2025年纳米生物学考前冲刺考试及答案

2025年纳米生物学考前冲刺考试及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种纳米材料因具有独特的表面等离子体共振效应，常用于生物成像和光热治疗？A.金纳米颗粒B.碳纳米管C.二氧化硅纳米颗粒D.磁性纳米颗粒2.纳米药物递送系统中，“EPR效应”主要依赖的生物学特性是：A.肿瘤组织高渗透长滞留的血管特性B.正常组织的紧密血管内皮C.免疫细胞对纳米颗粒的识别D.肝脏库普弗细胞的吞噬作用3.用于单分子检测的纳米孔测序技术中，关键的信号读取机制是：A.电流变化B.荧光标记C.表面增强拉曼散射D.核磁共振4.外泌体作为纳米载体的优势不包括：A.天然生物相容性B.主动靶向能力C.高药物负载量D.低免疫原性5.量子点相比传统有机荧光染料的主要优势是：A.激发光谱窄，发射光谱宽B.光稳定性强，抗光漂白C.生物毒性更低D.合成成本更低6.磁性纳米颗粒在生物医学中的典型应用不包括：A.磁热疗B.磁共振成像C.基因编辑工具递送D.光动力治疗7.纳米酶与天然酶相比，最显著的特点是：A.催化特异性更高B.可响应环境刺激调节活性C.对温度和pH更敏感D.仅能模拟单一酶活性8.纳米生物传感器中，“表面等离子体共振（SPR）”技术的核心检测参数是：A.折射率变化B.荧光强度C.电化学信号D.热导率变化9.用于肿瘤微环境响应的纳米载体常设计的触发机制不包括：A.酸性pH（pH≈6.5）B.高浓度谷胱甘肽（GSH）C.正常组织的高氧环境D.过表达的基质金属蛋白酶（MMPs）10.纳米技术在神经再生中的应用主要通过：A.模拟细胞外基质的拓扑结构B.直接替代受损神经元C.抑制神经炎症反应D.增强神经递质的合成二、填空题（每空2分，共20分）1.纳米材料与生物系统相互作用的“冠层（ProteinCorona）”形成主要取决于纳米颗粒的______、______和溶液中的蛋白质组成。2.基因编辑工具CRISPR-Cas9的纳米递送系统需同时包裹______和______，以实现高效胞内释放。3.光动力治疗（PDT）的纳米载体需负载______，其在特定波长光照下产生活性氧（ROS）杀伤细胞。4.纳米孔测序技术中，单链DNA通过纳米孔时会引起______的变化，从而解析碱基序列。5.仿生纳米载体常用的修饰材料包括______（如细胞膜）和______（如外泌体）。6.纳米酶的催化活性调控可通过______（如尺寸、形貌）和______（如表面修饰）实现。三、简答题（每题10分，共40分）1.简述纳米颗粒表面修饰对其生物分布的影响机制，并举例说明两种常用修饰策略。2.对比分析脂质体纳米载体与聚合物纳米载体在药物递送中的优缺点。3.解释“纳米-生物界面”的关键科学问题，并说明其对纳米药物设计的指导意义。4.列举三种纳米技术在精准医疗中的应用实例，并简述其核心原理。四、论述题（每题10分，共20分）1.结合最新研究进展，论述纳米技术在癌症多模态治疗（如化疗+光热+免疫治疗）中的协同机制及面临的挑战。2.从生物安全性角度，分析纳米材料在临床转化中的主要瓶颈，并提出可能的解决策略。2025年纳米生物学考前冲刺考试答案一、单项选择题1.A（金纳米颗粒的表面等离子体共振效应可调控吸收/散射光谱，广泛用于成像和光热治疗）2.A（EPR效应指肿瘤血管内皮间隙大、淋巴回流差，使纳米颗粒在肿瘤组织富集）3.A（纳米孔测序通过检测DNA链通过纳米孔时的离子电流变化识别碱基）4.C（外泌体负载量有限，通常需改造以提高药物包载率）5.B（量子点光稳定性强，可长时间成像，而有机染料易光漂白）6.D（光动力治疗依赖光敏剂，磁性纳米颗粒主要用于磁相关应用）7.B（纳米酶可通过外界刺激如pH、光调控活性，天然酶活性受严格生理条件限制）8.A（SPR检测目标分子结合引起的传感器表面折射率变化）9.C（肿瘤微环境通常为低氧，正常组织高氧环境不用于触发释放）10.A（纳米材料通过拓扑结构（如纳米纤维）引导神经轴突生长，模拟细胞外基质）二、填空题1.尺寸；表面电荷（或表面化学性质）2.sgRNA（小向导RNA）；Cas9蛋白（或mRNA）3.光敏剂（如卟啉类化合物）4.离子电流5.天然生物膜；内源性囊泡6.物理参数；化学修饰三、简答题1.纳米颗粒表面修饰通过改变其表面电荷、亲疏水性及靶向配体，影响与血浆蛋白的结合（冠层形成）、网状内皮系统（RES）的清除及组织靶向性。常用策略：①聚乙二醇（PEG）修饰：通过空间位阻减少蛋白吸附，延长循环时间（如阿霉素脂质体Doxil）；②靶向配体修饰（如抗体、肽段）：与靶细胞表面受体特异性结合，提高肿瘤富集（如曲妥珠单抗修饰的HER2靶向纳米颗粒）。2.脂质体：优点为生物相容性好、易与细胞膜融合促进胞内递送；缺点是稳定性差（易渗漏）、载药量低（亲脂性药物为主）。聚合物纳米载体：优点为稳定性高（可调控降解速率）、载药范围广（亲/疏水性药物）；缺点是生物降解性可能引发毒性（如聚乳酸-羟基乙酸PLGA需控制分子量），且表面修饰难度较高。3.纳米-生物界面的关键问题包括：①纳米材料与生物分子（如蛋白质、细胞膜）的相互作用机制（如冠层形成动力学）；②纳米材料在生物体内的转运、分布及清除路径；③界面反应对生物功能的影响（如氧化应激、炎症反应）。指导意义：通过调控界面性质（如尺寸、表面电荷）优化纳米药物的靶向性、减少非特异性毒性，例如通过PEG化减少RES清除，通过靶向配体修饰提高病灶富集。4.实例：①纳米生物传感器（如基于金纳米颗粒的比色传感器）：利用金纳米颗粒团聚/分散引起的颜色变化，快速检测病原体（如新冠病毒抗原）；②纳米基因编辑载体（如脂质纳米颗粒LNP递送mRNA）：通过LNP保护CRISPR-Cas9组分，靶向肝脏细胞实现基因敲除（如治疗遗传性肝病）；③纳米免疫激活剂（如二氧化锰纳米颗粒）：在肿瘤微环境中分解H₂O₂产氧，缓解乏氧并增强PD-1/PD-L1抑制剂的免疫治疗效果。四、论述题1.协同机制：①化疗药物（如阿霉素）直接杀伤快速增殖的肿瘤细胞；②光热纳米颗粒（如金纳米棒）在近红外光照射下产热，诱导肿瘤细胞热消融并释放肿瘤抗原；③免疫佐剂（如CpG寡核苷酸）或光热/化疗引起的免疫原性细胞死亡（ICD）激活树突状细胞，促进T细胞浸润，增强系统免疫应答。挑战：①多组分共递送的载体制备复杂度高（需控制各组分释放时序）；②光热治疗的穿透深度限制（近红外光仅穿透1-2cm，深部肿瘤难以覆盖）；③免疫激活可能引发过度炎症反应（如细胞因子风暴）；④纳米载体的生物安全性（长期蓄积毒性）需进一步验证。2.主要瓶颈：①生物分布不可控：纳米颗粒可能非特异性蓄积于肝、脾，引发器官毒性（如炎症、纤维化）；②免疫原性：部分纳米材料（如阳离子聚合物）可激活补体系统，导致过敏反应；③长期毒性：纳米颗粒的降解产物（如金属离子）可能在体内蓄积，影响代谢功能；④标准