纳米毒理学概述课件

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1、第一章纳米毒理学概述第一节纳米毒理学与研究现状一.什么是纳米、纳米技术、纳米材料、纳米药物？二.纳米技术：从科学预言到市场产品三.纳米科技发展必然出现的分支领域：纳米毒理学四.纳米毒理学研究现状空间尺度的划分宇观(Cosmoscopic)遥观(Remotesensoscopic)宏观(Macroscopic)显微观(Optico-microscopic)介观(Mesoscopic)或纳米观(Nanoscopic):1~100nm微观(Microscopic)皮米观(Picosopic)飞米观(Fentoscopi

2、c)亚飞米观(Subfentoscopic)一.什么是纳米、纳米技术、纳米材料、纳米药物？1.纳米（nanometer；nm）是长度单位，原称毫微米。1nm—10-3µm—10-6mm—10-9m（10亿分之一米）相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。相当于头发的直径。2.纳米技术(nanotechnology）纳米技术，也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。是用单个原子、分子制造物质的科学技术。它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（

3、计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物。纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。3.纳米材料当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。4.纳米药物是指运用纳米技术研究开发的一类新的药物制剂。作为纳米科技与现代制剂技术交叉、融合产生的纳米制剂技术

4、，其核心是药物的纳米化技术，包括药物的直接纳米化和纳米载药系统。药物经纳米化后，其物理化学性质如饱和溶解度、溶出速度、晶型、颗粒表面疏水亲水性，物理响应性（如光、电、磁场、PH敏感性、温度敏感性），以及生物学特性如特定分子亲和力等均发生改变，从而影响药物的吸收、分布、代谢、排泄，最终实现增强药物疗效、降低药物不良反应、提高药物治疗指数、增强制剂顺应性的目的。进一步认识纳米蛋白质、DNA、RNA、病毒，都在1~100nm的范围光合作用在“纳米车间”进行细胞中的一些结构单元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞象一个“

5、纳米工厂”莲花荷叶出污泥而不染:“荷叶效应”纳米结构是生命现象中基本的东西二.纳米技术：从科学预言到市场产品1959年在加州理工大学的演讲“There’splentyofroomatthebottom”,提出了一个新的想法。从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关。我们是否可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求？他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”理查德.费曼

6、美国物理学家1965年因量子电动力学获诺贝尔奖参与过曼哈顿计划1981年，科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道电子显微镜，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用。单晶硅原子扫描隧道电子显微镜1990年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地镍表面把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母。这证明费曼是正确的，三个字母加起来还没有3个纳米长。利用纳米技术将氙原子排成IBM1993年，继1

7、990年IBM公司阿尔马登研究中心用35个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵硅原子成功写出“中国”二字，标志着中国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。1993年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的莫举办，标志着纳米科学技术的正式诞生；1997年，美国科学家首次成功地用单电子移动单电子；1999年，巴西和美国科学家在进行纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤”，它能够称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的重量；此后不久，德国科学家研制出能称量单个原子重量的秤，打破了美国和巴西

8、科学家联合创造的纪录。朗讯公司和牛津大学:纳米镊子碳纳米管“秤”，称量一个病毒的重量称量单个原子重量的“纳米秤”DNA开关从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念：第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米