纳米技术在生物领域中的应用(精)

化学通报 2002年第65卷 w038

纳米技术在生物领域中的应用

洪元佳洪广言* 牛春吉

(中国科学院长春应用化学研究所稀土化学与物理开放实验室长春 130022)

摘要对纳米技术在生物及相关领域应用的纵深发展作以介绍

装系统生物芯片

关键词纳米生物应用模板自组Applications of Nanotechnology in Biochemistry Hong Yuanjia, Hong Guangyan, Niu Chunji

(Key Laboratory of Rare Earth Chemistry and Physics, Changchun Institute of Applied Chemistry, Changchun 130022)

Abstract Developments in nano-biology and nano-chemistry have been introduced in this article,

including nano-devices, template self-assembly system, tissue engineering, nano-probe, nanosensors,integrated systems nanotechnologies and nano-technologies for drug delivery.

Key words Nano, Biology, Application纳米技术涉及面十分广泛

化学医学和材料等有关的领域对许多科技领域产生了巨大的影响可以认为生物世界是由纳米级单元构成例如

３０００ｎｍ

体内的RNA蛋白质复合体

寸比生物体内的大多数器官小相应地

细胞行为更好调控而且具有重要的应用价值近年已取得长足发展本文对纳米生物学及相关领域近期的新发展作以介绍

F1-ATPase(F1-三磷酸腺苷酶)是细胞中精巧

的之一

在能量循环中起关键作用初级能源)的大型嵌膜复合体

26岁现从事纳米材料研究９０００ｎｍ

蛋白质的尺寸为1生物纳米粒子的尺

即在纳米水平上有助于对

２０ｎｍ之间因此是一种用于合成ATP(

三磷酸腺苷作功吸收和传导等的

2001-12-31修回

化学通报 2002年第65卷 w038

Boyer[3]曾提出F1-ATPase分子模型

马达

Noji[5]突破常规

并通过在膜的 F0 部分作为巨型探针以提供旋转马达负载

然后将整个分子固定于Ni-NTA (Ni氨三乙酸配合物)涂敷的玻璃基底上

他们直观观察到F1-ATPase 分子的单个旋转F1-ATPase系缚的肌动朊细丝才能旋转

并符合X射线晶体结构预测的方向

说明尺寸只有10nm的F1-ATPase酶是一种新的马达蛋白

而且

链霉抗生素蛋白

Ni-NTA盖玻片

图1 F1-ATPase蛋白分子马达

Fig.1 Experimental system for the observation of the rotation of the g subunit in F1-ATPase

自然界中有一些细菌可以靠摆动其鞭毛而运动是一个由蛋白质构成的转子有ATP 酶的活性

制造出了一种分子马达

把金属镍制成的螺旋桨嫁接到三磷酸腺苷酶分子中轴上

浸于ATP溶液后达只在显微镜下才能被观察到

但另5个则转动起来

达到750nm

它的中心

每个蛋白质分子都具带动鞭毛摆动

这种马

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化学通报 2002年第65卷 w038

利用小型和浓度图

纳米机械还可以利用DNA基本元件碱基的配对机制研究人员设计出三条DNA链A的另一半与C的一半结合开合的镊子镊子合上配对的部分结合子反复开合这种镊子的

[10]

同时绘制出它的分布

燃料

A

枢钮

nm长

D仍留出一部分未配对的碱基

即能使镊子重新张开

镊子保持

这样就构成了一个可以的状态

使

使它与链D上碱基未

可使镊

故将DNA称为

利用碱基配对机制

使它分别与B和C上碱基未配对的部分结合

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