生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)課件

1、生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)張宇生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院第四講：生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)BTITNTComputer(H/W, S/W)SemiconductorMEMSTelecommunicationInternetAudio/Visual displayGenomicsMolecular BiologyCell TechnologyTissue EngineeringNano-materialNano-structureNano-processingNano-machine BioinformaticsBiosensorBiochipsBioelectronicsBiocomputerNano

2、-computerNano-motorNano-sensorNano-BiosensorNano-BiologyNano-MedicinePOCTotal AnalysisTechnology二十一世紀(jì)的三大關(guān)鍵技術(shù)豐富多彩的納米材料納米材料是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍（1-100nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料核殼結(jié)構(gòu)磁性熒光納米棒Fe3O4TiO2AuAuAuFe3O4Fe2O3/SiO2Fe2O3/CdTe/AlgCdTe QDsFe3O4/PLANano-Bio-Tech Group物理學(xué)家-光刻技術(shù)化學(xué)家-自組裝納米加工與制備不同尺寸和形狀的銀納米粒子具有不同的光學(xué)

3、性質(zhì)Fe3O4磁性納米顆粒Fe3O4的晶體結(jié)構(gòu)尖晶石結(jié)構(gòu) Fe3+A Fe3+,Fe2+B O4 4B生物相容性腫瘤：能否象慢性病一樣治療？ 靶向 挑戰(zhàn): 減少癌癥的病痛和死亡 2015 “A Vision Not a Dream!” by using nanotechnology, A v. Eschenbach, NCI早期診斷和靶向治療破壞腫瘤生長(zhǎng)隱形-超小-長(zhǎng)循環(huán)-靶向Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6042 6108表面：Nano-Bio Bridge-Targeting/Sensing Function納米探針=納米顆粒+靶向分子信號(hào)組件+識(shí)別組件單

4、分子行為的直接、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)觀察熒光標(biāo)記技術(shù)激光共聚焦掃描顯微鏡實(shí)時(shí)觀察量子點(diǎn)標(biāo)記的表皮生長(zhǎng)因子（EGF）與其受體的結(jié)合（標(biāo)尺為5微米）。量子點(diǎn)沿細(xì)胞偽足運(yùn)動(dòng)Nature Biotech. 2004, 22(2) :198-203抗體引導(dǎo)靶向診斷腫瘤Fig. 3 Schematic of the principle of active targeting3.靶向納米顆粒紫杉醇白蛋白納米粒阿霉素脂質(zhì)體上市藥物臨床應(yīng)用FDA批準(zhǔn)藥物磁靶向藥物治療腫瘤Fig. 2 Schematic of the principle of magnetic drug targeting2.對(duì)照組紫杉醇紫杉醇+磁性納米

5、粒紫杉醇+磁性納米粒+磁場(chǎng)可控磁性藥物載體時(shí)空可控給藥技術(shù)1min24hrs72hrs144hrs磁感應(yīng)腫瘤熱療 小鼠肝腫瘤動(dòng)物模型治療實(shí)驗(yàn)磁性納米顆粒作為藥物磁介導(dǎo)熱療的治療方式磁介導(dǎo)熱療的治療方式(a)動(dòng)脈栓塞熱療，(b)直接注射熱療，(c)細(xì)胞內(nèi)熱療超選擇介入栓塞碘油磁液經(jīng)肝動(dòng)脈栓塞磁致熱療治療肝癌的實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)動(dòng)脈栓塞熱療（Arterial Embolization Hyperthermia AEH）通過超選擇介入導(dǎo)管技術(shù)將含有納米級(jí)磁性熱種子的拴塞劑選擇性灌注入腫瘤新生血管并栓塞，結(jié)合交變磁場(chǎng)磁致熱療，將有望解決深部腫瘤靶向性級(jí)溫度分布問題。 使用大型交變磁場(chǎng)進(jìn)行兔子動(dòng)脈栓塞磁致熱療試

6、驗(yàn)光纖測(cè)溫磁性納米顆粒-臨床腫瘤熱療Fe3O4RR Qiao, CH Yang and MY Gao J. Mater. Chem., 2009, 19, 62746293磁性納米顆粒-臨床MRI造影AMAG Pharmaceuticals, Inc.Fe3O4多數(shù)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用基于電磁場(chǎng)-納米顆粒-生物體之間的相互作用非生命的物質(zhì)與生命的物質(zhì)在電磁場(chǎng)中的相互作用疾病診治的新原理、新方法、新技術(shù)納米生物電磁學(xué)Nano-Bio-eMagcs黑箱激光誘導(dǎo)金納米殼細(xì)胞熱療Technology in Cancer Research & Treatment，2004，3（1）：33-40金納米殼Nanoplatforms-靶向診斷與治療NCI光動(dòng)力學(xué)療法 Nano X-ray Technology二氧化鉿(HfO)是一種具有寬帶隙和高介電常數(shù)的陶瓷材料，具有抗放射性并高效產(chǎn)生光電子。 150年前，微米成為新的精度標(biāo)準(zhǔn)，并成為工業(yè)革命的技術(shù)基礎(chǔ)，最早和最好學(xué)會(huì)使用微米技術(shù)的國(guó)