纳米技术在生物医学中的应用PPT课件
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《纳米生物医学资料》课件
生物相容性： 具有良好的 生物相容性， 对人体无毒 无害
功能性：具 有特定的生 物功能，如 药物载体、 基因传递等
稳定性：在 生物环境中 具有较好的 稳定性，不 易被降解或 破坏
生物活性：具 有生物活性， 能与生物体相 互作用，产生 特定的生物效 应
化学合成法：通过化学反应合成纳米材料 物理合成法：通过物理方法合成纳米材料 生物合成法：利用生物体合成纳米材料 复合材料法：将多种纳米材料复合制备 纳米颗粒法：通过纳米颗粒制备纳米材料 纳米纤维法：通过纳米纤维制备纳米材料
光学纳米诊断技术：利用光学 原理进行诊断，如荧光成像、 光声成像等
电化学纳米诊断技术：利用电 化学原理进行诊断，如电化学
传感器、电化学检测等
生物纳米诊断技术：利用生物 原理进行诊断，如基因测序、
蛋白质检测等
纳米材料：利用纳米材料如金纳米 颗粒、量子点等作为诊断工具
光学检测：利用光学技术如荧光、 拉曼等，实现对纳米材料的检测
纳米诊断技术是一种利用纳米材料和纳米技术进行疾病诊断的技术。 纳米诊断技术可以检测到非常微小的病变，提高诊断的准确性和灵敏度。
纳米诊断技术可以应用于多种疾病的诊断，包括癌症、心血管疾病、传染病等。 纳米诊断技术具有快速、简便、无创等优点，可以提高诊断的效率和舒适度。
磁性纳米诊断技术：利用磁性 原理进行诊断，如磁共振成像、 米金属材料、纳米陶瓷材料、 纳米高分子材料等
纳米生物材料按功能分类：纳 米药物载体、纳米生物传感器、 纳米生物芯片等
纳米生物材料按应用领域分类： 纳米药物、纳米生物诊断、纳 米生物治疗等
纳米生物材料按制备方法分类： 化学合成法、物理制备法、生 物合成法等
尺寸小：纳 米级尺寸， 具有独特的 物理和化学 性质
纳米材料在生物医药领域的应用PPT课件
胞和肿瘤细胞。
新型纳米载药系统应用于恶性肿瘤治疗
• 实现恶性肿瘤安全 有效治疗是目前生 物医学界的重大挑 战之一。 • 化疗药物在杀伤肿 瘤细胞的同时，也 将正常细胞一同杀 灭，纳米药物载体 可以增强药物的抗 肿瘤效果，并且降 低药物引起的毒副 作用
• 中国科学院理化技术研究所唐芳琼研究员利 用纳米金壳偶联转铁蛋白分子携带药物靶向 至肿瘤，光热疗与化疗结合杀死肿瘤细胞。 • 该材料内层以结构独特的中空介孔夹心二氧 化硅为核，其表面包覆金壳，纳米金壳以其 物理化学性质——等离子体共振性质为基础， 经近红外激光照射，可将近红外激光光能转 化为热能，并配以夹心二氧化硅对多种化疗 药物的装载控制缓释技术，高效低毒杀死肿 瘤细胞，该成果于2011年初发表在国际化学 界顶级刊物《德国应用化学》
纳米尺度调整杀死变异的癌 变细胞，通过外部激光器指 引，精确计算找到出辐射超 标的癌变细胞，利用先进的 生物细胞溶解技术讲可能病 变的细胞溶解成化学分子元 素，并通过特定传感器系统 精确的核查后，将细胞组分 成功进入健康细胞中，完成 坏死细胞与成功健康细胞的 转换。由于纳米机器人可以 小到在人的血管中自由的游 动，对于像脑血栓、动脉硬 化等病灶，它们可以非常容 易的予以清理，而不用再进 行危险的开颅、开胸手术。
?羟基衍生物柠檬酸酒石酸盐硫辛酸等阴离子修饰纳米粒子时纳米粒子通过静电反应吸附在阳极蛋白质上?纳米粒子抗与体结合体也常用来亲和的连接与它们匹配的抗原?链酶亲和素sav功能化的金纳米粒子已经用来连接蛋白质免疫球蛋白和血清蛋白或低聚核昔酸?现在蛋白质a连接银纳米粒子已普遍作为不同免疫球蛋白功能片断的通用连接剂纳米药物载体?纳米药物载体是以纳米颗粒作为载体将药物包裹在纳米颗粒中或吸附在其表面同时结合特异性配体等通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合实现安全有效的靶向治疗
新型纳米载药系统应用于恶性肿瘤治疗
• 实现恶性肿瘤安全 有效治疗是目前生 物医学界的重大挑 战之一。 • 化疗药物在杀伤肿 瘤细胞的同时，也 将正常细胞一同杀 灭，纳米药物载体 可以增强药物的抗 肿瘤效果，并且降 低药物引起的毒副 作用
• 中国科学院理化技术研究所唐芳琼研究员利 用纳米金壳偶联转铁蛋白分子携带药物靶向 至肿瘤，光热疗与化疗结合杀死肿瘤细胞。 • 该材料内层以结构独特的中空介孔夹心二氧 化硅为核，其表面包覆金壳，纳米金壳以其 物理化学性质——等离子体共振性质为基础， 经近红外激光照射，可将近红外激光光能转 化为热能，并配以夹心二氧化硅对多种化疗 药物的装载控制缓释技术，高效低毒杀死肿 瘤细胞，该成果于2011年初发表在国际化学 界顶级刊物《德国应用化学》
纳米尺度调整杀死变异的癌 变细胞，通过外部激光器指 引，精确计算找到出辐射超 标的癌变细胞，利用先进的 生物细胞溶解技术讲可能病 变的细胞溶解成化学分子元 素，并通过特定传感器系统 精确的核查后，将细胞组分 成功进入健康细胞中，完成 坏死细胞与成功健康细胞的 转换。由于纳米机器人可以 小到在人的血管中自由的游 动，对于像脑血栓、动脉硬 化等病灶，它们可以非常容 易的予以清理，而不用再进 行危险的开颅、开胸手术。
?羟基衍生物柠檬酸酒石酸盐硫辛酸等阴离子修饰纳米粒子时纳米粒子通过静电反应吸附在阳极蛋白质上?纳米粒子抗与体结合体也常用来亲和的连接与它们匹配的抗原?链酶亲和素sav功能化的金纳米粒子已经用来连接蛋白质免疫球蛋白和血清蛋白或低聚核昔酸?现在蛋白质a连接银纳米粒子已普遍作为不同免疫球蛋白功能片断的通用连接剂纳米药物载体?纳米药物载体是以纳米颗粒作为载体将药物包裹在纳米颗粒中或吸附在其表面同时结合特异性配体等通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合实现安全有效的靶向治疗
纳米材料在医学上的应用ppt课件
整理ppt
15
2 .用量子点检测肿瘤细胞
Quantum dots modified with antibodies to human prostate specific membrane antigen light up murine tumors that developed from human prostate cells. Nature Biotechnology, Vol22,2004
纳米材料在生物工程及医药上的应用
整理ppt
汇报人：
1
• 为什么我们纳米材料 会广泛应用在医药上？
• 纳米材料引入医药对 医药有何影响？
• ………
整理ppt
2
• 我们都知道，目前的医疗技
术尚无法达到分子修复的水
平。而纳米医学则是在分子
水平上，利用分子工具和人
体的分子知识，创造并利用
纳米装置和纳米结构来防病
前沿科技。
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11
2. 纳米机器人
• 纳米技术与分子生物学的结合将开创分子仿生学 新领域。 “纳米机器人”是根据分子水平的生 物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进 行操作的“功能分子器件”。
整理ppt
12
纳米机器人消灭癌细 胞虚拟图
在血管中运动的纳米机器人，正在 使用纳米切割机和真空吸尘器来清 除血管中的沉积物。
一种或集成多种生物活性分子，仅用微量生理或生物采样，
即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的
特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规
律。生物芯片可以粗略地分为细胞芯片、蛋白质芯片（生
物分子芯片）和基因芯片（DNA芯片）等几类，都有集成、
并行和快速检测的优点，已经成为21世纪生物医学工程的
纳米技术在生物医学中应用课件
生物成像与诊断
光学成像
利用纳米材料的光学性质，开发新型 光学成像试剂和探针，提高成像的分 辨率和灵敏度。
核医学成像
将放射性核素标记在纳米载体上，用 于PET、SPECT等核医学成像技术，提 高成像的灵敏度和分辨率。
组织工程与再生医学
细胞培养
利用纳米材料模拟细胞外基质的结构和功能，为细胞提供良好的生长环境，促 进细胞的增殖和分化。
对未来纳米技术在生物医学中的发展提出期望与建议
期望
希望未来纳米技术能够更加深入地应用于生物医学领域，为疾病的诊断、治疗和预防提供更加高效、安全的方法 。
建议
加强跨学科合作，促进纳米技术与生物医学的深度融合；加强纳米技术相关的基础研究，为应用研究提供更多理 论支持；加强纳米技术的安全性评估，确保其在临床应用中的安全可控性；加强国际合作与交流，共同推动纳米 技术在生物医学领域的发展。
官。
生物成像
利用纳米材料作为荧光 标记物或磁共振成像剂 ，提高成像的分辨率和
灵敏度。
02
CATALOGUE
纳米技术在生物医学中的应用
药物传输与释放
药物传输
利用纳米技术将药物包裹在纳米 载体中，实现药物的定向传输和 靶向释放，提高药物的疗效和降 低副作用。
药物释放
通过控制纳米载体材料的性质和 环境因素，实现药物的缓释和控 释，延长药物的作用时间和提高 治疗效果。
创新思想的碰撞与融合。
国际合作项目
积极参与国际合作项目，引进国外 先进技术和管理经验，提升我国纳 米生物医学领域的整体水平。
人才培养与教育
加强纳米生物医学领域的人才培养 和教育，提高研究人员的专业素养 和技术水平，为学科发展提供有力 的人才保障。
纳米材料在医学方面的应用PPT课件
靶向性和药物释放
提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纳米材料的靶向性和药物控制释放性能是当前的技术瓶颈。
伦理和社会问题
隐私和伦理问题
纳米材料的应用可能引发隐私和伦理问题，需要制定相应的伦理规 范和政策。
社会接受度
公众对纳米技术的接受度有限，需要加强科普宣传，提高公众的科 学素养。
安全监管
对纳米材料的安全监管需要加强，以确保其应用不会对环境和人类健 康造成负面影响。
利用纳米药物载体将基因输送到病 变细胞内，实现对疾病的基因治疗。
疫苗开发
利用纳米药物载体作为疫苗载体， 提高疫苗的免疫原性，降低疫苗的 不良反应。
03
纳米诊断技术
生物传感器
生物传感器是一种利用纳米技术将生 物分子固定在特定敏感膜上的检测装 置，能够快速、准确地检测生物分子 和化学物质的浓度。
生物传感器具有高灵敏度、高特异性 和低检测限等优点，能够为早期诊断 和个性化治疗提供有力支持。
利用纳米材料作为细胞培养基质，促进细胞的生长和扩增，提高细 胞培养效率和细胞质量。
细胞移植
将细胞包裹在纳米载体中，通过纳米材料对细胞的保护作用，实现 细胞的移植和再生。
05
纳米材料在组织工程中的应用
生物材料
生物相容性
01
纳米生物材料需具备良好的生物相容性，以降低免疫排斥反应
和炎症反应。
生物活性
02
生物传感器在医学诊断中具有广泛的 应用，如检测体液中的肿瘤标志物、 炎症因子和药物浓度等。
影像诊断材料
影像诊断材料是指利用纳米技 术制备的医学影像学检查所需 的试剂和材料，如MRI造影剂、 X射线增感剂等。
这些纳米材料能够提高医学影 像的分辨率和对比度，使医生 能够更准确地诊断疾病。
提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纳米材料的靶向性和药物控制释放性能是当前的技术瓶颈。
伦理和社会问题
隐私和伦理问题
纳米材料的应用可能引发隐私和伦理问题，需要制定相应的伦理规 范和政策。
社会接受度
公众对纳米技术的接受度有限，需要加强科普宣传，提高公众的科 学素养。
安全监管
对纳米材料的安全监管需要加强，以确保其应用不会对环境和人类健 康造成负面影响。
利用纳米药物载体将基因输送到病 变细胞内，实现对疾病的基因治疗。
疫苗开发
利用纳米药物载体作为疫苗载体， 提高疫苗的免疫原性，降低疫苗的 不良反应。
03
纳米诊断技术
生物传感器
生物传感器是一种利用纳米技术将生 物分子固定在特定敏感膜上的检测装 置，能够快速、准确地检测生物分子 和化学物质的浓度。
生物传感器具有高灵敏度、高特异性 和低检测限等优点，能够为早期诊断 和个性化治疗提供有力支持。
利用纳米材料作为细胞培养基质，促进细胞的生长和扩增，提高细 胞培养效率和细胞质量。
细胞移植
将细胞包裹在纳米载体中，通过纳米材料对细胞的保护作用，实现 细胞的移植和再生。
05
纳米材料在组织工程中的应用
生物材料
生物相容性
01
纳米生物材料需具备良好的生物相容性，以降低免疫排斥反应
和炎症反应。
生物活性
02
生物传感器在医学诊断中具有广泛的 应用，如检测体液中的肿瘤标志物、 炎症因子和药物浓度等。
影像诊断材料
影像诊断材料是指利用纳米技 术制备的医学影像学检查所需 的试剂和材料，如MRI造影剂、 X射线增感剂等。
这些纳米材料能够提高医学影 像的分辨率和对比度，使医生 能够更准确地诊断疾病。
纳米技术与生物医学PPT课件
纳米技术与生物医学
纳米生物分子机器人和纳米信息处理系统
组织工程支架材料研究
药物载体的研究
纳米机器人
将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器人， 可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常 细小的空间构造物质，这意味着人类可以在最底 层空间构造任何物质。 ——理查德•费恩曼 纳米生物机器人 纳米机械装置与生物系统有机结合的产物
• 血管中的纳米机器人
• 人体器官修复 • 攻克疾病
• 组织工程
• 组织工程支架
• 支架要求 机械强度 合适的孔尺寸、高的孔隙率 • 纳米材料的优势 韧性高 具有超塑性
药物载体是指能改变药物进入人体的方式和 在体内的分布、控制药物的释放速度并将药 物输送到靶向器官的体系。
• 提高药物的吸收度 药物微粒化 体内分布广 • 利用纳米控制系统改善药物性质 新型的控制体系 优点
纳米技术在生物医学领域发展趋势
1. 生物兼容性物质将逐步开发并进入临床试验阶段 2.纳米技术与分子生物学相结合，将有助于生物大 分子各级结构和功能的破译 3.纳米技术将使诊断检测技术向微型，微量，无创， 快速的方向发展
参考文献
• 李小蓉. 基于碳纳米管固定抗原的电化学 免疫传感器法测定IgG 抗体 [A] Chinese Journal of Analysis Laboratory 2013-7 • 张其清 梁屹. 纳米技术在生物医学中的应 用 [A] 中国和碳微米管的结 构、性质及其应用 [J] 深圳大学学报 2013-1
纳米生物分子机器人和纳米信息处理系统
组织工程支架材料研究
药物载体的研究
纳米机器人
将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器人， 可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常 细小的空间构造物质，这意味着人类可以在最底 层空间构造任何物质。 ——理查德•费恩曼 纳米生物机器人 纳米机械装置与生物系统有机结合的产物
• 血管中的纳米机器人
• 人体器官修复 • 攻克疾病
• 组织工程
• 组织工程支架
• 支架要求 机械强度 合适的孔尺寸、高的孔隙率 • 纳米材料的优势 韧性高 具有超塑性
药物载体是指能改变药物进入人体的方式和 在体内的分布、控制药物的释放速度并将药 物输送到靶向器官的体系。
• 提高药物的吸收度 药物微粒化 体内分布广 • 利用纳米控制系统改善药物性质 新型的控制体系 优点
纳米技术在生物医学领域发展趋势
1. 生物兼容性物质将逐步开发并进入临床试验阶段 2.纳米技术与分子生物学相结合，将有助于生物大 分子各级结构和功能的破译 3.纳米技术将使诊断检测技术向微型，微量，无创， 快速的方向发展
参考文献
• 李小蓉. 基于碳纳米管固定抗原的电化学 免疫传感器法测定IgG 抗体 [A] Chinese Journal of Analysis Laboratory 2013-7 • 张其清 梁屹. 纳米技术在生物医学中的应 用 [A] 中国和碳微米管的结 构、性质及其应用 [J] 深圳大学学报 2013-1
磁性纳米材料在生物医学领域的应用PPT
磁性纳米材料可作为磁共振成像 （MRI）的造影剂，提高图像分辨率， 帮助医生更准确地诊断疾病。
核医学显像
磁性纳米材料可用于正电子发射断层扫 描（PET）等核医学显像技术，提高灵 敏度和特异性。
磁性纳米材料在肿瘤治疗中的应用
磁热疗
利用磁性纳米材料在交变磁场下产生热量，对肿瘤进行热疗，杀死癌细胞或抑制肿瘤生长。
降低成本
研究更加高效、低成本的磁性纳米材 料制备方法，降低生产成本，促进大 规模应用。
提高控制精度
加强磁场控制技术的研究，提高对磁 性纳米材料的定位和治疗效果的控制 精度。
标准化和规范化
推动磁性纳米材料在生物医学领域应 用的标准化和规范化进程，促进其推 广和应用。
04
磁性纳米材料的前景展望
磁性纳米材料在生物医学领域的未来发展方向
磁性纳米材料的制备方法多样，可以根据 实际需求调整成分、尺寸和形貌，以满足 不同应用的需求。
磁性纳米材料面临的挑战
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体内安全性问题
虽然磁性纳米材料具有良好的生物相容 性，但仍存在一定的安全隐患，如长期
滞留、聚集等。
体内外磁场控制精度问题
体内外磁场对磁性纳米材料的控制精 度有限，可能影响其定位和治疗效果。
肿瘤诊疗一体化
利用磁性纳米材料实现肿瘤的早期诊断与治疗， 提高诊疗效果和患者生存率。
精准靶向治疗
通过磁性纳米材料实现药物的精准投递，降低副 作用，提高治疗效果。
生物成像与检测
利用磁性纳米材料提高生物成像的分辨率和灵敏 度，实现疾病的早期发现与监测。
磁性纳米材料在其他领域的应用前景
环境治理
01
利用磁性纳米材料吸附和去除水体和空气中的有害物质，改善
03
核医学显像
磁性纳米材料可用于正电子发射断层扫 描（PET）等核医学显像技术，提高灵 敏度和特异性。
磁性纳米材料在肿瘤治疗中的应用
磁热疗
利用磁性纳米材料在交变磁场下产生热量，对肿瘤进行热疗，杀死癌细胞或抑制肿瘤生长。
降低成本
研究更加高效、低成本的磁性纳米材 料制备方法，降低生产成本，促进大 规模应用。
提高控制精度
加强磁场控制技术的研究，提高对磁 性纳米材料的定位和治疗效果的控制 精度。
标准化和规范化
推动磁性纳米材料在生物医学领域应 用的标准化和规范化进程，促进其推 广和应用。
04
磁性纳米材料的前景展望
磁性纳米材料在生物医学领域的未来发展方向
磁性纳米材料的制备方法多样，可以根据 实际需求调整成分、尺寸和形貌，以满足 不同应用的需求。
磁性纳米材料面临的挑战
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体内安全性问题
虽然磁性纳米材料具有良好的生物相容 性，但仍存在一定的安全隐患，如长期
滞留、聚集等。
体内外磁场控制精度问题
体内外磁场对磁性纳米材料的控制精 度有限，可能影响其定位和治疗效果。
肿瘤诊疗一体化
利用磁性纳米材料实现肿瘤的早期诊断与治疗， 提高诊疗效果和患者生存率。
精准靶向治疗
通过磁性纳米材料实现药物的精准投递，降低副 作用，提高治疗效果。
生物成像与检测
利用磁性纳米材料提高生物成像的分辨率和灵敏 度，实现疾病的早期发现与监测。
磁性纳米材料在其他领域的应用前景
环境治理
01
利用磁性纳米材料吸附和去除水体和空气中的有害物质，改善
03
纳米生物医学应用PPT课件
纳米分子马达
研究人员把金属镍制成的 螺旋桨嫁接到三磷酸腺苷 酶分子中轴上。当它们被 浸于ATP溶液后，其中5个 分子马达转动了起来，转 速达到每秒钟8转。据介绍， 这种马达只有在显微镜下 才能被观察到，其镍螺旋 桨长750纳米（一纳米为十 亿分之一米）。根据拍摄 到的画面，研究人员可以 看到一个尘埃粒子先被旋 转的螺旋桨吸入、再被甩 出的情景
3
纳米材料的特点
• 纳米尺度的结构单元
研究对象在尺度上的匹配 • 大量的界面或自由表面 提高该系统的性能，节约成本 • 纳米单位之间存在相互作用
提高药物输送以及利用的效率
4
什么是纳米医学？
纳米仅是一个长度单位，等于十亿分之 一米，但当物质进入纳米尺度，会出现 明显的性能变化，表现出独特的功能， 纳米技术潜在的应用前景引起了人们广 泛的关注。纳米医学是纳米技术的一个 分支，指运用纳米技术的理论与方法、 在现代医学和生物学的基础上、开展生 物医学研究与临床治疗的新兴边缘交叉 学科。
8
二 、纳米技术在生物医学中的应用
生物大分子研究
分子马达
纳米机器人
9
1.分子马达
生物分子马达
分子马达，又名分子发动机，是分布于细胞内部或 细胞表面的一类蛋白质，它们的构象会随着与ATP 和ADP的交替结合而改变，ATP水解的能量转化为 机械能，引起马达形变，或者是它和与其结合的分 子产生移动。就是说，分子马达本质上是一类ATP 酶。例如肌肉中的肌球蛋白会拉动粗肌丝向中板移 动，引起肌肉收缩。而另外两种分子马达：驱动蛋 白和动力蛋白，它们能够承载着分子“货物”------------如：质膜微粒，甚至是线粒体和溶酶体，在由 微管构成的轨道上滑行，起到运输的作用。
2.纳米机器人
纳米材料在医学上应用PPT课件
临床转化研究
加强纳米材料在临床试验和实际应用中的研究， 加速其从实验室走向临床。
ABCD
技术创新与改进
持续改进纳米材料的制备、性质和性能，以满足 医学应用的需求。
政策与伦理框架
制定和完善涉及纳米医学研究的政策和伦理指导 原则，确保研究的合规性和安全性。
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纳米生物材料的制备方法
物理法
利用物理手段如蒸发、溅射、激光等制备纳 米颗粒或纳米纤维。
化学法
通过化学反应如水热法、溶胶-凝胶法、沉 淀法等制备纳米材料。
生物法
利用微生物或植物提取物等生物资源制备纳 米材料。
复合法
结合物理、化学和生物方法制备具有特定性 能的纳米材料。
纳米生物材料的应用案例
靶向药物传输
利用纳米药物载体实现肿瘤的靶向治疗，提高药物疗效并降低副作用。
组织工程和再生医学
利用纳米纤维和纳米颗粒等材料构建人工组织器官，用于移植和修复。
疾病诊断
利用纳米诊断试剂实现肿瘤、感染性疾病等的早期快速诊断。
抗菌敷料
将纳米抗菌材料应用于伤口敷料，有效抑制感染并促进伤口愈合。
05 纳米材料在医学上的挑战 与前景
04
纳米材料在医学上的发展前景
个性化医疗
利用纳米技术实现精准诊断和治疗，满足个 体化需求。
新型药物输送系统
利用纳米材料构建高效、低毒的药物输送系 统。
组织工程与再生医学
利用纳米材料促进组织修复和再生。
癌症早期诊断和治疗
利用纳米材料提高癌症诊断的灵敏度和治疗 效果。
未来研究方向与展望
跨学科合作
加强纳米科学、生物学、医学等领域的跨学科合 作，共同推进纳米医学研究。
生物医学纳米技术培训课件
——
——
早
破
期
坏
诊
肿 瘤 生 长
断 和 靶 向 治
疗
挑战: 减少癌症de病痛和死亡— 二零一五
“A Vision Not a Dream!” b生y物u医sin学g纳na米n技ote术chnology, A10v. Eschenbach, NCI
隐形-超小-长循环-靶向
生物医学纳米技术
11
表面:Nano-Bio Bridge---Targeting/Sensing Function 信号组件+识别组件
生物医学纳米技术
《生物医学纳米技术》
第四讲:生物医学纳米技术
生物医学纳米技术
2
二十一世纪de三大关键技术
Bioinformatics Biosensor Biochips Bioelectronics Biocomputer
Computer(H/W, S/W) Semiconductor MEMS
新疾 方病 法诊 、治 新 技新 术原
理 、
de
纳米生物 电磁学
Nano-Bio-eMagcs
黑箱
非生命de物质与生生物命医d学e纳物米质技术在电磁场2中7 de相互作用
生物医学纳米技术
28
激光诱导金纳米壳细胞热疗
金纳米壳
生物医学纳米技术
29
Technology in Cancer Research & Treatment,二零零四,三（一）:三三-四零
第一九四 次香山科学会议“分子影像学”研讨会于二零零二 年一零 月三零 日
至一一 月一 日在杭州召开.
分子影像学是医学影像技术和分子生物学相互交叉渗透而产生de新学科.分
纳米在生物医药、医学领域的应用PPT课件
纳米生物材料对人类有着重要作用，纳 米材料有许多不同于块体材料的性质，这 些性质使得纳米生物材料有着独特的作用， 因此，世界许多国家都展开对纳米生物材 料的研究。纳米生物技术是目前国际生物 技术领域的最前沿的研发热点，美国、日 本、德国等发达国家已将纳米生物技术列 入其国家重点发展领域，斥巨资投入该项 研究。纳米生物技术的迅速发展，为其在 生物医药领域的应用带来了机遇。
⑵纳米抗菌药及创伤敷料
Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳 米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、 绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作 用。 ⑶智能—靶向药物 在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小 易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最 有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁 氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中 到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的 实验中获得了初步成功。美国密歇根大学正在研制一种仅 20 nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻 击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。
不久的将来，人类定会做出更精密、更复杂的 机器人，可以为人类作更多的事，诸如，可以进入 人体内为人类修复病脏，检查器官，清除体内垃圾 等。为人类做出更多的贡献。 国际上纳米生物技术的研究范围涉及纳米生物 材料、药物和转基因纳米载体、纳米生物相容性人 工器官、纳米生物传感器和成像技术、利用扫描探 针显微镜分析蛋白质和 D NA的结构与功能等重要 领域，以疾病的早期诊断和提高疗效为目标。在纳 米生物材料，尤其是在药物纳米载体方面的研究已 取得一些积极的进展，在恶性肿瘤诊疗纳米生物技 术方面也取得了实验阶段的进展，其它方面的研究 尚处于探索阶段。
⑴纳米粒子用作药物载体
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纳米靶向药物
纳米生物医学的未来畅想
人体修复机器
呼吸系统人造细胞
病毒的寻找
脑功能的加强
动脉清理
机遇
到2010年将有2百万科研人员从事纳米技术研究 到2025年纳米技术将成为万亿美圆的产业 成为制造业的基础技术 拥有百倍强度的智能性材料 治愈所有的疾病 提供廉价的途径前往太空
纳米技术应用于生物医学的优势
尺度的不同带来不同的性质：（光学，磁性） 对于研究对象在尺度上的匹配 微型化生物系统面积和体积的缩小，可极大地提高
该系统的性能，产量和节约成本 传统医学的诊断治疗手段无法解决的难题可以通过 纳米技术来攻克 可以极大的提高药物输送以及利用的效率
“蘸水笔”纳米印刷术建立的蛋白质纳米阵列
谢 谢！
纳米技术在生物医学中的应用
什么是纳米技术？
纳米技术是指在1－100纳米这一尺度范围内
对原子、分子进行操纵和加工的技术。
原子 <1 nm
核酸 ~2.5 nm
细胞 >1000 nm
由底层到上层或者由上层至底层
由上至下的制造 由下至上的制造 传统的制造工艺 纳米技术途径 不断的取走部分物质，剩 不断的添加部分物质，直 下的就是最终产品 到产品被创造出来 例如：雕刻 例如：生物体系
基于纳米颗粒的DNA检测方法(2000) Antibody-based nanoprobe for measurements in a single cell. Nat. Biotechnol. 18, 764–767.
肿瘤的靶向治疗
肿瘤细胞识别
纳米技术的起源
Richard Feynman
1959 演讲 《底层还有许多空间》
一些纳米技术分子器件示意图
轴承
万向节
精细动作控制器
齿轮
差动齿轮
泵
碳纳米管实例
世界上最小的算盘（C-60分子）
纳米技术的应用
纳米技术 计算机科学
•非晶体的点阵 •数据存储 •数据交换 •信息处理
生物医学
•影象学 •药物输送 •基因治疗 •损坏细胞的修复
诊断肿瘤起因 药物输送
报告肿瘤位置
肿瘤细胞死亡报告
分子马达
利用人体内源性ATP作
为能量来源的分子马达 体外实验证明可以捕捉 病毒，并可以使病毒在 入侵细胞前失活
分子马达（纳米陷阱）
血管清道夫
口服药物输送
纳米药物尺度的优势
门控纳米材料包容机理
纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重 新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部