【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 到血液中，輸送到人體的各個(gè)部位，作為監(jiān)測(cè)和診斷疾病的手段。科研人員已經(jīng)成功利用納米 SiO2 微粒進(jìn)行了細(xì)胞分離，用金的納米粒子進(jìn)行定位病變治療，以減少副作用等。另外，利用納米顆粒作為載體的病毒誘導(dǎo)物已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，現(xiàn)在已用于臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，估計(jì)不久的將來(lái)即可服務(wù)于人類(lèi)。納米技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：在實(shí)驗(yàn)室探索用各種手段制備各種納米微粒，合成塊體。研究評(píng)估表征的方法，并探索納米材料不同于常規(guī)材料的特殊性能。利用納米材料已挖掘出來(lái)的奇特的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料。目前主要是進(jìn)行納米組裝體系、人工組裝合成納米結(jié)構(gòu)材料的研究。雖然已經(jīng)取得了許多重要成果，但納米級(jí)微粒的尺寸大小及均勻程度的控制仍然是一大難關(guān)。如何合成具有特定尺寸，并且粒度均勻分布無(wú)團(tuán)聚的納米材料，一直是科研工作者努力解決的問(wèn)題。目前，納米技術(shù)深入到了對(duì)單原子的操縱，通過(guò)利用軟化學(xué)與主客體模板化學(xué)，超分子化學(xué)相結(jié)合的技術(shù)，正在成為組裝與剪裁，實(shí)現(xiàn)分子手術(shù)的主要手段?？茖W(xué)家們?cè)O(shè)想能夠設(shè)計(jì)出一種在納米量級(jí)上尺寸一定的模型，使納米顆粒能在該模型內(nèi)生成并穩(wěn)定存在，則可以控制納米粒子的尺寸大小并防止團(tuán)聚的發(fā)生?？梢?jiàn)納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)融入到生活很多領(lǐng)域了，接下來(lái)我就要說(shuō)一下我想講解的納米機(jī)器人了。三、納米機(jī)器人物理學(xué)家總是模擬生物學(xué)原理制作各種靈巧的機(jī)器，這就是仿生學(xué)。仿生學(xué)是生物物理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，它按照生物學(xué)原理提出設(shè)計(jì)原型，制造用于特殊目的的“功能器件”?！凹{米機(jī)器人”的研制屬于分子仿生學(xué)的范疇，它根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型，設(shè)計(jì)制造可對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”。納米生物學(xué)的近期設(shè)想，是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研制可編程的分子機(jī)器人，也稱(chēng)納米機(jī)器人。目前涉及的內(nèi)容可歸納為以下三個(gè)方面：在納米尺度上了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的聯(lián)系。在納米尺度上獲得生命信息，例如，利用掃描隧道顯微鏡獲取細(xì)胞膜和細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)信息等。納米機(jī)器人的研制。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療。還可以用來(lái)進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作、作整容手術(shù)、從基因中除去有害的ＤＮＡ，或把正常的ＤＮＡ安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行。第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，第三代納米機(jī)器人將包含有納米計(jì)算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)的裝置。這種納米機(jī)器人一旦問(wèn)世將徹底改變?nèi)祟?lèi)的勞動(dòng)和生活方式。高中學(xué)生物的時(shí)候，學(xué)到過(guò)細(xì)胞的組成成分，細(xì)胞是由細(xì)胞壁、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)所組成。是細(xì)胞質(zhì)的基本成分，主要含有多種可溶性酶、糖、無(wú)機(jī)鹽和水等。細(xì)胞器是分布于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)、具有一定形態(tài)、在細(xì)胞生理活動(dòng)中起重要作用的結(jié)構(gòu)。它包括：線(xiàn)粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)器、高爾基體、溶酶體、微絲、微館、中心粒等。細(xì)胞核，它是由核膜、核骨架、核仁構(gòu)成。就動(dòng)物而說(shuō)不具有細(xì)胞壁。再說(shuō)一下靶細(xì)胞，基本含義是某種細(xì)胞成為另外的細(xì)胞或抗體的攻擊目標(biāo)時(shí)，前者就叫做后者的靶細(xì)胞。例如帶有表面抗原的細(xì)胞受到免疫細(xì)胞或特異性抗體的攻擊，它就是該抗原的靶細(xì)胞。能夠接受內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素刺激的器官或細(xì)胞稱(chēng)為靶器官或靶細(xì)胞。靶細(xì)胞具有與激素特異性結(jié)合的受體。含氮激素的受體位于靶細(xì)胞膜上，類(lèi)固醇激素的受體位于靶細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，它們通過(guò)靶細(xì)胞內(nèi)不同的信號(hào)傳遞系統(tǒng)，作用于細(xì)胞核內(nèi)相應(yīng)的基因，從而調(diào)節(jié)控制該基因的表達(dá)，產(chǎn)生相應(yīng)的功能物質(zhì)。美國(guó)科學(xué)家破解部分病毒進(jìn)入靶細(xì)胞的機(jī)理美國(guó)西北大學(xué)的研究人員破解了一些病毒具有的一種叉狀蛋白的結(jié)構(gòu)，這些病毒正是通過(guò)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)入細(xì)胞，繼而誘發(fā)感染。這種蛋白被稱(chēng)為融合蛋白，即F蛋白，首先發(fā)現(xiàn)于副流感病毒5的外表面，在感染細(xì)胞前通過(guò)F蛋白可以將病毒的細(xì)胞膜與宿主細(xì)胞膜融合。隨后，病毒細(xì)胞核內(nèi)的遺傳基因便可以進(jìn)入宿主細(xì)胞，進(jìn)行自身的復(fù)制增殖。我所研究的論題是制造一種納米機(jī)器人，具有細(xì)胞識(shí)別功能的，可作用于特定靶細(xì)胞的，用于解決一些難以治愈的疾病例如糖尿病，腦癱以及癌癥等。首先這種納米機(jī)器人要具備細(xì)胞的基本特征，進(jìn)入人體內(nèi)不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，帶有特定的功能，能夠起到修復(fù)細(xì)胞和消滅變異細(xì)胞的作用。如美國(guó)科學(xué)家所做的一樣，該種納米機(jī)器人細(xì)胞膜上要具有F蛋白，與特定靶細(xì)胞膜進(jìn)行融合，進(jìn)而使納米機(jī)器人內(nèi)部正常的基因進(jìn)入到病變細(xì)胞。拿癌癥舉例，在敘述癌以前,首先對(duì)“腫瘤”加以說(shuō)明。腫瘤是身體的一部分細(xì)胞與機(jī)體的其他組織生長(zhǎng)不協(xié)調(diào),表現(xiàn)為任意地、無(wú)節(jié)制地增殖分裂,增長(zhǎng)成一個(gè)大的組織塊則為腫瘤。腫瘤有良性的又有惡性的。良性腫瘤逐漸增長(zhǎng)時(shí)僅是壓迫周?chē)M織,而惡性腫瘤除了壓迫以外還可以向周?chē)?rùn),也就是腫瘤組織不斷侵入周?chē)M織,這種惡性腫瘤就稱(chēng)為 “癌”。癌是怎樣產(chǎn)生的？學(xué)者們認(rèn)為由起癌物質(zhì)進(jìn)入正常細(xì)胞后和遺傳控制物質(zhì)（如DNA, RNA, Protein）作用后產(chǎn)生的。其作用的結(jié)果可產(chǎn)生兩種效果，一為改變遺傳物質(zhì)的構(gòu)造，使基因產(chǎn)生突變（見(jiàn)基因突變說(shuō)）；另一為使基因的作用及表現(xiàn)受到改變但不影響到基因的構(gòu)造（見(jiàn)蛋白缺如說(shuō)，抑制物失效說(shuō)及癌性基因說(shuō)）。人為什么會(huì)生癌，什么是癌細(xì)胞？一個(gè)成人身體大約由近一千萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞組成。細(xì)胞的種類(lèi)非常多，可是個(gè)個(gè)識(shí)大體，顧大局，有分工，有合作，工作起來(lái)循規(guī)蹈矩，所以，把人體比作一個(gè)“細(xì)胞國(guó)家”，那是再形象不過(guò)的了?！凹?xì)胞國(guó)家”有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些不安定分子，在“教唆犯”的作用下，起來(lái)“造反”，不服從整體，自由主義泛濫，大搞特權(quán)，另立門(mén)戶(hù)，嚴(yán)重危脅著“國(guó)家”的安全。？誰(shuí)是“教唆犯”呢？科學(xué)家們一百多年的研究認(rèn)為病毒、霉菌、射線(xiàn)、化學(xué)致癌劑等是癌細(xì)胞的“教唆犯”。人體細(xì)胞的代謝可使它們變?yōu)槿菀着判沟膹U物，被排出體外，但也可能在酶的生物轉(zhuǎn)化作用下，使它們變成能直接引起細(xì)胞遺傳物質(zhì)DNA突變的最終致癌物。這僅是癌形成過(guò)程的第一階段，只需幾秒鐘至幾小時(shí)。第二階段，最終致癌物質(zhì)作用于細(xì)胞。如經(jīng)DNA修復(fù)有缺陷，DNA就發(fā)生突變，改變遺傳的性能。當(dāng)細(xì)胞分裂繁殖時(shí)，下一代子細(xì)胞接受了錯(cuò)誤的信息，形態(tài)就發(fā)生了變化，成為癌細(xì)胞，又慢慢地發(fā)展成癌細(xì)胞集團(tuán)。當(dāng)它變成臨床上能察見(jiàn)的癌時(shí)，雖然開(kāi)始只有一個(gè)火柴頭那么大，但已包含了三千萬(wàn)個(gè)癌細(xì)胞。第二階段則相當(dāng)長(zhǎng)，大約需要15到30年。由于癌的潛伏期長(zhǎng)。所以癌癥病人以老年人為多。什么是癌細(xì)胞？癌細(xì)胞的特征前已說(shuō)過(guò)，癌癥是人體在各種致癌因素的作用下，局部組織細(xì)胞異常增生而形成的新生物。不用說(shuō)，癌細(xì)胞是由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來(lái)。而正常細(xì)胞一旦轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞就獲得了強(qiáng)大的生命力，并且有獨(dú)特生物學(xué)特征和行為。首先，癌細(xì)胞不斷增殖，這種增殖不受身體內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制，更不是身體所必需。我們知道，人體正常細(xì)胞有一個(gè)生長(zhǎng)、繁殖、衰老和死亡的過(guò)程。老化的細(xì)胞死亡之后就會(huì)有新的細(xì)胞來(lái)取代它，以維持身體組織、器官的正常功能。故人體絕大部分細(xì)胞都可以增殖。但是，正常細(xì)胞的增殖是有限度的，身體內(nèi)部會(huì)自我控制。如外后細(xì)胞即開(kāi)始繁殖，但當(dāng)傷口愈合后，在身體內(nèi)部調(diào)節(jié)因素作用下，馬上停止。而癌細(xì)胞則不然，可以無(wú)止境地增生，直到人身死亡。第二，癌細(xì)胞由于不能成熟（即分化障礙），故不具備對(duì)身體有任何益處功能，常常是“成事不足，敗事有余”。例如白血病，血液中出現(xiàn)大量的幼稚白細(xì)胞，但這些細(xì)胞不像通常白細(xì)胞那樣，能抵抗入侵身體的細(xì)菌和病毒，相反，由于無(wú)休止地增殖而消耗大量的養(yǎng)分。另外，有的癌癥卻表現(xiàn)出不具備的功能，后者與整體功能極協(xié)調(diào)。如肺臟，并不是內(nèi)分泌器官，但肺癌卻能產(chǎn)生促腎上腺皮質(zhì)激素，這些非常器官非常時(shí)期分泌的激素，嚴(yán)重地?cái)_亂了正常生命活動(dòng)和秩序，從而出現(xiàn)一系列病態(tài)。第三，癌細(xì)胞無(wú)孔不鉆，無(wú)處不到。癌細(xì)胞大多呈侵襲性生長(zhǎng)，破壞附近組織、器官的正常結(jié)構(gòu)和功能，造成不同程度的功能障礙。癌細(xì)胞非常好動(dòng)，會(huì)從一個(gè)地方跑到另一地方（即轉(zhuǎn)移），并繼續(xù)生長(zhǎng)繁殖，形成新的癌瘤（轉(zhuǎn)移癌灶），對(duì)身體造成更嚴(yán)重的危害，也大大地增加了治療難度，是癌癥病人死亡的主要原因之一。（注：癌細(xì)胞介紹出自阿里醫(yī)藥）所以納米機(jī)器人的作用就是直接消滅或吞噬掉或修復(fù)破損細(xì)胞，像癌細(xì)胞這種已經(jīng)病變的細(xì)胞，納米機(jī)器人的作用就是消滅癌細(xì)胞，具有特定細(xì)胞識(shí)別功能，進(jìn)入人體后，找到病變細(xì)胞，進(jìn)行細(xì)胞融合后將納米機(jī)器人內(nèi)部所帶的消滅癌細(xì)胞的物質(zhì)注入，直接殺死癌細(xì)胞。采用這種方法可以直接消滅癌細(xì)胞，最終達(dá)到治愈的目的。但是這里又面臨一個(gè)問(wèn)題，一個(gè)納米機(jī)器人只作用一個(gè)細(xì)胞這個(gè)需要的成本太高，需要制造出的納米機(jī)器人在進(jìn)行細(xì)胞融合后還可以進(jìn)行細(xì)胞分裂，再將自己分裂出去，作用于下一個(gè)病變細(xì)胞。為了不會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生影響，納米機(jī)器人需要在一定時(shí)間內(nèi)如十二小時(shí)候自行分解，這要求其內(nèi)部帶有溶酶體，再一定條件下激發(fā)，自己分解。同樣可以制造出治療各種身體內(nèi)部疾病的納米機(jī)器人。我認(rèn)為納米機(jī)器人的研發(fā)將會(huì)成為人類(lèi)的有一個(gè)里程碑。第四篇：納米報(bào)告材料納米材料在生物、醫(yī)藥、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[摘要] 納米技術(shù)是一門(mén)新興的學(xué)科領(lǐng)域，是20世紀(jì)80年代末、90年代初才逐步發(fā)展起來(lái)的。21世紀(jì)初，隨著美國(guó)實(shí)施全國(guó)納米科技計(jì)劃，帶動(dòng)