納米技術在生物醫學中的應用第1頁/共23頁什么是納米技術？納米技術是指在1－100納米這一尺度范圍內對原子、分子進行操縱和加工的技術，包括納米結構和納米材料。原子<1nm核酸~2.5nm細胞>1000nm第2頁/共23頁由底層到上層或者由上層至底層由上至下的制造傳統的制造工藝不斷的取走部分物質，剩下的就是最終產品例如：雕刻由下至上的制造納米技術途徑不斷的添加部分物質，直到產品被創造出來 例如：生物體系第3頁/共23頁納米技術的起源RichardFeynman1959演講《底層還有許多空間》第4頁/共23頁一些納米技術分子器件示意圖軸承萬向節齒輪差動齒輪泵精細動作控制器第5頁/共23頁碳納米管實例世界上最小的算盤（C-60分子）第6頁/共23頁納米技術的應用納米技術計算機科學?非晶體的點陣?數據存儲?數據交換?信息處理生物醫學?影象學?藥物輸送?基因治療?損壞細胞的修復第7頁/共23頁納米技術應用于生物醫學的優勢尺度的不同帶來不同的性質：（光學，磁性）對于研究對象在尺度上的匹配微型化生物系統面積和體積的縮小，可極大地提高該系統的性能，產量和節約成本傳統醫學的診斷治療手段無法解決的難題可以通過納米技術來攻克可以極大的提高藥物輸送以及利用的效率第8頁/共23頁“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質納米陣列第9頁/共23頁基于納米顆粒的DNA檢測方法

第10頁/共23頁光纖納米傳感器單細胞分析Vo-Dinh,etl.(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell.Nat.Biotechnol.18,764–767.第11頁/共23頁腫瘤的靶向治療腫瘤細胞識別診斷腫瘤起因藥物輸送報告腫瘤位置腫瘤細胞死亡報告第12頁/共23頁分子馬達利用人體內源性ATP作為能量來源的分子馬達體外實驗證明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵細胞前失活分子馬達（納米陷阱）第13頁/共23頁血管清道夫第14頁/共23頁口服藥物輸送第15頁/共23頁納米藥物尺度的優勢第16頁/共23頁門控納米材料包容機理納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內部第17頁/共23頁納米靶向藥物第18頁/共23頁納米生物醫學的未來暢想人體修復機器呼吸系統人造細胞病毒的尋找動脈清理腦功能的加強第19頁/共23頁機遇到2010年將有2百萬科研人員從事納米技術研究到2025年納米技術將成為萬億美圓的產業成為制造業的基礎技術擁有百倍強度的智能性材料治愈所有的疾病提供廉價的途徑前往太空第20頁/共23頁謝謝！第21頁/共23頁參考Vo-Dinh,etl.(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell.Nat.Biotechnol.18,764–767.Jin,R.;Cao,Y.;Mirkin,C.A.;Kelly,K.L.;Schatz,G.C.;Zheng,J."Photo-InducedConversionofSilverNanospherestoNanoprisms,"Science,2001,294,1901-1903Metraux,G.S.;Cao,Y.C.;Jin,R.C;Mirkin,C.A.Triangularnanoframesmadeofgoldandsilver,NanoLett.2003,3,519-522.Jin,R.;Cao,Y.;Metraux,G.S.;Schatz,G.C.;Mirkin,C.A.Controllinganisotropicnanoparticlegrowththroughplasmonexcitation,Nature2003,425,487-490.Li,Z.;Chung,S.W.;Nam,J.-M.;Ginger,D.;C.A.Mirkin,C.A.Livingtemplatesforthehierarchicalassemblyofgoldnanoparticles,Angew.Chemie.Int.Ed.2003,42,2306-2309.Lee,K.-B.;Park,S.-J.;Mirkin,C.A.;Smith,J.C.;Mrksich,M."ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.Lee,K-B.;Lim,J-H.;Mirkin,C.A.“ProteinNanostructuresFormedViaDirect-WriteDip-PenNanolithography”J.Am.Chem.Soc.2003,125,5588-5589.Lim,J-H.;Ginger,D.S.;Lee,K-B.;Heo,J.;Nam,J-M.;Mirkin,C.A.“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.Chem.Int.Ed.2003,20,2411-2414.Mirkin,C.A.;Letsinger,R.L.;Mucic,R.C.;Storhoff,J.J.Nature1996,382,607.Mucic,R.C.;Storhoff,J.J.;Mirkin,C.A.;Letsinger,R.L."DNA