【正文】 者早期的血液中檢查出 癌細(xì)胞 ，從而實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。 ? 利用納米微粒檢查血液中的 心肌蛋白 ，以幫助治療心臟病。 46 2. 細(xì)胞內(nèi)部染色 ? 細(xì)胞內(nèi)部染色對用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡研究細(xì)胞內(nèi)各種組織是十分重要的一項(xiàng)技術(shù)。未加染色體的細(xì)胞襯度很底，目前有幾種染色技術(shù)，如熒光抗體法、鐵蛋白抗體法和過氧化物酶染色法等，目的是提高用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察細(xì)胞組織的襯度。隨著細(xì)胞學(xué)研究的發(fā)展，要求進(jìn)一步提高觀察細(xì)胞內(nèi)組織的分辨率，這就需要尋找新的染色方法。納米微粒的出現(xiàn)，為建立新的染色技術(shù)提供了新的途徑 。 47 Quantum Dots (QDs) 量子點(diǎn)（半導(dǎo)體納米晶體） ? 量子點(diǎn)是 以 CdSe為核、 CdS或 ZnS為殼的核 殼型納米體。 ? 應(yīng)用范圍廣 ? 多種顏色 ? 抗光致漂白性 ? 安全 ? 熒光時(shí)間長 用于追蹤神經(jīng)細(xì)胞膜中的氨基乙酸受體的活動(dòng)性及擴(kuò)散性 NATURE， VOL432，2022 48 ? 可用于非同位素標(biāo)記的生物分子的超靈敏檢測，如在 QD表面連接上巰基乙酸（ HSCH2COOH)，從而使量子點(diǎn)既具有水溶性，還能與生物分子（如蛋白質(zhì)、多肽、核酸等）結(jié)合，通過光致發(fā)光檢測出QD，從而使生物分子識別一些特定的物質(zhì)。 與蛋白質(zhì)偶聯(lián)，形成生物傳感器，測定生物體內(nèi)物質(zhì)的特性。 49 用疏水的改良聚丙烯酸包被量子點(diǎn) ,使之與免疫球蛋白 G和鏈霉親和素相結(jié)合 ,使其能準(zhǔn)確的結(jié)合并標(biāo)記在細(xì)胞表面蛋白、細(xì)胞支架蛋白和細(xì)胞核內(nèi)的蛋白質(zhì)上，利用其抗漂白的性能，通常對于定量檢測熒光分子及生物活細(xì)胞的模擬具有很大的價(jià)值。 50 ? 生物芯片技術(shù)：量子點(diǎn)色彩的多樣性滿足了對生物高分子（蛋白質(zhì)、 DNA）所蘊(yùn)含海量信息進(jìn)行分析的要求。 ? 將聚合物和量子點(diǎn)結(jié)合形成聚合物微珠，微珠可以攜帶不同尺寸（顏色）的量子點(diǎn)，被照射后開始發(fā)光，經(jīng)棱鏡折射后傳出，形成幾種指定密度譜線（條形碼），這種條形碼在基因芯片和蛋白質(zhì)芯片技術(shù)中有光明的應(yīng)用前景。 51 Quantum dots modified with antibodies to human prostate specific membrane antigen light up murine tumors that developed from human prostate cells. Nature Biotechnology, Vol22,2022 用量子點(diǎn)檢測腫瘤細(xì)胞 總的來說，由于量子點(diǎn)技術(shù)有其獨(dú)特的標(biāo)記特點(diǎn)，它必將成為今后生物分子檢測的尖端技術(shù)，為 DNA 檢測 (DNA 芯片 ) 、蛋白質(zhì)檢測 (蛋白質(zhì)芯片 ) 和探索蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)之間 (抗原－抗體、配體－受體、酶－底物 ) 反應(yīng)原理提供更先進(jìn)的方法。同時(shí)也將極大的推動(dòng)生物顯像技術(shù)和生物制藥技術(shù)的迅猛發(fā)展，給疾病的診斷和治療帶來巨大進(jìn)步。 52 3. 磁性納米粒子的應(yīng)用 ? 將超順磁多糖納米粒子與納米尺寸的 SiO2相互作用，提高了顆?；w的強(qiáng)度，增加了納米磁性顆粒在分子生物學(xué)中的應(yīng)用研究： DNA自動(dòng)提純、蛋白質(zhì)檢測、分離和提純、生物物料中逆轉(zhuǎn)錄病毒檢測、內(nèi)毒素清除和磁性細(xì)胞分離等。此外，還可以將磁性納米粒子表面涂覆高分子材料后與蛋白質(zhì)結(jié)合，作為藥物載體注入到人體內(nèi)，在外加磁場作用下，通過納米磁性粒子的磁性導(dǎo)向性，使其向病變部位移動(dòng)，從而達(dá)到定向治療的目的。例如 10～ 50 nm的 Fe3O4的磁性粒子表面包裹甲基丙烯酸，尺寸約為 200 nm，這種亞微米級的粒子攜帶蛋白、抗體和藥物可以用于癌癥的診斷和治療。這種局部治療效果好，副作用少。 4. 納米脂質(zhì)體 — 仿生物細(xì)胞的藥物載體 ? 脂質(zhì)體（ Liposome)是一種定時(shí)定向藥物載體，屬于靶向給藥系統(tǒng)的一種新劑型。納米脂質(zhì)體作為藥物載體的優(yōu)點(diǎn)：①由磷脂雙分子層包封水相囊泡構(gòu)成，與各種固態(tài)微球藥物載體相區(qū)別，脂質(zhì)體彈性大，生物相容性好；②對所載藥物有廣泛的適應(yīng)性，水溶性藥物載入內(nèi)水相，脂溶性藥物溶于脂膜內(nèi)，兩親性藥物可插于脂膜上，而且同一個(gè)脂質(zhì)體中可以同時(shí)包載親水和疏水性藥物；③磷脂本身是細(xì)胞膜成分，因此納米脂質(zhì)體注入體內(nèi)無毒，生物利用度高，不引起免疫反應(yīng)；④保護(hù)所載藥物，防止體液對藥物的稀釋，及被體內(nèi)酶的分解破壞。對脂質(zhì)體表面進(jìn)行修飾，譬如將對特定細(xì)胞具有選擇性或親和性的各種配體組裝于脂質(zhì)體表面，以達(dá)到尋靶目的。 5. 活的電線 ? 科學(xué)家通過在 DNA的表面覆蓋金屬原子的培植方法，合成了導(dǎo)電的 DNA鏈。但由于 DNA完全被金屬覆蓋，僅起一種支架的作用，不再具備選擇性結(jié)合其它生物分子這一很有價(jià)值的特性。 研究者發(fā)現(xiàn)了將 DNA發(fā)展成新一代生物傳感器和半導(dǎo)體導(dǎo)線的途徑， DNA很容易把鋅、鎳、鈷等離子并入它的雙螺旋的中心，并找到了在高 pH值等基本條件下，穩(wěn)定 DNA含有金屬離子的狀態(tài)，獲得了新的DNA導(dǎo)電體。 并且，此類金屬 DNA仍然保持選擇性結(jié)合其它分子的能力，如遺傳畸變探測生物傳感器。類似于其它的 DNA探測，在此傳感器上裝配上所要探測的特制 DNA序列，由于 DNA鏈?zhǔn)菍?dǎo)電的，雜交 DNA所引起的刪除或變化，均起阻礙電流的作用，計(jì)算機(jī)能夠簡單地通過測量電導(dǎo)的變化，來識別 DNA的異常。 53 Bionanodevices for the future 54 生化檢查 伊利諾依大學(xué)邁爾 斯特拉諾 (Michael Strano)的研究組正研究用 碳納米管驗(yàn)血 。 原理：給納米管涂上一層酶，它就能在有糖的環(huán)境下制造過氧化氫，然后激發(fā)電子流，當(dāng)激發(fā)的電子流與紅外線接觸會(huì)發(fā)出光照 —— 這是納米管的一種獨(dú)特反應(yīng)。 碳納米管有奇異的 電學(xué)和光學(xué)特性 55 跟蹤生物體內(nèi)活動(dòng) 美國伯克利大學(xué)的納米研究部門的崔先生指出：有的納米顆粒具有 發(fā)光功能 ，科學(xué)家們把這種納米顆粒送進(jìn)人的組織、器官內(nèi)，然后從人體外部向內(nèi)照射近紅外線，納米顆粒在體內(nèi)會(huì)發(fā)光，可以跟蹤了解人體細(xì)胞的變化情況，從而達(dá)到追蹤病毒等效果。 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞特別喜歡吃納米顆粒，這有助于跟蹤癌細(xì)胞在人體內(nèi)的活動(dòng)。 56 智能化的納米藥物傳輸系統(tǒng) 方法 靶向納米粒子治療 非靶向納米粒子治療 化學(xué)抗癌藥物 存活率 100% 57% 14% 把藥物放入磁性納米顆粒的內(nèi)部，這些顆粒就可以自由地在血管和人體組織內(nèi)運(yùn)動(dòng)加外磁場導(dǎo)向，使其向病變部位聚集。 57 ? 長循環(huán)靶向緩釋納米脂質(zhì)體抗腫瘤藥物制劑的產(chǎn)業(yè)化 ? 多功能金屬殼熱化療納米載藥系統(tǒng)靶向治療惡性腫瘤 ? 干細(xì)胞靶向納米納米夾心二氧化硅顆粒控釋藥物制劑的研發(fā) ? 天然納米磁小體載藥體系及其在靶向治療惡性腫瘤中的應(yīng)用 ? 磁性空心球納米藥物制劑靶向治療惡性腫瘤 ? PEGPLGA嵌段共聚物高靶向納米制劑 ? 納米藥物制劑的生物效應(yīng)研究 ? 納米生物材料的制備及生物學(xué)評價(jià) ? 新型納米防霧光學(xué)材料的研發(fā) ? 納米關(guān)節(jié)軟骨及人工韌帶的研發(fā) ? 腸癌早期診斷及預(yù)后評估的納米生物器件研制 ? 心血管病與糖尿病多指標(biāo)微流控芯片檢測系統(tǒng)的研制 ? 肺癌早期診斷的納米分子印記探測器件研究 ? 反義 ECE RNA干擾納米歸巢氣霧裝置研發(fā)