生物医学纳米技术课件

1、生物医学纳米技术张宇生物科学与医学工程学院第四讲：生物医学纳米技术生物医学纳米技术BTITNTComputer(H/W, S/W)SemiconductorMEMSTelecommunicationInternetAudio/Visual displayGenomicsMolecular BiologyCell TechnologyTissue EngineeringNano-materialNano-structureNano-processingNano-machine BioinformaticsBiosensorBiochipsBioelectronicsBiocomputerNano

2、-computerNano-motorNano-sensorNano-BiosensorNano-BiologyNano-MedicinePOCTotal AnalysisTechnology二十一世纪的三大关键技术丰富多彩的纳米材料纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料核壳结构磁性荧光纳米棒Fe3O4TiO2AuAuAuFe3O4Fe2O3/SiO2Fe2O3/CdTe/AlgCdTe QDsFe3O4/PLANano-Bio-Tech Group物理学家-光刻技术化学家-自组装纳米加工与制备不同尺寸和形状的银纳米粒子具有不同的光学

3、性质Fe3O4磁性纳米颗粒Fe3O4的晶体结构尖晶石结构 Fe3+A Fe3+,Fe2+B O4 4B生物相容性肿瘤：能否象慢性病一样治疗？ 靶向 挑战: 减少癌症的病痛和死亡 2015 “A Vision Not a Dream!” by using nanotechnology, A v. Eschenbach, NCI早期诊断和靶向治疗破坏肿瘤生长隐形-超小-长循环-靶向Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6042 6108表面：Nano-Bio Bridge-Targeting/Sensing Function纳米探针=纳米颗粒+靶向分子信号组件+识别组件单

4、分子行为的直接、实时、动态观察荧光标记技术激光共聚焦扫描显微镜实时观察量子点标记的表皮生长因子（EGF）与其受体的结合（标尺为5微米）。量子点沿细胞伪足运动Nature Biotech. 2004, 22(2) :198-203抗体引导靶向诊断肿瘤Fig. 3 Schematic of the principle of active targeting3.靶向纳米颗粒紫杉醇白蛋白纳米粒阿霉素脂质体上市药物临床应用FDA批准药物磁靶向药物治疗肿瘤Fig. 2 Schematic of the principle of magnetic drug targeting2.对照组紫杉醇紫杉醇+磁性纳米

5、粒紫杉醇+磁性纳米粒+磁场可控磁性药物载体时空可控给药技术1min24hrs72hrs144hrs磁感应肿瘤热疗 小鼠肝肿瘤动物模型治疗实验磁性纳米颗粒作为药物磁介导热疗的治疗方式磁介导热疗的治疗方式(a)动脉栓塞热疗，(b)直接注射热疗，(c)细胞内热疗超选择介入栓塞碘油磁液经肝动脉栓塞磁致热疗治疗肝癌的实验研究经动脉栓塞热疗（Arterial Embolization Hyperthermia AEH）通过超选择介入导管技术将含有纳米级磁性热种子的拴塞剂选择性灌注入肿瘤新生血管并栓塞，结合交变磁场磁致热疗，将有望解决深部肿瘤靶向性级温度分布问题。 使用大型交变磁场进行兔子动脉栓塞磁致热疗试

6、验光纤测温磁性纳米颗粒-临床肿瘤热疗Fe3O4RR Qiao, CH Yang and MY Gao J. Mater. Chem., 2009, 19, 62746293磁性纳米颗粒-临床MRI造影AMAG Pharmaceuticals, Inc.Fe3O4多数生物医学应用基于电磁场-纳米颗粒-生物体之间的相互作用非生命的物质与生命的物质在电磁场中的相互作用疾病诊治的新原理、新方法、新技术纳米生物电磁学Nano-Bio-eMagcs黑箱激光诱导金纳米壳细胞热疗Technology in Cancer Research & Treatment，2004，3（1）：33-40金纳米壳Nanoplatforms-靶向诊断与治疗NCI光动力学疗法 Nano X-ray Technology二氧化铪(HfO)是一种具有宽带隙和高介电常数的陶瓷材料，具有抗放射性并高效产生光电子。 150年前，微米成为新的精度标准，并成为工业革命的技术基础，最早和最好学会使用微米技术的国