第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件

第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)1優(yōu)選第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)優(yōu)選第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)2生物學(xué)都屬于奈米科技就算最復(fù)雜的生物也是由微小的細(xì)胞所構(gòu)成；細(xì)胞本身就是由奈米尺度的建材所組成，像是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸及其他的復(fù)雜生物分子。但根據(jù)慣例，「奈米科技」這個(gè)名詞一般只用在人造物品，好比說以半導(dǎo)體、金屬、塑料或玻璃所制的產(chǎn)品。生物學(xué)都屬于奈米科技就算最復(fù)雜的生物也是由微小的細(xì)胞所構(gòu)成；3奈米生物學(xué)(nanobiology)研究細(xì)胞內(nèi)各種胞器的結(jié)構(gòu)與功能的研究。細(xì)胞內(nèi)外生物物質(zhì)、能量與訊息傳導(dǎo)的研究。生物反應(yīng)機(jī)制的研究，包含修復(fù)、復(fù)制及調(diào)控等方面之生物程序。

奈米級(jí)生物分子工程的發(fā)展，包括奈米生物分子機(jī)器人及奈米訊息處理系統(tǒng)。奈米生物學(xué)(nanobiology)研究細(xì)胞內(nèi)各種胞器的結(jié)構(gòu)4奈米醫(yī)學(xué)人們將從分子水平上認(rèn)識(shí)自己，創(chuàng)造并利用奈米裝置和奈米結(jié)構(gòu)來(lái)防病治病，改善人類的整個(gè)生命系統(tǒng)。奈米醫(yī)學(xué)則是在分子水平上，利用分子工具和人體的分子知識(shí)，所從事的診斷、醫(yī)療、預(yù)防疾病、防止外傷、止痛、保健和改善健康狀況等科學(xué)技術(shù)，廣義地講都屬于納米醫(yī)學(xué)的范疇。

奈米醫(yī)學(xué)人們將從分子水平上認(rèn)識(shí)自己，創(chuàng)造并利用奈米裝置和奈米5畫家筆下的有機(jī)樹狀體，大小可在一個(gè)蛋白質(zhì)分子左右。樹狀體當(dāng)中藏有許多內(nèi)在空間，被看好是輸送藥物的工具畫家筆下的有機(jī)樹狀體，大小可在一個(gè)蛋白質(zhì)分子左右。樹狀體當(dāng)中6奈米醫(yī)學(xué)大未來(lái)一群無(wú)畏的醫(yī)生以及他們乘坐的高科技潛水艇，透過神秘的方式縮成微型大小，送進(jìn)一位受傷病人的血液循環(huán)中航行，以除去威脅病人生命的腦中血塊。對(duì)看電影的人來(lái)說，1966年的「聯(lián)合縮小軍」是奈米科技（nano-technology）在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上的一場(chǎng)饗宴，也是大膽的愿景。過去36年來(lái)，在愈來(lái)愈小的尺度上制造復(fù)雜器械的努力，已有大幅的進(jìn)展，也讓不少人相信，類似該影片的醫(yī)學(xué)介入方法是可行的；不用多久，微型的機(jī)器人就可能在每個(gè)人的血管當(dāng)中巡弋。這種想法在某些領(lǐng)域受到過度慎重的考慮，以至于有關(guān)這種技術(shù)的黑暗面，也浮上了臺(tái)面；譬如說，可不可能有奈米大小、又能自我復(fù)制的自動(dòng)機(jī)器發(fā)起瘋來(lái)，摧毀了整個(gè)生物界？奈米醫(yī)學(xué)大未來(lái)一群無(wú)畏的醫(yī)生以及他們乘坐的高科技潛水艇，透過7奈米科技確實(shí)具有改變生物醫(yī)學(xué)研究工具的能力在非侵入式的顯影技術(shù)上，研究人員也想利用它們作為加強(qiáng)對(duì)比的物質(zhì)，以及當(dāng)作投藥的載具。在發(fā)掘新藥的實(shí)驗(yàn)中，提供新的標(biāo)志方式；或是顯示細(xì)胞在不同情況下，有哪一批基因受到活化等。奈米尺度的器械還能在快速篩檢診斷及基因檢測(cè)中，扮演一角色，從而顯示某人對(duì)不同疾病的敏感程度，或是有哪些特定的基因在病人的癌細(xì)胞中出現(xiàn)突變。奈米科技確實(shí)具有改變生物醫(yī)學(xué)研究工具的能力在非侵入式的顯影技8將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容性。有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。粉碎過程會(huì)使粒子間的相互作用力增加，為了避免奈米顆粒在粉碎過程中聚合，加工中，不溶的藥物是被懸浮在含一般認(rèn)為安全的穩(wěn)定劑和賦形劑的懸浮液中。利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物樣本中是否存在某特定的基因序列。不用多久，微型的機(jī)器人就可能在每個(gè)人的血管當(dāng)中巡弋。譬如說，可不可能有奈米大小、又能自我復(fù)制的自動(dòng)機(jī)器發(fā)起瘋來(lái)，摧毀了整個(gè)生物界？這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。它的表面形成了大量的分子基因，可以像鉤子一樣攜帶有用的分子。奈米醫(yī)學(xué)則是在分子水平上，利用分子工具和人體的分子知識(shí)，所從事的診斷、醫(yī)療、預(yù)防疾病、防止外傷、止痛、保健和改善健康狀況等科學(xué)技術(shù)，廣義地講都屬于納米醫(yī)學(xué)的范疇。奈米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來(lái)入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。帶了磁性奈米粒子的抗體與標(biāo)的物結(jié)合之后，經(jīng)短暫暴露于磁場(chǎng)之下，將造成這些探針集體放出強(qiáng)烈的磁性訊號(hào)。樹狀體當(dāng)中藏有許多內(nèi)在空間，被看好是輸送藥物的工具有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。至于沒有與標(biāo)的物結(jié)合的抗體，則會(huì)朝不同的方向打轉(zhuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生訊號(hào)。盡管原因尚不明確，所觀察的特點(diǎn)是越大效果越好。藥物的吸收又受其溶解率的限制，因此，縮小藥物的顆粒尺度成為提高藥物利用率的可行方法。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.醫(yī)學(xué)的偉大遠(yuǎn)景在美國(guó)國(guó)家奈米先導(dǎo)計(jì)劃的目標(biāo)或「重要挑戰(zhàn)」之中，列出了一系列疾病檢驗(yàn)、診斷及治療的未來(lái)改善之道。這些目標(biāo)還包括了對(duì)視覺及聽覺的最新輔助之道、對(duì)疾病感染及藥物反應(yīng)的快速檢測(cè)，以及幫忙發(fā)現(xiàn)問題（包括初期的癌癥、感染或心臟毛病），并將訊息傳遞給外界接收器，或是可以當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行修補(bǔ)的微型器械；不過這些目標(biāo)當(dāng)中，許多離實(shí)現(xiàn)還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離。將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容9目標(biāo)1加強(qiáng)影像改良式或全新的對(duì)比劑，將可在疾病更早期也更容易治療的階段即發(fā)現(xiàn)問題。譬如說，可以找出只有幾個(gè)細(xì)胞大小的腫瘤。目標(biāo)1加強(qiáng)影像改良式或全新的對(duì)比劑，將可在疾病更早期也更容易10目標(biāo)2治療新法奈米顆?？蓪⑺幬锼偷教囟ǖ哪繕?biāo)，包括一般藥物不容易抵達(dá)之處。舉例來(lái)說，與腫瘤產(chǎn)生結(jié)合的金質(zhì)奈米殼（圓球型），經(jīng)由紅外光照射后加熱變形，就釋放出摧毀腫瘤的藥物。目標(biāo)2治療新法奈米顆粒可將藥物送到特定的目標(biāo)，包括一般藥物不11目標(biāo)3更好的移植物將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容性。譬如說，表面覆蓋一層奈米粒子的人工髖關(guān)節(jié)，可能與周圍的骨頭產(chǎn)生比一般更緊密的結(jié)合，而防止松脫。目標(biāo)3更好的移植物將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)12奈米生物醫(yī)學(xué)新點(diǎn)子有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。奈米生物醫(yī)學(xué)新點(diǎn)子有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力13磁性卷標(biāo)帶了磁性奈米粒子的抗體與標(biāo)的物結(jié)合之后，經(jīng)短暫暴露于磁場(chǎng)之下，將造成這些探針集體放出強(qiáng)烈的磁性訊號(hào)。至于沒有與標(biāo)的物結(jié)合的抗體，則會(huì)朝不同的方向打轉(zhuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生訊號(hào)。因此無(wú)需經(jīng)過清洗的步驟將未結(jié)合的抗體除去，就可直接讀出結(jié)果。許多偵測(cè)是否有某分子或病原菌存在的檢驗(yàn)法，都是利用抗體與標(biāo)的物結(jié)合的方式達(dá)成。磁性卷標(biāo)帶了磁性奈米粒子的抗體與標(biāo)的物結(jié)合之后，經(jīng)短暫暴露于14金粒子接有短鏈DNA的金質(zhì)奈米粒子，可以測(cè)定樣本中是否有某基因序列（黑色）的存在。溶液中的一組金粒子上接了與標(biāo)的序列前半段互補(bǔ)的DNA（紅色），另一組粒子則帶有與標(biāo)的序列后半互補(bǔ)的DNA（藍(lán)色）。如果樣本中的確存有該基因序列，將會(huì)與兩種金粒子上頭攜帶的DNA觸手相結(jié)合，形成密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把金粒子給固定住。這種金粒子聚集成塊的現(xiàn)象，將造成溶液變色（從紅變藍(lán)）。金粒子接有短鏈DNA的金質(zhì)奈米粒子，可以測(cè)定樣本中是否有某基15美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員MichealWisz便做了一個(gè)奈米錐型裝置，發(fā)揮芯片實(shí)驗(yàn)室的功能，它可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，當(dāng)遇到病毒或是細(xì)菌類型的外來(lái)侵入者，例如艾滋病細(xì)胞，便予以殲滅。這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。樹狀體當(dāng)中藏有許多內(nèi)在空間，被看好是輸送藥物的工具所以，可以作為藥物的納米載體，攜帶藥物分子進(jìn)入人體的血液循環(huán)，使藥物在無(wú)免疫排斥的條件下，發(fā)揮治病的效果。目前這個(gè)芯片的尺寸還相當(dāng)于一個(gè)小硬幣，可以把它做得更小，并計(jì)劃裝上一個(gè)"智慧化"的傳感器，使它可以適時(shí)和適量地釋放藥物。每個(gè)懸臂梁表面接上可與一特定標(biāo)的序列相接的DNA分子，然后加入生物樣本。奈米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來(lái)入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種明亮的閃光；識(shí)別血液異常的生物芯片奈米尺度的器械還能在快速篩檢診斷及基因檢測(cè)中，扮演一角色，從而顯示某人對(duì)不同疾病的敏感程度，或是有哪些特定的基因在病人的癌細(xì)胞中出現(xiàn)突變。當(dāng)人的心臟因意外，突然停止跳動(dòng)的時(shí)候，醫(yī)生可以馬上將大量的人造紅血球注入人體，隨即提供生命賴以生存的氧，以維持整個(gè)機(jī)體的正常生理活動(dòng)。利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物樣本中是否存在某特定的基因序列。將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容性。Tomalia的方法是把能夠與病毒結(jié)合的硅鋁酸位點(diǎn)覆蓋在陷阱細(xì)胞(glycodendrimers)表面。不幸的是，病毒竟然有硅鋁酸受體"鑰匙"。生醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用與潛力，更因?yàn)楝F(xiàn)今醫(yī)療技術(shù)無(wú)法達(dá)到分子修復(fù)的水平，而備受矚目。同時(shí)，這些賦形劑在胃腸道中起表面活性劑的作用，也提高了奈米藥物顆粒的溶解率。本技術(shù)能以每秒2000次完成生物體內(nèi)活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)影像，觀察活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)，發(fā)覺單一病變細(xì)胞，又不會(huì)如CT、X光、核磁共振一樣殺死活細(xì)胞，而且精密度高可以更早期診斷出癌組織病變。至于沒有與標(biāo)的物結(jié)合的抗體，則會(huì)朝不同的方向打轉(zhuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生訊號(hào)。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員MichealWisz便做了一個(gè)奈米16奈米條形碼裝有不同顏色量子點(diǎn)（奈米半導(dǎo)體）的乳膠粒，具有成為特殊標(biāo)簽的潛力，可以用在任何數(shù)量的各種探針上。經(jīng)光線照射后，這些珠粒將放出顏色及強(qiáng)度都不同的特定光譜，好似光譜條形碼一般，可供辨識(shí)（由此也可得知，與之相接的探針為何）。奈米條形碼裝有不同顏色量子點(diǎn)（奈米半導(dǎo)體）的乳膠粒，具有成為17第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件18聰明的懸臂梁利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物樣本中是否存在某特定的基因序列。每個(gè)懸臂梁表面接上可與一特定標(biāo)的序列相接的DNA分子，然后加入生物樣本。如果有配對(duì)產(chǎn)生，將形成表面壓力，造成該懸臂梁彎曲幾個(gè)奈米；雖然彎曲的幅度不大，但足以顯示樣本中具有特定的標(biāo)的分子。聰明的懸臂梁利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物19第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件20奈米狂潮掀起生醫(yī)世紀(jì)大戰(zhàn)！生醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用與潛力，更因?yàn)楝F(xiàn)今醫(yī)療技術(shù)無(wú)法達(dá)到分子修復(fù)的水平，而備受矚目。透過奈米醫(yī)學(xué)，可以利用分子工具和人體的分子知識(shí)，改善整個(gè)人類的生命系統(tǒng)，舉凡修復(fù)畸變的基因、扼殺剛剛萌芽的癌細(xì)胞、捕捉侵入人體的病毒……奈米技術(shù)的最大誘惑，就在于可以使一些分子免于觸發(fā)免疫系統(tǒng)反應(yīng)。奈米狂潮掀起生醫(yī)世紀(jì)大戰(zhàn)！生醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用與潛力，更因?yàn)楝F(xiàn)今21不觸動(dòng)免疫系統(tǒng)直接治病美國(guó)密西根大學(xué)的科學(xué)家詹姆斯、貝克（JamesR.BakerJr）等人研究出一種樹狀的奈米級(jí)的合成分子，稱之為樹狀聚合物（dendrimers）。它的表面形成了大量的分子基因，可以像鉤子一樣攜帶有用的分子。工研院企畫處處長(zhǎng)蘇宗粲就表示「樹狀聚合物不會(huì)引起任何免疫反應(yīng)，成為良好的輸送載體?！鼓蚊准夹g(shù)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合，提供醫(yī)學(xué)界另一種新的思路，奈米藥物的傳輸也成為專家們努力的指標(biāo)。以現(xiàn)階段來(lái)說，半數(shù)以上的新藥有不易溶解和吸收的問題，未來(lái)勢(shì)必得縮小藥物的顆粒尺度和提高藥物利用率。不觸動(dòng)免疫系統(tǒng)直接治病美國(guó)密西根大學(xué)的科學(xué)家詹姆斯、貝克（J22第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件23奈米醫(yī)學(xué)裝置這種只有分子大小、每秒能轉(zhuǎn)動(dòng)三、四次轉(zhuǎn)軸，未來(lái)能啟動(dòng)微型化學(xué)裝置的馬達(dá)，這些混制藥物的裝置被注射人體后，將進(jìn)入癌細(xì)胞增生處，不會(huì)影響身體其他器官，避免正常細(xì)胞受到傷害，使患者在免于開刀的情況下，可以進(jìn)到病人的患部進(jìn)行治療。最后，還能充當(dāng)人體內(nèi)的奈米醫(yī)生，長(zhǎng)期置留在人體內(nèi)為健康把關(guān)。利用奈米晶體技術(shù)，可以讓藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的奈米粒子，提高其溶解性。目前的技術(shù)已經(jīng)可以將藥物縮小到400奈米（nm）以下，口服或注射都不成問題。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.Montemagno）率領(lǐng)一群美國(guó)康乃爾大學(xué)的科學(xué)家，利用奈米技術(shù)制造出生物分子推進(jìn)器。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員MichealWisz便做了一個(gè)奈米錐型裝置，發(fā)揮芯片實(shí)驗(yàn)室的功能，它可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，當(dāng)遇到病毒或是細(xì)菌類型的外來(lái)侵入者，例如艾滋病細(xì)胞，便予以殲滅。奈米醫(yī)學(xué)裝置這種只有分子大小、每秒能轉(zhuǎn)動(dòng)三、四次轉(zhuǎn)軸，未來(lái)能24定點(diǎn)給藥技術(shù)準(zhǔn)確度高未來(lái)疾病檢查時(shí)，可以早期發(fā)現(xiàn)并將疾病在萌芽狀態(tài)扼殺，根本不用等到末期，才利用核磁共振檢查出組織病變。由于奈米技術(shù)能夠準(zhǔn)確地導(dǎo)向定點(diǎn)給藥，特別是在腫瘤萌芽時(shí)期就予以殲滅，「其精準(zhǔn)的效果，外界稱它有如生物導(dǎo)彈?！鼓蚊揍t(yī)學(xué)診斷工具比現(xiàn)在使用的核磁共振精密度，還高出上千倍。奈米技術(shù)也應(yīng)用在影像學(xué)的診斷上。定點(diǎn)給藥技術(shù)準(zhǔn)確度高未來(lái)疾病檢查時(shí)，可以早期發(fā)現(xiàn)并將疾病在萌25進(jìn)入微觀醫(yī)療新境界將奈米技術(shù)運(yùn)用到中草藥加工，也就是奈米中藥微膠囊技術(shù)?，F(xiàn)在中國(guó)大陸的西安國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，已通過該產(chǎn)品的技術(shù)鑒定，其膠囊微粒平均粒徑在19奈米，不但提高吸收率，同時(shí)還可以將現(xiàn)有的復(fù)方中藥改成奈米級(jí)粉體，并可望進(jìn)一步做成貼劑、噴霧劑等類型。進(jìn)入微觀醫(yī)療新境界將奈米技術(shù)運(yùn)用到中草藥加工，也就是奈米中藥26第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件27奈米膠囊再試想一下，吞下一顆膠囊狀的檢查儀器，就能快速進(jìn)行身體健康檢查，這些利用「微小化科技」，將人類帶進(jìn)「微觀醫(yī)療」的境界，未來(lái)心血管患者，只要吞個(gè)膠囊，內(nèi)裝的儀器進(jìn)入人體后，便自動(dòng)進(jìn)行血管脂肪的清除工作，可能不久就不再是夢(mèng)了！奈米膠囊再試想一下，吞下一顆膠囊狀的檢查儀器，就能快速進(jìn)行身28識(shí)別血液異常的生物芯片它的表面形成了大量的分子基因，可以像鉤子一樣攜帶有用的分子。就算最復(fù)雜的生物也是由微小的細(xì)胞所構(gòu)成；不過這些目標(biāo)當(dāng)中，許多離實(shí)現(xiàn)還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離。有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。能否在形成致命的腫瘤之前，早期殺滅癌細(xì)胞？未來(lái)疾病檢查時(shí)，可以早期發(fā)現(xiàn)并將疾病在萌芽狀態(tài)扼殺，根本不用等到末期，才利用核磁共振檢查出組織病變。這些目標(biāo)還包括了對(duì)視覺及聽覺的最新輔助之道、對(duì)疾病感染及藥物反應(yīng)的快速檢測(cè)，以及幫忙發(fā)現(xiàn)問題（包括初期的癌癥、感染或心臟毛病），并將訊息傳遞給外界接收器，或是可以當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行修補(bǔ)的微型器械；如果有配對(duì)產(chǎn)生，將形成表面壓力，造成該懸臂梁彎曲幾個(gè)奈米；但根據(jù)慣例，「奈米科技」這個(gè)名詞一般只用在人造物品，好比說以半導(dǎo)體、金屬、塑料或玻璃所制的產(chǎn)品。改良式或全新的對(duì)比劑，將可在疾病更早期也更容易治療的階段即發(fā)現(xiàn)問題。陷阱細(xì)胞由外殼、內(nèi)腔和核三部分組成。這種金粒子聚集成塊的現(xiàn)象，將造成溶液變色（從紅變藍(lán)）。利用奈米技術(shù)能夠把新型基因材料輸送到已經(jīng)存在的DNA里，而不會(huì)引起任何免疫反應(yīng)。譬如說，可以找出只有幾個(gè)細(xì)胞大小的腫瘤。研究者希望發(fā)展針對(duì)各種致病病毒的特殊陷阱細(xì)胞和用于醫(yī)療的陷阱細(xì)胞庫(kù)。因?yàn)?，它是非生物材料，不?huì)誘發(fā)病人的免疫反應(yīng)，沒有形成排異反應(yīng)的危險(xiǎn)；這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。一旦，不溶性藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米顆粒，就適合于口服或者注射了。這種只有分子大小、每秒能轉(zhuǎn)動(dòng)三、四次轉(zhuǎn)軸，未來(lái)能啟動(dòng)微型化學(xué)裝置的馬達(dá)，這些混制藥物的裝置被注射人體后，將進(jìn)入癌細(xì)胞增生處，不會(huì)影響身體其他器官，避免正常細(xì)胞受到傷害，使患者在免于開刀的情況下，可以進(jìn)到病人的患部進(jìn)行治療。密西根大學(xué)的DonaldTomalia等已經(jīng)用樹形聚合物發(fā)展了能夠捕獲病毒的奈米陷阱。奈米醫(yī)學(xué)之領(lǐng)域智慧藥物

適時(shí)準(zhǔn)確地釋放藥物是它的基本功能之一。

科學(xué)家正在為糖尿病人研制超小型的，模仿健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)。它能夠被植入皮下，監(jiān)測(cè)血糖水平，在必要的時(shí)候釋放出胰島素，使病人體內(nèi)的血糖和胰島素含量總是處于正常狀態(tài)。

識(shí)別血液異常的生物芯片奈米醫(yī)學(xué)之領(lǐng)域智慧藥物適時(shí)準(zhǔn)確地釋放29醫(yī)學(xué)診斷與監(jiān)測(cè)本技術(shù)能以每秒2000次完成生物體內(nèi)活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)影像，觀察活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)，發(fā)覺單一病變細(xì)胞，又不會(huì)如CT、X光、核磁共振一樣殺死活細(xì)胞，而且精密度高可以更早期診斷出癌組織病變。分子雷達(dá)光學(xué)相位差層析技術(shù)(OCT)，分辨率可達(dá)1個(gè)微米級(jí)，較CT和核磁共振的精密度高出上千倍。微小探針技術(shù)奈米監(jiān)測(cè)器，可以殖入人體，隨血液在體內(nèi)運(yùn)行或依不同診斷和監(jiān)測(cè)目的而定位，隨時(shí)傳達(dá)生物訊息給體外記錄裝置。

醫(yī)學(xué)診斷與監(jiān)測(cè)本技術(shù)能以每秒2000次完成生物體內(nèi)活細(xì)胞的動(dòng)30微型藥房的雛形

目前這個(gè)芯片的尺寸還相當(dāng)于一個(gè)小硬幣，可以把它做得更小，并計(jì)劃裝上一個(gè)"智慧化"的傳感器，使它可以適時(shí)和適量地釋放藥物。

一種具有上千個(gè)小藥庫(kù)的微型芯片，每一個(gè)小藥庫(kù)里可以容納25納升的任何藥物，例如止痛劑或抗生素等。

微型藥房的雛形目前這個(gè)芯片的尺寸還相當(dāng)于一個(gè)小硬幣，可以把31能否在形成致命的腫瘤之前，早期殺滅癌細(xì)胞？

美國(guó)密西根大學(xué)的JamesR.BakerJr.博士正在設(shè)計(jì)一種納米"智慧炸彈"，它可以識(shí)別出癌細(xì)胞的化學(xué)特征(chemical"signatures")。這種"智慧炸彈"很小，僅有20納米左右，能夠進(jìn)入并摧毀單個(gè)的癌細(xì)胞。此裝置的研制剛剛開始，而初步的人體實(shí)驗(yàn)至少要五年以后才能進(jìn)行。

能否在形成致命的腫瘤之前，早期殺滅癌細(xì)胞？美國(guó)密西根大學(xué)的32人工紅血球設(shè)想一種裝備超小型納米泵的人造紅血球，攜氧量是天然紅血球的200倍以上。當(dāng)人的心臟因意外，突然停止跳動(dòng)的時(shí)候，醫(yī)生可以馬上將大量的人造紅血球注入人體，隨即提供生命賴以生存的氧，以維持整個(gè)機(jī)體的正常生理活動(dòng)。奈米醫(yī)學(xué)不僅具有消除體內(nèi)壞因素的功能，而且還有增強(qiáng)人體功能的能力。人工紅血球設(shè)想一種裝備超小型納米泵的人造紅血球，攜氧量是天然33人造紅血球(respirocyte)的設(shè)計(jì)這個(gè)血球是個(gè)一微米大小的金剛石的氧氣容器，內(nèi)部有1000個(gè)大氣壓，泵浦動(dòng)力來(lái)自血清葡萄糖。它輸送氧的能力是同等體積天然紅細(xì)胞的236倍，并維持生物炭活性。

它可以應(yīng)用于貧血癥的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失和體育運(yùn)動(dòng)需要的額外耗氧等。

人造紅血球(respirocyte)的設(shè)計(jì)這個(gè)血球是個(gè)一微米34奈米藥物輸運(yùn)藥物的吸收又受其溶解率的限制，因此，縮小藥物的顆粒尺度成為提高藥物利用率的可行方法。按目前的認(rèn)識(shí)，有半數(shù)以上的新藥存在溶解和吸收的問題。由于藥物顆?？s小時(shí)，藥物與胃腸道液體的有效接觸面積將增加，所以藥物的溶解速率隨藥物顆粒尺度的縮小而提高。

奈米藥物輸運(yùn)藥物的吸收又受其溶解率的限制，因此，縮小藥物的顆35奈米晶體技術(shù)深入研究的制粉技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⑺幬锟s小到400納米以下。

同時(shí)，這些賦形劑在胃腸道中起表面活性劑的作用，也提高了奈米藥物顆粒的溶解率。一旦，不溶性藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米顆粒，就適合于口服或者注射了?？蓪⑺幬镱w粒轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的奈米粒子，同時(shí)提高溶解性，以提高難溶性藥物的藥效率。粉碎過程會(huì)使粒子間的相互作用力增加，為了避免奈米顆粒在粉碎過程中聚合，加工中，不溶的藥物是被懸浮在含一般認(rèn)為安全的穩(wěn)定劑和賦形劑的懸浮液中。奈米晶體技術(shù)深入研究的制粉技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⑺幬锟s小到400納米36新型基因奈米醫(yī)學(xué)將給醫(yī)學(xué)界，諸如癌癥、糖尿病和老年性癡呆等疾病的治療帶來(lái)變革，已經(jīng)獲得越來(lái)越多的認(rèn)同。利用奈米技術(shù)能夠把新型基因材料輸送到已經(jīng)存在的DNA里，而不會(huì)引起任何免疫反應(yīng)。樹形聚合物(dendrimers)就是提供此類輸送的良好候選材料。因?yàn)?，它是非生物材料，不?huì)誘發(fā)病人的免疫反應(yīng)，沒有形成排異反應(yīng)的危險(xiǎn)；所以，可以作為藥物的納米載體，攜帶藥物分子進(jìn)入人體的血液循環(huán)，使藥物在無(wú)免疫排斥的條件下，發(fā)揮治病的效果。這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。新型基因奈米醫(yī)學(xué)將給醫(yī)學(xué)界，諸如癌癥、糖尿病和老年性癡呆等疾37捕獲病毒的奈米陷阱體外實(shí)驗(yàn)表明奈米陷阱能夠在流感病毒感染細(xì)胞之前就捕獲它們，同樣的方法期望用于捕獲類似艾滋病病毒等更復(fù)雜的病毒。密西根大學(xué)的DonaldTomalia等已經(jīng)用樹形聚合物發(fā)展了能夠捕獲病毒的奈米陷阱。此奈米陷阱使用的是超小分子，此分子能夠在病毒進(jìn)入細(xì)胞致病前即與病毒結(jié)合，使病毒喪失致病的能力。

捕獲病毒的奈米陷阱體外實(shí)驗(yàn)表明奈米陷阱能夠在流感病毒感染細(xì)胞38陷阱細(xì)胞通俗地講，人體細(xì)胞表面裝備著含硅鋁酸成分的"鎖"，只準(zhǔn)許持"鑰匙"者進(jìn)入。不幸的是，病毒竟然有硅鋁酸受體"鑰匙"。Tomalia的方法是把能夠與病毒結(jié)合的硅鋁酸位點(diǎn)覆蓋在陷阱細(xì)胞(glycodendrimers)表面。當(dāng)病毒結(jié)合到陷阱細(xì)胞表面，就無(wú)法再感染人體細(xì)胞了。陷阱細(xì)胞由外殼、內(nèi)腔和核三部分組成。內(nèi)腔可充填藥物分子；將來(lái)有可能裝上化療藥物，直接送到腫瘤上。陷阱細(xì)胞能夠繁殖，生成不同的后代，個(gè)子較大的后代可能攜帶更多的藥物。盡管原因尚不明確，所觀察的特點(diǎn)是越大效果越好。研究者希望發(fā)展針對(duì)各種致病病毒的特殊陷阱細(xì)胞和用于醫(yī)療的陷阱細(xì)胞庫(kù)。

陷阱細(xì)胞通俗地講，人體細(xì)胞表面裝備著含硅鋁酸成分的"鎖"，只39溶液中的一組金粒子上接了與標(biāo)的序列前半段互補(bǔ)的DNA（紅色），另一組粒子則帶有與標(biāo)的序列后半互補(bǔ)的DNA（藍(lán)色）。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。按目前的認(rèn)識(shí)，有半數(shù)以上的新藥存在溶解和吸收的問題。過去36年來(lái)，在愈來(lái)愈小的尺度上制造復(fù)雜器械的努力，已有大幅的進(jìn)展，也讓不少人相信，類似該影片的醫(yī)學(xué)介入方法是可行的；一旦，不溶性藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米顆粒，就適合于口服或者注射了。一種具有上千個(gè)小藥庫(kù)的微型芯片，每一個(gè)小藥庫(kù)里可以容納25納升的任何藥物，例如止痛劑或抗生素等。生醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用與潛力，更因?yàn)楝F(xiàn)今醫(yī)療技術(shù)無(wú)法達(dá)到分子修復(fù)的水平，而備受矚目。當(dāng)病毒結(jié)合到陷阱細(xì)胞表面，就無(wú)法再感染人體細(xì)胞了。密西根大學(xué)的DonaldTomalia等已經(jīng)用樹形聚合物發(fā)展了能夠捕獲病毒的奈米陷阱。Tomalia的方法是把能夠與病毒結(jié)合的硅鋁酸位點(diǎn)覆蓋在陷阱細(xì)胞(glycodendrimers)表面。這種只有分子大小、每秒能轉(zhuǎn)動(dòng)三、四次轉(zhuǎn)軸，未來(lái)能啟動(dòng)微型化學(xué)裝置的馬達(dá)，這些混制藥物的裝置被注射人體后，將進(jìn)入癌細(xì)胞增生處，不會(huì)影響身體其他器官，避免正常細(xì)胞受到傷害，使患者在免于開刀的情況下，可以進(jìn)到病人的患部進(jìn)行治療。這種金粒子聚集成塊的現(xiàn)象，將造成溶液變色（從紅變藍(lán)）。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.通俗地講，人體細(xì)胞表面裝備著含硅鋁酸成分的"鎖"，只準(zhǔn)許持"鑰匙"者進(jìn)入。在美國(guó)國(guó)家奈米先導(dǎo)計(jì)劃的目標(biāo)或「重要挑戰(zhàn)」之中，列出了一系列疾病檢驗(yàn)、診斷及治療的未來(lái)改善之道。將奈米技術(shù)運(yùn)用到中草藥加工，也就是奈米中藥微膠囊技術(shù)。奈米尺度的器械還能在快速篩檢診斷及基因檢測(cè)中，扮演一角色，從而顯示某人對(duì)不同疾病的敏感程度，或是有哪些特定的基因在病人的癌細(xì)胞中出現(xiàn)突變。識(shí)別血液異常的生物芯片奈米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來(lái)入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。MichealWisz做了一個(gè)雛形裝置，發(fā)揮芯片實(shí)驗(yàn)室的功能，它可以沿血流流動(dòng)并跟蹤像鐮狀細(xì)胞血癥和感染了艾滋病的細(xì)胞。血液細(xì)胞被導(dǎo)入一個(gè)發(fā)射激光的腔體表面，

從而改變激光的形成。癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種明亮的閃光；而健康細(xì)胞只發(fā)射一種標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)的光，以此鑒別癌變。

溶液中的一組金粒子上接了與標(biāo)的序列前半段互補(bǔ)的DNA（紅色）40第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)41優(yōu)選第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)優(yōu)選第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)42生物學(xué)都屬于奈米科技就算最復(fù)雜的生物也是由微小的細(xì)胞所構(gòu)成；細(xì)胞本身就是由奈米尺度的建材所組成，像是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸及其他的復(fù)雜生物分子。但根據(jù)慣例，「奈米科技」這個(gè)名詞一般只用在人造物品，好比說以半導(dǎo)體、金屬、塑料或玻璃所制的產(chǎn)品。生物學(xué)都屬于奈米科技就算最復(fù)雜的生物也是由微小的細(xì)胞所構(gòu)成；43奈米生物學(xué)(nanobiology)研究細(xì)胞內(nèi)各種胞器的結(jié)構(gòu)與功能的研究。細(xì)胞內(nèi)外生物物質(zhì)、能量與訊息傳導(dǎo)的研究。生物反應(yīng)機(jī)制的研究，包含修復(fù)、復(fù)制及調(diào)控等方面之生物程序。

奈米級(jí)生物分子工程的發(fā)展，包括奈米生物分子機(jī)器人及奈米訊息處理系統(tǒng)。奈米生物學(xué)(nanobiology)研究細(xì)胞內(nèi)各種胞器的結(jié)構(gòu)44奈米醫(yī)學(xué)人們將從分子水平上認(rèn)識(shí)自己，創(chuàng)造并利用奈米裝置和奈米結(jié)構(gòu)來(lái)防病治病，改善人類的整個(gè)生命系統(tǒng)。奈米醫(yī)學(xué)則是在分子水平上，利用分子工具和人體的分子知識(shí)，所從事的診斷、醫(yī)療、預(yù)防疾病、防止外傷、止痛、保健和改善健康狀況等科學(xué)技術(shù)，廣義地講都屬于納米醫(yī)學(xué)的范疇。

奈米醫(yī)學(xué)人們將從分子水平上認(rèn)識(shí)自己，創(chuàng)造并利用奈米裝置和奈米45畫家筆下的有機(jī)樹狀體，大小可在一個(gè)蛋白質(zhì)分子左右。樹狀體當(dāng)中藏有許多內(nèi)在空間，被看好是輸送藥物的工具畫家筆下的有機(jī)樹狀體，大小可在一個(gè)蛋白質(zhì)分子左右。樹狀體當(dāng)中46奈米醫(yī)學(xué)大未來(lái)一群無(wú)畏的醫(yī)生以及他們乘坐的高科技潛水艇，透過神秘的方式縮成微型大小，送進(jìn)一位受傷病人的血液循環(huán)中航行，以除去威脅病人生命的腦中血塊。對(duì)看電影的人來(lái)說，1966年的「聯(lián)合縮小軍」是奈米科技（nano-technology）在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上的一場(chǎng)饗宴，也是大膽的愿景。過去36年來(lái)，在愈來(lái)愈小的尺度上制造復(fù)雜器械的努力，已有大幅的進(jìn)展，也讓不少人相信，類似該影片的醫(yī)學(xué)介入方法是可行的；不用多久，微型的機(jī)器人就可能在每個(gè)人的血管當(dāng)中巡弋。這種想法在某些領(lǐng)域受到過度慎重的考慮，以至于有關(guān)這種技術(shù)的黑暗面，也浮上了臺(tái)面；譬如說，可不可能有奈米大小、又能自我復(fù)制的自動(dòng)機(jī)器發(fā)起瘋來(lái)，摧毀了整個(gè)生物界？奈米醫(yī)學(xué)大未來(lái)一群無(wú)畏的醫(yī)生以及他們乘坐的高科技潛水艇，透過47奈米科技確實(shí)具有改變生物醫(yī)學(xué)研究工具的能力在非侵入式的顯影技術(shù)上，研究人員也想利用它們作為加強(qiáng)對(duì)比的物質(zhì)，以及當(dāng)作投藥的載具。在發(fā)掘新藥的實(shí)驗(yàn)中，提供新的標(biāo)志方式；或是顯示細(xì)胞在不同情況下，有哪一批基因受到活化等。奈米尺度的器械還能在快速篩檢診斷及基因檢測(cè)中，扮演一角色，從而顯示某人對(duì)不同疾病的敏感程度，或是有哪些特定的基因在病人的癌細(xì)胞中出現(xiàn)突變。奈米科技確實(shí)具有改變生物醫(yī)學(xué)研究工具的能力在非侵入式的顯影技48將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容性。有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。粉碎過程會(huì)使粒子間的相互作用力增加，為了避免奈米顆粒在粉碎過程中聚合，加工中，不溶的藥物是被懸浮在含一般認(rèn)為安全的穩(wěn)定劑和賦形劑的懸浮液中。利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物樣本中是否存在某特定的基因序列。不用多久，微型的機(jī)器人就可能在每個(gè)人的血管當(dāng)中巡弋。譬如說，可不可能有奈米大小、又能自我復(fù)制的自動(dòng)機(jī)器發(fā)起瘋來(lái)，摧毀了整個(gè)生物界？這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。它的表面形成了大量的分子基因，可以像鉤子一樣攜帶有用的分子。奈米醫(yī)學(xué)則是在分子水平上，利用分子工具和人體的分子知識(shí)，所從事的診斷、醫(yī)療、預(yù)防疾病、防止外傷、止痛、保健和改善健康狀況等科學(xué)技術(shù)，廣義地講都屬于納米醫(yī)學(xué)的范疇。奈米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來(lái)入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。帶了磁性奈米粒子的抗體與標(biāo)的物結(jié)合之后，經(jīng)短暫暴露于磁場(chǎng)之下，將造成這些探針集體放出強(qiáng)烈的磁性訊號(hào)。樹狀體當(dāng)中藏有許多內(nèi)在空間，被看好是輸送藥物的工具有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。至于沒有與標(biāo)的物結(jié)合的抗體，則會(huì)朝不同的方向打轉(zhuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生訊號(hào)。盡管原因尚不明確，所觀察的特點(diǎn)是越大效果越好。藥物的吸收又受其溶解率的限制，因此，縮小藥物的顆粒尺度成為提高藥物利用率的可行方法。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.醫(yī)學(xué)的偉大遠(yuǎn)景在美國(guó)國(guó)家奈米先導(dǎo)計(jì)劃的目標(biāo)或「重要挑戰(zhàn)」之中，列出了一系列疾病檢驗(yàn)、診斷及治療的未來(lái)改善之道。這些目標(biāo)還包括了對(duì)視覺及聽覺的最新輔助之道、對(duì)疾病感染及藥物反應(yīng)的快速檢測(cè)，以及幫忙發(fā)現(xiàn)問題（包括初期的癌癥、感染或心臟毛?。?，并將訊息傳遞給外界接收器，或是可以當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行修補(bǔ)的微型器械；不過這些目標(biāo)當(dāng)中，許多離實(shí)現(xiàn)還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離。將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容49目標(biāo)1加強(qiáng)影像改良式或全新的對(duì)比劑，將可在疾病更早期也更容易治療的階段即發(fā)現(xiàn)問題。譬如說，可以找出只有幾個(gè)細(xì)胞大小的腫瘤。目標(biāo)1加強(qiáng)影像改良式或全新的對(duì)比劑，將可在疾病更早期也更容易50目標(biāo)2治療新法奈米顆粒可將藥物送到特定的目標(biāo)，包括一般藥物不容易抵達(dá)之處。舉例來(lái)說，與腫瘤產(chǎn)生結(jié)合的金質(zhì)奈米殼（圓球型），經(jīng)由紅外光照射后加熱變形，就釋放出摧毀腫瘤的藥物。目標(biāo)2治療新法奈米顆?？蓪⑺幬锼偷教囟ǖ哪繕?biāo)，包括一般藥物不51目標(biāo)3更好的移植物將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容性。譬如說，表面覆蓋一層奈米粒子的人工髖關(guān)節(jié)，可能與周圍的骨頭產(chǎn)生比一般更緊密的結(jié)合，而防止松脫。目標(biāo)3更好的移植物將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)52奈米生物醫(yī)學(xué)新點(diǎn)子有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。奈米生物醫(yī)學(xué)新點(diǎn)子有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力53磁性卷標(biāo)帶了磁性奈米粒子的抗體與標(biāo)的物結(jié)合之后，經(jīng)短暫暴露于磁場(chǎng)之下，將造成這些探針集體放出強(qiáng)烈的磁性訊號(hào)。至于沒有與標(biāo)的物結(jié)合的抗體，則會(huì)朝不同的方向打轉(zhuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生訊號(hào)。因此無(wú)需經(jīng)過清洗的步驟將未結(jié)合的抗體除去，就可直接讀出結(jié)果。許多偵測(cè)是否有某分子或病原菌存在的檢驗(yàn)法，都是利用抗體與標(biāo)的物結(jié)合的方式達(dá)成。磁性卷標(biāo)帶了磁性奈米粒子的抗體與標(biāo)的物結(jié)合之后，經(jīng)短暫暴露于54金粒子接有短鏈DNA的金質(zhì)奈米粒子，可以測(cè)定樣本中是否有某基因序列（黑色）的存在。溶液中的一組金粒子上接了與標(biāo)的序列前半段互補(bǔ)的DNA（紅色），另一組粒子則帶有與標(biāo)的序列后半互補(bǔ)的DNA（藍(lán)色）。如果樣本中的確存有該基因序列，將會(huì)與兩種金粒子上頭攜帶的DNA觸手相結(jié)合，形成密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把金粒子給固定住。這種金粒子聚集成塊的現(xiàn)象，將造成溶液變色（從紅變藍(lán)）。金粒子接有短鏈DNA的金質(zhì)奈米粒子，可以測(cè)定樣本中是否有某基55美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員MichealWisz便做了一個(gè)奈米錐型裝置，發(fā)揮芯片實(shí)驗(yàn)室的功能，它可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，當(dāng)遇到病毒或是細(xì)菌類型的外來(lái)侵入者，例如艾滋病細(xì)胞，便予以殲滅。這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。樹狀體當(dāng)中藏有許多內(nèi)在空間，被看好是輸送藥物的工具所以，可以作為藥物的納米載體，攜帶藥物分子進(jìn)入人體的血液循環(huán)，使藥物在無(wú)免疫排斥的條件下，發(fā)揮治病的效果。目前這個(gè)芯片的尺寸還相當(dāng)于一個(gè)小硬幣，可以把它做得更小，并計(jì)劃裝上一個(gè)"智慧化"的傳感器，使它可以適時(shí)和適量地釋放藥物。每個(gè)懸臂梁表面接上可與一特定標(biāo)的序列相接的DNA分子，然后加入生物樣本。奈米技術(shù)可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)諸如病毒和細(xì)菌類型的外來(lái)入侵者，并予以殲滅，從而消除傳染性疾病。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種明亮的閃光；識(shí)別血液異常的生物芯片奈米尺度的器械還能在快速篩檢診斷及基因檢測(cè)中，扮演一角色，從而顯示某人對(duì)不同疾病的敏感程度，或是有哪些特定的基因在病人的癌細(xì)胞中出現(xiàn)突變。當(dāng)人的心臟因意外，突然停止跳動(dòng)的時(shí)候，醫(yī)生可以馬上將大量的人造紅血球注入人體，隨即提供生命賴以生存的氧，以維持整個(gè)機(jī)體的正常生理活動(dòng)。利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物樣本中是否存在某特定的基因序列。將人造移植物表面作奈米尺度的修正，將可增進(jìn)其耐用度及生物兼容性。Tomalia的方法是把能夠與病毒結(jié)合的硅鋁酸位點(diǎn)覆蓋在陷阱細(xì)胞(glycodendrimers)表面。不幸的是，病毒竟然有硅鋁酸受體"鑰匙"。生醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用與潛力，更因?yàn)楝F(xiàn)今醫(yī)療技術(shù)無(wú)法達(dá)到分子修復(fù)的水平，而備受矚目。同時(shí)，這些賦形劑在胃腸道中起表面活性劑的作用，也提高了奈米藥物顆粒的溶解率。本技術(shù)能以每秒2000次完成生物體內(nèi)活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)影像，觀察活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)，發(fā)覺單一病變細(xì)胞，又不會(huì)如CT、X光、核磁共振一樣殺死活細(xì)胞，而且精密度高可以更早期診斷出癌組織病變。至于沒有與標(biāo)的物結(jié)合的抗體，則會(huì)朝不同的方向打轉(zhuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生訊號(hào)。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員MichealWisz便做了一個(gè)奈米56奈米條形碼裝有不同顏色量子點(diǎn)（奈米半導(dǎo)體）的乳膠粒，具有成為特殊標(biāo)簽的潛力，可以用在任何數(shù)量的各種探針上。經(jīng)光線照射后，這些珠粒將放出顏色及強(qiáng)度都不同的特定光譜，好似光譜條形碼一般，可供辨識(shí)（由此也可得知，與之相接的探針為何）。奈米條形碼裝有不同顏色量子點(diǎn)（奈米半導(dǎo)體）的乳膠粒，具有成為57第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件58聰明的懸臂梁利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物樣本中是否存在某特定的基因序列。每個(gè)懸臂梁表面接上可與一特定標(biāo)的序列相接的DNA分子，然后加入生物樣本。如果有配對(duì)產(chǎn)生，將形成表面壓力，造成該懸臂梁彎曲幾個(gè)奈米；雖然彎曲的幅度不大，但足以顯示樣本中具有特定的標(biāo)的分子。聰明的懸臂梁利用類似原子力顯微鏡當(dāng)中的懸臂梁，可用來(lái)篩選生物59第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件60奈米狂潮掀起生醫(yī)世紀(jì)大戰(zhàn)！生醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用與潛力，更因?yàn)楝F(xiàn)今醫(yī)療技術(shù)無(wú)法達(dá)到分子修復(fù)的水平，而備受矚目。透過奈米醫(yī)學(xué)，可以利用分子工具和人體的分子知識(shí)，改善整個(gè)人類的生命系統(tǒng)，舉凡修復(fù)畸變的基因、扼殺剛剛萌芽的癌細(xì)胞、捕捉侵入人體的病毒……奈米技術(shù)的最大誘惑，就在于可以使一些分子免于觸發(fā)免疫系統(tǒng)反應(yīng)。奈米狂潮掀起生醫(yī)世紀(jì)大戰(zhàn)！生醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用與潛力，更因?yàn)楝F(xiàn)今61不觸動(dòng)免疫系統(tǒng)直接治病美國(guó)密西根大學(xué)的科學(xué)家詹姆斯、貝克（JamesR.BakerJr）等人研究出一種樹狀的奈米級(jí)的合成分子，稱之為樹狀聚合物（dendrimers）。它的表面形成了大量的分子基因，可以像鉤子一樣攜帶有用的分子。工研院企畫處處長(zhǎng)蘇宗粲就表示「樹狀聚合物不會(huì)引起任何免疫反應(yīng)，成為良好的輸送載體?！鼓蚊准夹g(shù)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合，提供醫(yī)學(xué)界另一種新的思路，奈米藥物的傳輸也成為專家們努力的指標(biāo)。以現(xiàn)階段來(lái)說，半數(shù)以上的新藥有不易溶解和吸收的問題，未來(lái)勢(shì)必得縮小藥物的顆粒尺度和提高藥物利用率。不觸動(dòng)免疫系統(tǒng)直接治病美國(guó)密西根大學(xué)的科學(xué)家詹姆斯、貝克（J62第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件63奈米醫(yī)學(xué)裝置這種只有分子大小、每秒能轉(zhuǎn)動(dòng)三、四次轉(zhuǎn)軸，未來(lái)能啟動(dòng)微型化學(xué)裝置的馬達(dá)，這些混制藥物的裝置被注射人體后，將進(jìn)入癌細(xì)胞增生處，不會(huì)影響身體其他器官，避免正常細(xì)胞受到傷害，使患者在免于開刀的情況下，可以進(jìn)到病人的患部進(jìn)行治療。最后，還能充當(dāng)人體內(nèi)的奈米醫(yī)生，長(zhǎng)期置留在人體內(nèi)為健康把關(guān)。利用奈米晶體技術(shù)，可以讓藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的奈米粒子，提高其溶解性。目前的技術(shù)已經(jīng)可以將藥物縮小到400奈米（nm）以下，口服或注射都不成問題。根據(jù)前年的《科學(xué)》（Science）雜志也報(bào)導(dǎo)，由美國(guó)科學(xué)家蒙提馬羅（C.Montemagno）率領(lǐng)一群美國(guó)康乃爾大學(xué)的科學(xué)家，利用奈米技術(shù)制造出生物分子推進(jìn)器。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員MichealWisz便做了一個(gè)奈米錐型裝置，發(fā)揮芯片實(shí)驗(yàn)室的功能，它可以在血流中進(jìn)行巡航探測(cè)，當(dāng)遇到病毒或是細(xì)菌類型的外來(lái)侵入者，例如艾滋病細(xì)胞，便予以殲滅。奈米醫(yī)學(xué)裝置這種只有分子大小、每秒能轉(zhuǎn)動(dòng)三、四次轉(zhuǎn)軸，未來(lái)能64定點(diǎn)給藥技術(shù)準(zhǔn)確度高未來(lái)疾病檢查時(shí)，可以早期發(fā)現(xiàn)并將疾病在萌芽狀態(tài)扼殺，根本不用等到末期，才利用核磁共振檢查出組織病變。由于奈米技術(shù)能夠準(zhǔn)確地導(dǎo)向定點(diǎn)給藥，特別是在腫瘤萌芽時(shí)期就予以殲滅，「其精準(zhǔn)的效果，外界稱它有如生物導(dǎo)彈?！鼓蚊揍t(yī)學(xué)診斷工具比現(xiàn)在使用的核磁共振精密度，還高出上千倍。奈米技術(shù)也應(yīng)用在影像學(xué)的診斷上。定點(diǎn)給藥技術(shù)準(zhǔn)確度高未來(lái)疾病檢查時(shí)，可以早期發(fā)現(xiàn)并將疾病在萌65進(jìn)入微觀醫(yī)療新境界將奈米技術(shù)運(yùn)用到中草藥加工，也就是奈米中藥微膠囊技術(shù)。現(xiàn)在中國(guó)大陸的西安國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，已通過該產(chǎn)品的技術(shù)鑒定，其膠囊微粒平均粒徑在19奈米，不但提高吸收率，同時(shí)還可以將現(xiàn)有的復(fù)方中藥改成奈米級(jí)粉體，并可望進(jìn)一步做成貼劑、噴霧劑等類型。進(jìn)入微觀醫(yī)療新境界將奈米技術(shù)運(yùn)用到中草藥加工，也就是奈米中藥66第十三單元未來(lái)的奈米醫(yī)學(xué)課件67奈米膠囊再試想一下，吞下一顆膠囊狀的檢查儀器，就能快速進(jìn)行身體健康檢查，這些利用「微小化科技」，將人類帶進(jìn)「微觀醫(yī)療」的境界，未來(lái)心血管患者，只要吞個(gè)膠囊，內(nèi)裝的儀器進(jìn)入人體后，便自動(dòng)進(jìn)行血管脂肪的清除工作，可能不久就不再是夢(mèng)了！奈米膠囊再試想一下，吞下一顆膠囊狀的檢查儀器，就能快速進(jìn)行身68識(shí)別血液異常的生物芯片它的表面形成了大量的分子基因，可以像鉤子一樣攜帶有用的分子。就算最復(fù)雜的生物也是由微小的細(xì)胞所構(gòu)成；不過這些目標(biāo)當(dāng)中，許多離實(shí)現(xiàn)還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離。有朝一日，可以加強(qiáng)生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的速度及能力，好比說在微量的樣本中，篩選出是否有特定基因序列的存在。能否在形成致命的腫瘤之前，早期殺滅癌細(xì)胞？未來(lái)疾病檢查時(shí)，可以早期發(fā)現(xiàn)并將疾病在萌芽狀態(tài)扼殺，根本不用等到末期，才利用核磁共振檢查出組織病變。這些目標(biāo)還包括了對(duì)視覺及聽覺的最新輔助之道、對(duì)疾病感染及藥物反應(yīng)的快速檢測(cè)，以及幫忙發(fā)現(xiàn)問題（包括初期的癌癥、感染或心臟毛?。?，并將訊息傳遞給外界接收器，或是可以當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行修補(bǔ)的微型器械；如果有配對(duì)產(chǎn)生，將形成表面壓力，造成該懸臂梁彎曲幾個(gè)奈米；但根據(jù)慣例，「奈米科技」這個(gè)名詞一般只用在人造物品，好比說以半導(dǎo)體、金屬、塑料或玻璃所制的產(chǎn)品。改良式或全新的對(duì)比劑，將可在疾病更早期也更容易治療的階段即發(fā)現(xiàn)問題。陷阱細(xì)胞由外殼、內(nèi)腔和核三部分組成。這種金粒子聚集成塊的現(xiàn)象，將造成溶液變色（從紅變藍(lán)）。利用奈米技術(shù)能夠把新型基因材料輸送到已經(jīng)存在的DNA里，而不會(huì)引起任何免疫反應(yīng)。譬如說，可以找出只有幾個(gè)細(xì)胞大小的腫瘤。研究者希望發(fā)展針對(duì)各種致病病毒的特殊陷阱細(xì)胞和用于醫(yī)療的陷阱細(xì)胞庫(kù)。因?yàn)?，它是非生物材料，不?huì)誘發(fā)病人的免疫反應(yīng)，沒有形成排異反應(yīng)的危險(xiǎn)；這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療是很有希望的。一旦，不溶性藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米顆粒，就適合于口服或者注射了。這種只有分子大小、每秒能轉(zhuǎn)動(dòng)三、四次轉(zhuǎn)軸，未來(lái)能啟動(dòng)微型化學(xué)裝置的馬達(dá)，這些混制藥物的裝置被注射人體后，將進(jìn)入癌細(xì)胞增生處，不會(huì)影響身體其他器官，避免正常細(xì)胞受到傷害，使患者在免于開刀的情況下，可以進(jìn)到病人的患部進(jìn)行治療。密西根大學(xué)的DonaldTomalia等已經(jīng)用樹形聚合物發(fā)展了能夠捕獲病毒的奈米陷阱。奈米醫(yī)學(xué)之領(lǐng)域智慧藥物

適時(shí)準(zhǔn)確地釋放藥物是它的基本功能之一。

科學(xué)家正在為糖尿病人研制超小型的，模仿健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)。它能夠被植入皮下，監(jiān)測(cè)血糖水平，在必要的時(shí)候釋放出胰島素，使病人體內(nèi)的血糖和胰島素含量總是處于正常狀態(tài)。

識(shí)別血液異常的生物芯片奈米醫(yī)學(xué)之領(lǐng)域智慧藥物適時(shí)準(zhǔn)確地釋放69醫(yī)學(xué)診斷與監(jiān)測(cè)本技術(shù)能以每秒2000次完成生物體內(nèi)活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)影像，觀察活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)，發(fā)覺單一病變細(xì)胞，又不會(huì)如CT、X光、核磁共振一樣殺死活細(xì)胞，而且精密度高可以更早期診斷出癌組織病變。分子雷達(dá)光學(xué)相位差層析技術(shù)(OCT)，分辨率可達(dá)1個(gè)微米級(jí)，較CT和核磁共振的精密度高出上千倍。微小探針技術(shù)奈米監(jiān)測(cè)器，可以殖入人體，隨血液在體內(nèi)運(yùn)行或依不同診斷和監(jiān)測(cè)目的而定位，隨時(shí)傳達(dá)生物訊息給體外記錄裝置。

醫(yī)學(xué)診斷與監(jiān)測(cè)本技術(shù)能以每秒2000次完成生物體內(nèi)活細(xì)胞的動(dòng)70微型藥房的雛形

目前這個(gè)芯片的尺寸還相當(dāng)于一個(gè)小硬幣，可以把它做得更小，并計(jì)劃裝上一個(gè)"智慧化"的傳感器，使它可以適時(shí)和適量地釋放藥物。

一種具有上千個(gè)小藥庫(kù)的微型芯片，每一個(gè)小藥庫(kù)里可以容納25納升的任何藥物，例如止痛劑或抗生素等。

微型藥房的雛形目前這個(gè)芯片的尺寸還相當(dāng)于一個(gè)小硬幣，可以把71能否在形成致命的腫瘤之前，早期殺滅癌細(xì)胞？

美國(guó)密西根大學(xué)的JamesR.BakerJr.博士正在設(shè)計(jì)一種納米"智慧炸彈"，它可以識(shí)別出癌細(xì)胞的化學(xué)特征(chemical"signatures")。這種"智慧炸彈"很小，僅有20納米左右，能夠進(jìn)入并摧毀單個(gè)的癌細(xì)胞。此裝置的研制剛剛開始，而初步的人體實(shí)驗(yàn)至少要五年以后才能進(jìn)行。

能否在形成致命的腫瘤之前，早期殺滅癌細(xì)胞？美國(guó)密西根大學(xué)的72人工紅血球設(shè)想一種裝備超小型納米泵的人造紅血球，攜氧量是天然紅血球的200倍以上。當(dāng)人的心臟因意外，突然停止跳動(dòng)的時(shí)候，醫(yī)生可以馬上將大量的人造紅血球注入人體，隨即提供生命賴以生存的氧，以維持整個(gè)機(jī)體的正常生理活動(dòng)。奈米醫(yī)學(xué)不僅具有消除體內(nèi)壞因素的功能，而且還有增強(qiáng)人體功能的能力。人工紅血球設(shè)想一種裝備超小型納米泵的人造紅血球，攜氧量是天然73人造紅血球(respirocyte)的設(shè)計(jì)這個(gè)血球是個(gè)一微米大小的金剛石的氧氣容器，內(nèi)部有1000個(gè)大氣壓，泵浦動(dòng)力來(lái)自血清葡萄糖。它輸送氧的能力是同等體積天然紅細(xì)胞的236倍，并維持生物炭活性。

它可以應(yīng)用于貧血癥的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失和體育運(yùn)動(dòng)需要的額外耗氧等。

人造紅血球(respirocyte)的設(shè)計(jì)這個(gè)血球是個(gè)一微米74奈米藥物輸運(yùn)藥物的吸收又受其溶解率的限制，因此，縮小藥物的顆粒尺度成為提高藥物利用率的可行方法。按目前的認(rèn)識(shí)，有半數(shù)以上的新藥存在溶解和吸收的問題。由于藥物顆粒縮小時(shí)，藥物與胃腸道液體的有效接觸面積將增加，所以藥物的溶解速率隨藥物顆粒尺度的縮小而提高。

奈米藥物輸運(yùn)藥物的吸收又受其溶解率的限制，因此，縮小藥物的顆75奈米晶體技術(shù)深入研究的制粉技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⑺幬锟s小到400納米以下。

同時(shí)，這些賦形劑在胃腸道中起表面活性劑的作用，也提高了奈米藥物顆粒的溶解率。一旦，不溶性藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米顆粒，就適合于口服或者注射了?？蓪⑺幬镱w粒轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的奈米