公共课6 纳米与医疗1

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1、纳米医学前景张卫环境中对健康威胁SARS禽流感猪流感三聚氰胺农药污染重金属污染纳米技术在医药中的应用预防与保健纳米诊断纳米治疗纳米药物纳米治疗器械纳米人工器官预防：健康的第一步最廉价，最简单的第一步预防重于治疗社会化的系统急需自动化，详细化，无干扰化社会性的保健系统网络病历本按地区性，年龄性，性别的疾病统计传染病地图急病自动呼叫小区健康检查按小时的终身血压脉搏记录，疾病预测体内实时健康监测芯片一般多用于电子计算机或机器人的设计，但科学家正研发以纳米技术为基础的芯片作为界面来进行生物检测。纳米生物

2、芯片是一门融会分子生物学、化学、医学、计算机、自动化等多学科交叉的产物。利用一颗米粒大小的纳米芯片，附着或植入人体皮肤表层，通过纳米机电技术进行人体呼吸、心跳、血液等感应及检测功能，甚至还可以通过无线传输等系统整合，将病人的监测资料传输至远端的手机或电脑资料平台上，一旦病人心跳不正常或血液出现异常而有危险时，便可以提早诊断并提出预警。纳米生物芯片用途检测放在身上的实时监测芯片血液检查，体液检查使用唾液检测代替血液其他检测（ABC核生化检测）工程及试验DNA测序，基因修改优点用量小，损伤小（以唾液

3、代替血液）自动化，快速方便便宜可同时作多项检测结论：可大规模普及诊断：治疗的前提无损诊断望闻问切超声波，磁共振，X射线验血验尿羊水切片……手术切开疾病诊疗以糖尿病患者为例，进行血糖检查需经常扎针，而抽血更是许多病患必做的检验项目。装置了纳米芯片后，即可发挥检测、无线网路传输、医疗监控等功能，患者安坐家中便能让医生在远端进行诊断，提供合适的居家照顾。此外，纳米芯片亦能针对心脏病的发病危险指标解读病人的生理反应，直接撷取检测标的并进行分析。这种纳米芯片的研制目前仍在试验阶段，有望在不久的将来应用在临

4、床检测上。    亦有科学家研制可对血液行病毒检测的纳米芯片，几分钟即可获得检验结果。此外，通过纳米放大技术的可视化基因诊断芯片，将为肝炎临床诊断提供崭新的方法。微量探测的技术1：特异性结合DNA互补抗体结合化学结合（独特的代谢产物）2:富集3：显示（信号放大）沉淀变色荧光纳米诊断技术使用纳米诊断技术只需通过血液中的DNA或蛋白质检测，便能诊断出很多早期疾病；如应用分子雷达光学相干层析术(opticalcoherencetomography，OCT)这种先进的纳米成像技术，每秒钟能完成生物体

5、内活细胞的动态成像2000次，以此来观察活细胞的动态。在发现单个细胞病变的同时不伤及正常细胞，其分辨率可达1微米级，精密度较计算机X射线断层成像(CT)或核磁共振高上千倍；而运用超顺磁性氧化铁纳米粒子脂质体，则可以诊断直径3毫米以下的肝肿瘤。    利用纳米级荧光微粒接上抗体，就能进行免疫学的间接凝集试验。如只需0.5克金便可制备10000毫升纳米金溶胶，研制成的金溶胶妊娠试剂，可验孕10000人次，其诊断快速而可靠。研究组在2008年3月11日于纳米科技在线报导了他们的新发现（一个金/硅基

6、于异质结构纳米棒技术的沙门氏菌探测传感器）研究组中来自乔治亚大学传染病系的RalphA.Tripp博士通过双折射薄膜界面的方法而构造一个硅/金的异质结构的纳米棒列阵薄膜，并整合上抗沙门氏菌的抗体与组织染色分子发挥作用。由于硅质纳米棒的高纵横比，使得附着于硅纳米棒上的染色分子对所探测捕获沙门氏菌具有更强的荧光着色性。左图：用异质结构的附着抗体的纳米棒，处理的沙门氏菌显现出荧光的图片。强烈的绿斑，表示观察到阳性。右图：同样的位置，在白光下也可观察到微粒及其集合体。微粒有两种外观，比如灰色，浓密的拉伸

7、装微粒和蓝色，薄长的微粒。Park解释，传统的微生物技术-诸如ISO6579标准-需要5天时间才可以得到食物中病原菌的阳性结果纳米膜过滤诊断纳米技术还有助诊断胎儿是否有遗传缺陷。妇女怀孕8个星期时，血液中开始出现少量胎儿细胞。利用具有纳米级大小孔洞的半透膜或特殊的合成纳米管等，可把胎儿细胞分离出来进行诊断，以判断胎儿是否有遗传缺陷，比往常采用的羊水诊断技术更简便安全。目前美国已将此项技术应用于临床诊断中。其他应用：用来分离病毒（克服聚集成团的问题）用来分离不同的细胞（正常和癌细胞）细胞内观察，流

8、体观察使用纳米探针，可以看到比光学显微镜分辨率高一千倍的细胞内图像特点：直接成像，不做复杂的光学系统糖尿病中国正研制对糖尿病人呼气中的丙酮气体特别敏感的“纳米鼻”，只要呼气中含有百万分之一的丙酮，便会立刻发出警报，为糖尿病的早期诊断和大面积普查带来了希望。纳米智能葡萄糖检测系统亦正在研制中，它能够植入皮下，监测血糖水平，在必要时释放出胰岛素，使病人体内的血糖和胰岛素含量维持正常状态。遗传工程及试验由于纳米技术可在微小尺度里重新排列遗传密码，纳米基因芯片结合纳米科技和基因工程技术，小小的纳米基因芯