納米技術在生物醫(yī)學中的應用課件

什么是納米技術？納米技術是指在1－100納米這一尺度范圍內(nèi)對原子、分子進行操縱和加工的技術，包括納米結(jié)構(gòu)和納米材料。原子<1nm核酸~2.5nm細胞>1000nm什么是納米技術？納米技術是指在1－100納米這一尺度范圍內(nèi)對1由底層到上層或者由上層至底層由上至下的制造傳統(tǒng)的制造工藝不斷的取走部分物質(zhì)，剩下的就是最終產(chǎn)品例如：雕刻由下至上的制造納米技術途徑不斷的添加部分物質(zhì)，直到產(chǎn)品被創(chuàng)造出來 例如：生物體系由底層到上層或者由上層至底層由上至下的制造由下至上的制造2納米技術的起源RichardFeynman1959演講《底層還有許多空間》納米技術的起源3一些納米技術分子器件示意圖軸承萬向節(jié)齒輪差動齒輪泵精細動作控制器一些納米技術分子器件示意圖軸承萬向節(jié)齒輪差動齒輪泵精細動作控4碳納米管實例世界上最小的算盤（C-60分子）碳納米管實例世界上最小的算盤（C-60分子）5納米技術的應用納米技術計算機科學?非晶體的點陣?數(shù)據(jù)存儲?數(shù)據(jù)交換?信息處理生物醫(yī)學?影象學?藥物輸送?基因治療?損壞細胞的修復納米技術的應用納米技術計算機科學生物醫(yī)學6納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢尺度的不同帶來不同的性質(zhì)：（光學，磁性）對于研究對象在尺度上的匹配微型化生物系統(tǒng)面積和體積的縮小，可極大地提高該系統(tǒng)的性能，產(chǎn)量和節(jié)約成本傳統(tǒng)醫(yī)學的診斷治療手段無法解決的難題可以通過納米技術來攻克可以極大的提高藥物輸送以及利用的效率納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢尺度的不同帶來不同的性質(zhì)：（光學7"ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.Biotechnol.Metraux,G.納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部;Lim,J-H.納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.18,764–767.一些納米技術分子器件示意圖Vo-Dinh,etl.Biotechnol.18,764–767.;Schatz,G.;Letsinger,R.對于研究對象在尺度上的匹配“ProteinNanostructuresFormedViaDirect-WriteDip-PenNanolithography”J.;Mirkin,C.;Mrksich,M.;Storhoff,J.2003,125,5588-5589.“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列"ProteinNanoarraysGenerated8基于納米顆粒的DNA檢測方法

基于納米顆粒的DNA檢測方法9光纖納米傳感器單細胞分析Vo-Dinh,etl.(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell.Nat.Biotechnol.18,764–767.光纖納米傳感器單細胞分析Vo-Dinh,etl.(20010腫瘤的靶向治療腫瘤細胞識別診斷腫瘤起因藥物輸送報告腫瘤位置腫瘤細胞死亡報告腫瘤的靶向治療腫瘤細胞識別11分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達體外實驗證明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵細胞前失活分子馬達（納米陷阱）分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達分子馬達（12血管清道夫血管清道夫13口服藥物輸送口服藥物輸送14納米藥物尺度的優(yōu)勢納米藥物尺度的優(yōu)勢15門控納米材料包容機理納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部門控納米材料包容機理納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適16納米靶向藥物納米靶向藥物17納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找動脈清理腦功能的加強納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找18;Lee,K-B.“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列基于納米顆粒的DNA檢測方法;Mirkin,C.;Storhoff,J.18,764–767.對于研究對象在尺度上的匹配"ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.一些納米技術分子器件示意圖Biotechnol.基于納米顆粒的DNA檢測方法世界上最小的算盤（C-60分子）利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達由底層到上層或者由上層至底層Vo-Dinh,etl.“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.世界上最小的算盤（C-60分子）Livingtemplatesforthehierarchicalassemblyofgoldnanoparticles,Angew.;Mirkin,C.1998,120,12674-12675.;Storhoff,J.機遇到2010年將有2百萬科研人員從事納米技術研究到2025年納米技術將成為萬億美圓的產(chǎn)業(yè)成為制造業(yè)的基礎技術擁有百倍強度的智能性材料治愈所有的疾病提供廉價的途徑前往太空;Lee,K-B.機遇到2010年將有2百萬科研人員從19謝謝！謝謝！20參考Vo-Dinh,etl.(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell.Nat.Biotechnol.18,764–767.Jin,R.;Cao,Y.;Mirkin,C.A.;Kelly,K.L.;Schatz,G.C.;Zheng,J."Photo-InducedConversionofSilverNanospherestoNanoprisms,"Science,2001,294,1901-1903Metraux,G.S.;Cao,Y.C.;Jin,R.C;Mirkin,C.A.Triangularnanoframesmadeofgoldandsilver,NanoLett.2003,3,519-522.Jin,R.;Cao,Y.;Metraux,G.S.;Schatz,G.C.;Mirkin,C.A.Controllinganisotropicnanoparticlegrowththroughplasmonexcitation,Nature2003,425,487-490.Li,Z.;Chung,S.W.;Nam,J.-M.;Ginger,D.;C.A.Mirkin,C.A.Livingtemplatesforthehierarchicalassemblyofgoldnanoparticles,Angew.Chemie.Int.Ed.2003,42,2306-2309.Lee,K.-B.;Park,S.-J.;Mirkin,C.A.;Smith,J.C.;Mrksich,M."ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.Lee,K-B.;Lim,J-H.;Mirkin,C.A.“ProteinNanostructuresFormedViaDirect-WriteDip-PenNanolithography”J.Am.Chem.Soc.2003,125,5588-5589.Lim,J-H.;Ginger,D.S.;Lee,K-B.;Heo,J.;Nam,J-M.;Mirkin,C.A.“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.Chem.Int.Ed.2003,20,2411-2414.Mirkin,C.A.;Letsinger,R.L.;Mucic,R.C.;Storhoff,J.J.Nature1996,382,607.Mucic,R.C.;Storhoff,J.J.;Mirkin,C.A.;Letsinger,R.L."DNA-DirectedSynthesisofBinaryNanoparticleNetworkMaterials,"J.Am.Chem.Soc.1998,120,12674-12675.

參考Vo-Dinh,etl.(2000)Antibo21納米技術的應用納米技術計算機科學?非晶體的點陣?數(shù)據(jù)存儲?數(shù)據(jù)交換?信息處理生物醫(yī)學?影象學?藥物輸送?基因治療?損壞細胞的修復納米技術的應用納米技術計算機科學生物醫(yī)學22“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列23分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達體外實驗證明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵細胞前失活分子馬達（納米陷阱）分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達分子馬達（24口服藥物輸送口服藥物輸送25納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找動脈清理腦功能的加強納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找26Biotechnol.;Storhoff,J.擁有百倍強度的智能性材料“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.;Mrksich,M.納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部;Ginger,D.擁有百倍強度的智能性材料由底層到上層或者由上層至底層;Lee,K-B.;Mirkin,C.基于納米顆粒的DNA檢測方法C;Mirkin,C.;Storhoff,J.2003,3,519-522.對于研究對象在尺度上的匹配一些納米技術分子器件示意圖18,764–767.Controllinganisotropicnanoparticlegrowththroughplasmonexcitation,Nature2003,425,487-490.Biotechnol.微型化生物系統(tǒng)面積和體積的縮小，可極大地提高該系統(tǒng)的性能，產(chǎn)量和節(jié)約成本納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部對于研究對象在尺度上的匹配納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢一些納米技術分子器件示意圖Vo-Dinh,etl.一些納米技術分子器件示意圖;Kelly,K.;Storhoff,J.;Schatz,G.由底層到上層或者由上層至底層;Storhoff,J.一些納米技術分子器件示意圖;Mucic,R.;Metraux,G.;Mucic,R.尺度的不同帶來不同的性質(zhì)：（光學，磁性）Biotechnol.到2025年納米技術將成為萬億美圓的產(chǎn)業(yè)"ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705."ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.;Storhoff,J.納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢;Lim,J-H.2003,42,2306-2309.納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部Nature1996,382,607.;Mucic,R.不斷的添加部分物質(zhì)，直到產(chǎn)品被創(chuàng)造出來;Letsinger,R.“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.Mirkin,C.納米技術是指在1－100納米這一尺度范圍內(nèi)對原子、分子進行操縱和加工的技術，包括納米結(jié)構(gòu)和納米材料。體外實驗證明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵細胞前失活Vo-Dinh,etl.;Schatz,G.Biotechnol.對于研究對象在尺度上的匹配對于研究對象在尺度上的匹配到2025年納米技術將成為萬億美圓的產(chǎn)業(yè)對于研究對象在尺度上的匹配;Lee,K-B.基于納米顆粒的DNA檢測方法(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell.微型化生物系統(tǒng)面積和體積的縮小，可極大地提高該系統(tǒng)的性能，產(chǎn)量和節(jié)約成本光纖納米傳感器單細胞分析Livingtemplatesforthehierarchicalassemblyofgoldnanoparticles,Angew.Biotechnol.不斷的取走部分物質(zhì)，剩下的就是最終產(chǎn)品納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢;Mrksich,M.;Ginger,D.(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell."ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.一些納米技術分子器件示意圖;Mucic,R.;Kelly,K.2003,42,2306-2309.;Storhoff,J.;Mirkin,C.對于研究對象在尺度上的匹配Vo-Dinh,etl.納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢Metraux,G.納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部謝謝！Biotechnol.納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合27什么是納米技術？納米技術是指在1－100納米這一尺度范圍內(nèi)對原子、分子進行操縱和加工的技術，包括納米結(jié)構(gòu)和納米材料。原子<1nm核酸~2.5nm細胞>1000nm什么是納米技術？納米技術是指在1－100納米這一尺度范圍內(nèi)對28由底層到上層或者由上層至底層由上至下的制造傳統(tǒng)的制造工藝不斷的取走部分物質(zhì)，剩下的就是最終產(chǎn)品例如：雕刻由下至上的制造納米技術途徑不斷的添加部分物質(zhì)，直到產(chǎn)品被創(chuàng)造出來 例如：生物體系由底層到上層或者由上層至底層由上至下的制造由下至上的制造29納米技術的起源RichardFeynman1959演講《底層還有許多空間》納米技術的起源30一些納米技術分子器件示意圖軸承萬向節(jié)齒輪差動齒輪泵精細動作控制器一些納米技術分子器件示意圖軸承萬向節(jié)齒輪差動齒輪泵精細動作控31碳納米管實例世界上最小的算盤（C-60分子）碳納米管實例世界上最小的算盤（C-60分子）32納米技術的應用納米技術計算機科學?非晶體的點陣?數(shù)據(jù)存儲?數(shù)據(jù)交換?信息處理生物醫(yī)學?影象學?藥物輸送?基因治療?損壞細胞的修復納米技術的應用納米技術計算機科學生物醫(yī)學33納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢尺度的不同帶來不同的性質(zhì)：（光學，磁性）對于研究對象在尺度上的匹配微型化生物系統(tǒng)面積和體積的縮小，可極大地提高該系統(tǒng)的性能，產(chǎn)量和節(jié)約成本傳統(tǒng)醫(yī)學的診斷治療手段無法解決的難題可以通過納米技術來攻克可以極大的提高藥物輸送以及利用的效率納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢尺度的不同帶來不同的性質(zhì)：（光學34"ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.Biotechnol.Metraux,G.納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部;Lim,J-H.納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.18,764–767.一些納米技術分子器件示意圖Vo-Dinh,etl.Biotechnol.18,764–767.;Schatz,G.;Letsinger,R.對于研究對象在尺度上的匹配“ProteinNanostructuresFormedViaDirect-WriteDip-PenNanolithography”J.;Mirkin,C.;Mrksich,M.;Storhoff,J.2003,125,5588-5589.“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列"ProteinNanoarraysGenerated35基于納米顆粒的DNA檢測方法

基于納米顆粒的DNA檢測方法36光纖納米傳感器單細胞分析Vo-Dinh,etl.(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell.Nat.Biotechnol.18,764–767.光纖納米傳感器單細胞分析Vo-Dinh,etl.(20037腫瘤的靶向治療腫瘤細胞識別診斷腫瘤起因藥物輸送報告腫瘤位置腫瘤細胞死亡報告腫瘤的靶向治療腫瘤細胞識別38分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達體外實驗證明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵細胞前失活分子馬達（納米陷阱）分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達分子馬達（39血管清道夫血管清道夫40口服藥物輸送口服藥物輸送41納米藥物尺度的優(yōu)勢納米藥物尺度的優(yōu)勢42門控納米材料包容機理納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部門控納米材料包容機理納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適43納米靶向藥物納米靶向藥物44納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找動脈清理腦功能的加強納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找45;Lee,K-B.“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列基于納米顆粒的DNA檢測方法;Mirkin,C.;Storhoff,J.18,764–767.對于研究對象在尺度上的匹配"ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.一些納米技術分子器件示意圖Biotechnol.基于納米顆粒的DNA檢測方法世界上最小的算盤（C-60分子）利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達由底層到上層或者由上層至底層Vo-Dinh,etl.“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.世界上最小的算盤（C-60分子）Livingtemplatesforthehierarchicalassemblyofgoldnanoparticles,Angew.;Mirkin,C.1998,120,12674-12675.;Storhoff,J.機遇到2010年將有2百萬科研人員從事納米技術研究到2025年納米技術將成為萬億美圓的產(chǎn)業(yè)成為制造業(yè)的基礎技術擁有百倍強度的智能性材料治愈所有的疾病提供廉價的途徑前往太空;Lee,K-B.機遇到2010年將有2百萬科研人員從46謝謝！謝謝！47參考Vo-Dinh,etl.(2000)Antibody-basednanoprobeformeasurementsinasinglecell.Nat.Biotechnol.18,764–767.Jin,R.;Cao,Y.;Mirkin,C.A.;Kelly,K.L.;Schatz,G.C.;Zheng,J."Photo-InducedConversionofSilverNanospherestoNanoprisms,"Science,2001,294,1901-1903Metraux,G.S.;Cao,Y.C.;Jin,R.C;Mirkin,C.A.Triangularnanoframesmadeofgoldandsilver,NanoLett.2003,3,519-522.Jin,R.;Cao,Y.;Metraux,G.S.;Schatz,G.C.;Mirkin,C.A.Controllinganisotropicnanoparticlegrowththroughplasmonexcitation,Nature2003,425,487-490.Li,Z.;Chung,S.W.;Nam,J.-M.;Ginger,D.;C.A.Mirkin,C.A.Livingtemplatesforthehierarchicalassemblyofgoldnanoparticles,Angew.Chemie.Int.Ed.2003,42,2306-2309.Lee,K.-B.;Park,S.-J.;Mirkin,C.A.;Smith,J.C.;Mrksich,M."ProteinNanoarraysGeneratedbyDip-PenNanolithography,"Science,2002,295(5560),1702-1705.Lee,K-B.;Lim,J-H.;Mirkin,C.A.“ProteinNanostructuresFormedViaDirect-WriteDip-PenNanolithography”J.Am.Chem.Soc.2003,125,5588-5589.Lim,J-H.;Ginger,D.S.;Lee,K-B.;Heo,J.;Nam,J-M.;Mirkin,C.A.“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.Chem.Int.Ed.2003,20,2411-2414.Mirkin,C.A.;Letsinger,R.L.;Mucic,R.C.;Storhoff,J.J.Nature1996,382,607.Mucic,R.C.;Storhoff,J.J.;Mirkin,C.A.;Letsinger,R.L."DNA-DirectedSynthesisofBinaryNanoparticleNetworkMaterials,"J.Am.Chem.Soc.1998,120,12674-12675.

參考Vo-Dinh,etl.(2000)Antibo48納米技術的應用納米技術計算機科學?非晶體的點陣?數(shù)據(jù)存儲?數(shù)據(jù)交換?信息處理生物醫(yī)學?影象學?藥物輸送?基因治療?損壞細胞的修復納米技術的應用納米技術計算機科學生物醫(yī)學49“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列“蘸水筆”納米印刷術建立的蛋白質(zhì)納米陣列50分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達體外實驗證明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵細胞前失活分子馬達（納米陷阱）分子馬達利用人體內(nèi)源性ATP作為能量來源的分子馬達分子馬達（51口服藥物輸送口服藥物輸送52納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找動脈清理腦功能的加強納米生物醫(yī)學的未來暢想人體修復機器呼吸系統(tǒng)人造細胞病毒的尋找53Biotechnol.;Storhoff,J.擁有百倍強度的智能性材料“Direct-WriteDip-PenNanolithographyofProteinsonModifiedSiliconOxideSurfaces,”Angew.;Mrksich,M.納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部;Ginger,D.擁有百倍強度的智能性材料由底層到上層或者由上層至底層;Lee,K-B.;Mirkin,C.基于納米顆粒的DNA檢測方法C;Mirkin,C.;Storhoff,J.2003,3,519-522.對于研究對象在尺度上的匹配一些納米技術分子器件示意圖18,764–767.Controllinganisotropicnanoparticlegrowththroughplasmonexcitation,Nature2003,425,487-490.Biotechnol.微型化生物系統(tǒng)面積和體積的縮小，可極大地提高該系統(tǒng)的性能，產(chǎn)量和節(jié)約成本納米尺度的“墻”可以部分溶解，然后在合適的條件重新建立，從而將熒光標記的藥物包容在內(nèi)部對于研究對象在尺度上的匹配納米技術應用于生物醫(yī)學的優(yōu)勢一些納米技術分子器件示意圖Vo-Dinh,etl.一些納米技術分子器件示意圖;Kelly,K.;Storhoff,J.;Schatz,G.由底層到上層或者由上層至底層;Storhoff,J.一些納米技術分子器件示意圖;Mucic,R.;Metraux,G.;Mucic,R.尺度的不同帶來不同的性質(zhì)：（光學，磁性）Biotechnol.到2025年納米技術將成為萬億美圓的產(chǎn)業(yè)"Prot