆品、石油、农业及涂料等领域被广泛应用,引起了社会的高度关注。纳米科技包括众多科学技术,其中包埋技术是纳米科技中的重要技术之一。在功能性食品组分的运输载体构建方面,纳米包埋技术展现出了极大的潜力。该文综合叙述了纳米乳液结构、性能、制备方法以及应用情况。同时,该文以纳米乳液在食品中的应用为基础,围绕着被包埋物的人体利用率以及可能存在的被包埋纳米颗粒潜在的生物毒性,阐述了当前纳米乳液技术存在的关键性问题,并分析了问题的产生原因,为纳米乳液技术在日后的研究提供依据。     

细胞工厂和生物纳米机器

细胞是维持生命活动的基本单元,也是最繁忙的工厂,其内含有无数的纳米机器,它们无时不刻地作功,而且高度精准、有序协调,以维持正常新陈代谢。本文从纳米生物学角度探讨在细胞中所发生的事件,总结概述生物纳米机器类型,细胞工厂的组织结构及分工,生物纳米机器的主要特点,以及研究生物纳米机器的目的。     

新书介绍

纳米生物技术丛书：纳米生物分析化学和分子生物学;纳米药物学;农业生物技术系列：现代生物技术与畜禽疾病防治;禽传染病实验诊断技术;新型饲料添加剂开发与应用……     

纳米孔测序技术应用于食品微生物检测的可行性分析

近些年来DNA测序技术发展迅速,已经从第一代生化测序发展到第三代单分子测序。作为第三代测序技术中的一种不同于当前流行的其他测序技术,纳米孔测序技术是基于电信号的一种物理方法测序。许多研究者通常将高通量测序技术应用于食品微生物的研究,但是将纳米孔测序技术应用于食品中微生物的检测却鲜有报道。Oxford Nanopore Technologies(牛津纳米孔科技公司)研发的DNA测序仪MinION,是世界首例用于商业测序的纳米孔测序仪,经过不断完善,近年来MinION在DNA测序中被广泛应用。MinION 测序一次需要的DNA量约1μg,其标准识别速度为一秒钟识别250个碱基,平均读长可至13kb~20kb,测序准确率可以达到98%。纳米孔测序的高识别速度和高准确率,完全满足快速检测的要求,将其应用于食品中微生物检测是完全可行的。     

纳米疫苗与疫苗用纳米材料

疫苗是一种用于有效预防或治疗多种疾病的生物制品,是遏制新型传染病传播的关键手段.与传统疫苗相比,基于纳米材料与技术制成的纳米疫苗,具有抗原装载效率高、靶向性好、毒性低、稳定性高、给药方式多样等显著优势.近10年来,纳米疫苗的研究与日俱增,具有应用潜力的纳米疫苗与材料不断涌现.根据纳米疫苗所添加抗原及其预防疾病的不同可将...     

基于超声驱动磁性纳米粒子的肿瘤细胞灭杀

磁性纳米粒子肿瘤热疗技术是目前国际上肿瘤研究的热点.本文提出了一种基于超声驱动磁性纳米粒子(UDMNP)运动进行肿瘤细胞灭杀的新技术,实现磁性纳米粒子的肿瘤治疗.系统研究了肝癌肿瘤细胞HepG2的治疗效果,在一定超声频率下,改变超声功率和超声作用时间,UDMNP具有明显灭杀效果.实验结果显示,较小超声功率下,肿瘤细胞损伤较小,随着超声功率增加,UDMNP对肿瘤细胞表现出明显的灭杀作用.同时,随着作用时间增加,同一超声功率驱动下UDMNP对细胞的灭杀效果也明显提高,光学显微镜观察到细胞形态发生明显变化.本文提出的UDMNP肿瘤细胞灭杀方法的显著优势是减少了化学毒性和有害辐射,是一种物理性机械损伤技术,对促进磁性纳米粒子的临床医学应用有重要意义.     

纳米探针用于检测环境中重金属污染物的研究进展

重金属污染对生态环境和人类健康具有极大的危害,建立灵敏、快捷、高效的重金属检测方法具有非常重要的意义.现有的检测技术依赖大型仪器设备,在检测条件、时间以及成本上都有较高的要求,难以满足当前检测工作的需要.随着纳米技术的飞速发展,各种纳米材料不同于块体材料的优异特性被广泛开发,在化学和生物检测领域已有广泛的应用.本文主要综述了近几年来常用的几种纳米探针在重金属检测应用中的研究进展,并对各种纳米探针的特点及检测原理进行了阐述和总结.这些纳米探针包括半导体荧光量子点,荧光纳米粒子、金纳米颗粒等材料,由于他们独特的荧光特性、吸收特性、表面等离子共振(SPR)效应、表面能量转移(SET)效应等,在重金属离子检测领域有很大的应用前景.并且根据目前实际环境监测工作的需要,对基于纳米探针的检测手段进行了讨论和展望,旨在为重金属污染物检测研究的发展和进步提供参考.     

Au NPs/UCNPs复合纳米体系用于荧光成像引导下的肿瘤光热治疗的研究进展

近红外(NIR)光诱导的光热治疗(PTT)因其无创、非侵入、毒副作用低、可精准靶向治疗等特性,已成为肿瘤精准治疗的新型手段。凭借其独特的表面等离激元共振(SPR)特性及其高效的光热转换效率、生物毒性与良好的光稳定性,金纳米颗粒(Au NPs)已成为理想的光热治疗剂。而高质量成像技术是实现有效光热治疗的可靠有力的工具,尤其是多模态成像技术,比起单一成像方式具有更卓越的性能,为更全面、更精准的肿瘤成像提供了可能,显著提高了非侵入性医学治疗的潜力。NIR光激发的稀土上转换纳米颗粒(UCNPs),因其丰富的4f电子结构展现出磁性、荧光、X射线衰减和放射等多功能特性,使其作为造影剂在多模态成像领域展现了重要的应用前景。因此,构建NIR光诱导的Au NPs/UCNPs复合纳米体系,可用于多模态成像引导下的光热治疗,有望成为癌症诊疗的一种新策略。本文简单介绍了Au NPs、UCNPs的光学特性,重点综述了NIR光诱导的UCNPs-Au NPs(纳米壳、纳米棒、纳米团簇)复合纳米体系在癌症光热治疗领域的最新研究进展,并对其实现诊疗一体化的未来进行了展望。     

荧光纳米生物传感器研究进展

荧光纳米生物传感器检测物质具有灵敏度高、响应迅速、抗干扰性强、无需参比电极等特点而被广泛地运用于生物传感技术领域。本文综述了荧光纳米生物传感器种类和特点,介绍了国内外近期在荧光纳米生物传感器及在生物检测方面的一些研究成果及进展,并作了分析比较。着重讨论了纳米粒子荧光生物传感器和光纤纳米荧光生物传感器的特性及其在生物分析中的应用。     

纳米生物技术

纳米生物技术将纳米技术和生物技术有机集成 ,将成为现代生物工程的重要组成部分 ,简要介绍纳米生物技术中的纳米生物材料 ,生物芯片、分子马达、纳米探针等方面的最新进展。     

自驱动健康监测及生理功能调节器件的研究进展

纳米发电机(摩擦纳米发电机和压电纳米发电机)技术自被提出以来得到了迅速发展,该技术可将人体动能、风能、声波能、海洋能等各种机械能转化为电能,并应用于自驱动健康监测及生理功能调节,如脉搏传感、神经电刺激、心脏起搏等。文中综述了纳米发电机的结构、工作原理、输出性能及其在循环系统、神经系统、生物组织、睡眠及水下救援等方面的最新研究进展,并在此基础上进一步分析了纳米发电机技术应用到临床治疗所面临的挑战。未来纳米发电机有望成为辅助电源,甚至取代传统电池类电源用于驱动医疗电子器件,实现人体自驱动健康监测及生理功能调节。     

基于微生物生物合成纳米颗粒机制的研究进展

纳米粒子的合成方法多种多样,包括物理法、化学法和生物合成法,其中生物合成法是以生物为基体的绿色合成方法。由于微生物易于培养、生长快、廉价易得,已成为纳米粒子生物合成法的重要生物类群。微生物和纳米材料的多样性决定了其合成机制的多样化。本文结合国内外的科研报道,着重介绍了目前纳米粒子生物合成机制,并对纳米粒子微生物合成技术未来发展趋势进行了展望。     

纳米抗体技术及其在疾病诊断和治疗中的应用

单克隆抗体具有特异性结合抗原的能力,已被广泛应用于疾病诊断及治疗领域.但因单克隆抗体的组织渗透能力较差、体内的保留时间较长以及制备过程繁琐,从而限制了其在临床中的应用.自1993年首次报道在骆驼体内天然存在的单链抗体(HCAb)以来,由于其可变区间VHH(纳米抗体)具有体积小、溶解度高、特异性强以及可在细菌中大量表达等优点,较之传统单克隆抗体,VHH在疾病的诊断治疗及药物开发等医学领域具有更广阔的应用前景.本文综述了:纳米抗体的骨架区及互补决定区与传统抗体重链相应区间的结构比较;纳米抗体库的构建以及运用噬菌体展示技术对VHH库的筛选;纳米抗体技术在疾病诊断中的应用及其用于分子显像的优势,以及纳米抗体作为抗肿瘤免疫偶联物的靶向组分在癌症治疗领域中的最新进展.