納米研究所研究什么的 納米技術(shù)和普通技術(shù)的比較

納米技術(shù)是什么樣的技術(shù)？納米生物學(xué)研究內(nèi)容是什么？什么是納米科技？納米科技可以用來干什么？研究納米技術(shù)的意義，1納米這么小，科學(xué)研究者們是怎樣進(jìn)行研究納米技術(shù)的？

本文導(dǎo)航

• 納米技術(shù)可以用在什么方面
• 細(xì)胞生物學(xué)研究有哪些
• 納米科技是怎么來的
• 納米科技有什么深刻意義
• 納米技術(shù)和普通技術(shù)的比較
• 納米技術(shù)有什么新奇的特性

納米技術(shù)可以用在什么方面

納米技術(shù)就是研究尺寸在1-100nm范圍物質(zhì)性能結(jié)構(gòu)用途的技術(shù)

細(xì)胞生物學(xué)研究有哪些

納米生物學(xué)

納米生物學(xué)主要包含兩個(gè)方面：

一，利用新興的納米技術(shù)來解決研究和生物學(xué)問題；

二，利用生物大分子制造分子器件，模仿和制造類似生物大分子的分子機(jī)器。納米科技的最終目的是制造分子機(jī)器，而分子機(jī)器的啟發(fā)來源于生物體系中存在的大量的生物大分子，它們被費(fèi)曼等人看作是自然界的分子機(jī)器。從這個(gè)意義上說，納米生物學(xué)應(yīng)該是納米科技中的一個(gè)核心領(lǐng)域。

利用DNA和某些特殊的蛋白質(zhì)的特殊性質(zhì)，有可能制造出分子器件。目前研究的熱點(diǎn)在分子馬達(dá)、硅－神經(jīng)細(xì)胞體系和DNA相關(guān)的納米體系與器件。利用納米技術(shù)，人們已經(jīng)可以操縱單個(gè)的生物大分子。操縱生物大分子，被認(rèn)為是有可能引發(fā)第二次生物學(xué)革命的重要技術(shù)之一。

在生物和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

納米微粒的尺寸一般比生物體內(nèi)的細(xì)胞、紅血球小得多，這就為生物學(xué)研究提供了一個(gè)新的研究途徑，即利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離、細(xì)胞染色及利用納米微粒制成特殊藥物或新型抗體進(jìn)行局部定向治療等。關(guān)于這方面的研究現(xiàn)在處于初始階段，但卻有廣闊的應(yīng)用前景。

細(xì)胞分離

生物細(xì)胞分離是生物細(xì)胞學(xué)研究中一種十分重要的技術(shù)，它關(guān)系到研究所需要的細(xì)胞標(biāo)本能不能快速獲得的關(guān)鍵問題。這種細(xì)胞分離技術(shù)在醫(yī)療臨床診斷上有廣闊的應(yīng)用前景。例如，在婦女懷孕8星期左右，其血液中就開始出現(xiàn)非常少量的胎兒細(xì)胞，為判斷胎兒是否有遺傳缺陷,過去常常采用價(jià)格昂貴并對(duì)人身有害的技術(shù)，如羊水診斷等。用納米微粒很容易將血樣中極少量胎兒細(xì)胞分離出來，方法簡便，價(jià)錢便宜，并能準(zhǔn)確地判斷胎兒細(xì)胞是否有遺傳缺陷。美國等先進(jìn)國家已采用這種技術(shù)用于臨床診斷。癌癥的早期診斷一直是醫(yī)學(xué)界急待解決的難題。美國科學(xué)家利貝蒂指出，利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離技術(shù)很可能在腫瘤早期的血液中檢查出癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。同時(shí)他們還正在研究實(shí)現(xiàn)用納米微粒檢查血液中的心肌蛋白，以幫助治療心臟病。納米細(xì)胞分離技術(shù)將給人們帶來福音。以往的細(xì)胞分離技術(shù)主要采用離心法，利用密度梯度原理進(jìn)行分離，時(shí)間長效果差。80年代初，人們開始利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離，建立了用納米SiO2微粒實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分離的新技術(shù)。其基本原理和過程是：先制備SiO2納米微粒，尺寸控制在15～20nm，結(jié)構(gòu)一般為非晶態(tài)，再將其表面包覆單分子層，包覆層的選擇主要依據(jù)所要分離的細(xì)胞種類而定，一般選擇與所要分離細(xì)胞有親和作用的物質(zhì)作為附著層。這種Si02納米粒子包覆后所形成復(fù)合體的尺寸約為30nm。第二步是制取含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液，適當(dāng)控制膠體溶液濃度。第三步是將納米SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細(xì)胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，再通過離心技術(shù)，利用密度梯度原理，使所需要的細(xì)胞很快分離出來。此方法的優(yōu)點(diǎn)是：

1．易形成密度梯度。納米包覆體尺寸約30nm，因而膠體溶液在離心作用下很容易產(chǎn)生密度梯度. 2．易實(shí)現(xiàn)納米Sio2粒子與細(xì)胞的分離。這是因?yàn)榧{米SiO2微粒是屬于無機(jī)玻璃的范疇性能穩(wěn)定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應(yīng)，既不會(huì)沾污生物細(xì)胞，也容易把它們分開。

細(xì)胞內(nèi)部染色

細(xì)胞內(nèi)部的染色對(duì)用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡研究細(xì)胞內(nèi)各種組織是十分重要的一種技術(shù)。它在研究細(xì)胞生物學(xué)中占有極為重要的作用。細(xì)胞中存在各種器官和細(xì)絲。器官有線粒體、核和小胞腔等。細(xì)絲主要有三種，直徑約為6—20nm。它們縱橫交錯(cuò)在細(xì)胞內(nèi)構(gòu)成了細(xì)胞骨骼體系，而這種組織保持了細(xì)胞的形態(tài)，控制細(xì)胞的變化、運(yùn)動(dòng)、分裂、細(xì)胞內(nèi)器官的移動(dòng)和原生質(zhì)流動(dòng)等。未加染色的細(xì)胞由于襯度很低，很難用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡進(jìn)行觀察，細(xì)胞內(nèi)的器官和骨骼體系很難觀察和分辨,為了解決這一問題，物理學(xué)家已經(jīng)發(fā)展了幾種染色技術(shù)。如熒抗體法、鐵蛋白抗體法和過氧化物酶染色法等，目的是提高用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察細(xì)胞組織的襯度。隨著細(xì)胞學(xué)研究的發(fā)展，要求進(jìn)一步提高觀察細(xì)胞內(nèi)組織的分辨率，這就需要尋找新的染色方法。納米微粒的出現(xiàn)，為建立新的染色技術(shù)提供了新·的途徑。最近比利時(shí)的德梅博士等人采用乙醚的黃磷飽和溶液、抗壞血酸或者檸檬酸鈉把金從氯化金酸(HAuCl‘)水溶液中還原出來形成金納米粒子，粒徑的尺寸范圍是3—40nm。接著制備金納米粒子—抗體的復(fù)合體，具體方法是將金超微粒與預(yù)先精制的抗體或單克隆抗體混合。這里選擇抗體的類型是制備復(fù)合體的重要一環(huán)，不同的抗體對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨gS組織敏感程度和親和力有很大的差別。我們可以根據(jù)這些差別制備多種金納米粒子—抗體的復(fù)合體，而這些復(fù)合體分別與細(xì)胞內(nèi)各種器官和骨骼系統(tǒng)相結(jié)合，就相當(dāng)于給各種組織貼上了標(biāo)簽。由于它們?cè)诠?學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡下襯度差別很大，這就很容易分辨各種組織。這就是利用納米粒子進(jìn)行細(xì)胞染色技術(shù)。

大量研究表明，納米微粒與抗體的結(jié)合并不是共價(jià)鍵而是弱庫侖作用的離子鍵，因此制造穩(wěn)定的復(fù)合體工藝比較復(fù)雜，但選 擇適當(dāng)條件是可以制造多種納米微粒一抗體的穩(wěn)定復(fù)合體。細(xì)胞染色的原理與金屬金的超微粒子光學(xué)特性有關(guān)。一般來說，超微粒子的光吸收和光散射很可能在顯微鏡下呈現(xiàn)自己的特征顏色，由于納米微粒尺寸小，電子能級(jí)發(fā)生分裂，能級(jí)之間的間距與粒徑大小有關(guān)，由于從低能級(jí)的躍遷很可能吸收某種波長的光，納米微粒的龐大比表面中原子的振動(dòng)模式與顆粒內(nèi)部不同，它的等離子共振也會(huì)產(chǎn)生對(duì)某種波長的光的吸收，納米粒于與抗體之間的界面也會(huì)對(duì)某種波長光的吸收產(chǎn)生影響。由于上述幾種原因，

金納米粒子—抗體復(fù)合體在白光或單色光照射下就會(huì)呈現(xiàn)某種特定的顏色。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，對(duì)10nm直徑以上的金納米粒子在光學(xué)顯微鏡的明場(chǎng)下可觀察到它的顏色為紅色。

表面包敷的磁性納米粒子在藥物上的應(yīng)用

磁性納米粒子表面涂覆高分子，在外部再與蛋白相結(jié)合可以注入生物體中，這種技術(shù)目前尚在實(shí)驗(yàn)階段，已通過了動(dòng)物臨床 實(shí)驗(yàn)。這種載有高分子和蛋白的磁性納米粒子作為藥物的載體，然后靜脈注射到動(dòng)物體內(nèi)(小鼠、白兔等)，在外加磁場(chǎng)2125)4 10’／冗(A／m)下通過納米微粒的磁性導(dǎo)航，使其移向病變部位，達(dá)到定向治療的目的。這就是磁性超微粒子在藥物學(xué)應(yīng)用的基本原理。

這里最重要的是選擇一種生物活性劑，根據(jù)癌細(xì)胞和正常細(xì)胞表面糖鏈的差異，使這種生物活性劑僅僅與癌細(xì)胞有親和力而對(duì)正常細(xì)胞不敏感，表面包覆高分子的磁性納米微粒載有這種活性劑就會(huì)達(dá)到治療的目的。動(dòng)物臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)，帶有磁性的納米微粒是發(fā)展這種技術(shù)的最有前途的對(duì)象(純金屑N5、Co磁性納米粒子由于有致癌作用，不宜使用)， 例如10—50nm的Fe3o4的磁性粒子表面包覆甲基丙烯酸，尺寸約為200nm，這種亞微米級(jí)的粒子攜帶蛋白、抗體和藥物可以用于癌癥的診斷和治療。這種局部治療效果好，副作用少，很可能成為您癥的治療方向。但目前還存在不少的問題，影響這種技術(shù)在人體的應(yīng)用。如何避免包覆的高分子層在生物體中的分解，是今后應(yīng)該加以研究的問題。

磁性納米粒子在分離癌細(xì)胞和正常細(xì)胞方面經(jīng)動(dòng)物臨床試驗(yàn)已獲成功，顯示出了引人注目的應(yīng)用前景。我們知道，癌癥、腫瘤手術(shù)后要進(jìn)行放射性輻照，以殺死殘存的癌細(xì)胞，但與此同時(shí)大面積輻照也會(huì)使正常細(xì)胞受到傷害，尤其是會(huì)使對(duì)生命極端重要的具有造血功能和免疫系統(tǒng)的骨髓細(xì)胞受損害，所以在輻照治療前將骨髓抽出，輻照后再重新注入，但在較多的情況下癌細(xì)胞已擴(kuò)散到骨助中，因此在把癌細(xì)胞從骨髓液中分離出來是至關(guān)重要的，否則將含有癌細(xì)胞的骨髓液注回輻照治療后的骨髓中還會(huì)舊病復(fù)發(fā)。

利用磁性超微粒子分離癌細(xì)胞的技術(shù)主要采取約50nm的Fe304‘納米粒子，包覆聚苯乙烯后直徑為3μm，用于小鼠骨髓液中癌細(xì)胞分離的實(shí)驗(yàn)，具體過程如圖4-8所示。首先從羊身上取出抗小鼠Fc抗體(免疫球蛋白)，然后與上述磁性粒子的包覆物相結(jié)合，如圖4-8A所示。將小鼠帶有正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的骨髓液取出，加入小鼠雜種產(chǎn)生的抗神經(jīng)母細(xì)胞瘤(尚未徹底分化的癌化神經(jīng)細(xì)胞)單克隆抗體，此抗體只與骨髓液中的癌細(xì)胞結(jié)合。最后將抗體和包覆層的磁性粒子放入骨髓液中，它只與攜帶抗體的癌細(xì)胞相結(jié)合。而利用磁分離裝置很容易將癌細(xì)胞從骨髓中分離出來，其分離度達(dá)99．9％以上。

行了人體骨髓液癌細(xì)胞的分離來治療病患者。

納米科技是怎么來的

納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。

納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是動(dòng)態(tài)科學(xué)（動(dòng)態(tài)力學(xué)）和現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、智能量子、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）。

和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計(jì)量學(xué)等。

擴(kuò)展資料：

1、納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬分之一毫米。

2、納米技術(shù)帶動(dòng)了技術(shù)革命。

3、利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細(xì)血管，“餓死”癌細(xì)胞。

4、如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射。

5、納米技術(shù)是多科學(xué)綜合，有些目標(biāo)需要長時(shí)間的努力才會(huì)實(shí)現(xiàn)。

6、納米技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)是當(dāng)前的科學(xué)發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類社會(huì)、生存環(huán)境和科學(xué)技術(shù)本身變得更美好。

7、納米技術(shù)可以觀察病人身體中的癌細(xì)胞病變及情況，可讓醫(yī)生對(duì)癥下藥。

參考資料：百度百科-納米科技

納米科技有什么深刻意義

納米技術(shù)和普通技術(shù)的比較

納米技術(shù)(nanotech)是在原子、分子和超分子尺度上對(duì)物質(zhì)進(jìn)行處理的技術(shù)。對(duì)納米技術(shù)最早、最寬泛的定義是指通過精確操縱原子和分子來制造大規(guī)模產(chǎn)品的特殊技術(shù)手段，現(xiàn)在也被稱為分子納米技術(shù)。國家納米技術(shù)計(jì)劃隨后對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行了更廣義的描述，該計(jì)劃將納米技術(shù)定義為在至少一維尺度下對(duì)1至100納米的物質(zhì)進(jìn)行處理。這個(gè)定義反映了這樣一個(gè)事實(shí)，即在這個(gè)量子領(lǐng)域尺度上量子力學(xué)效應(yīng)是至關(guān)重要的，因此這個(gè)定義從一個(gè)特定的技術(shù)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝粋€(gè)包含所有類型研究和技術(shù)的范疇內(nèi)，對(duì)于低于給定尺寸閾值物質(zhì)的特定性質(zhì)進(jìn)行處理。因此，常見的是看到復(fù)數(shù)形式的“納米技術(shù)”和“納米級(jí)技術(shù)”，指的是對(duì)尺寸這一共同特征寬領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。

納米技術(shù)按尺寸定義通常非常廣泛，包括表面科學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分子生物學(xué)、半導(dǎo)體物理、儲(chǔ)能 ，微制造， 分子工程等各種科學(xué)領(lǐng)域。相關(guān)的研究和應(yīng)用同樣多樣化，從傳統(tǒng)器件物理的擴(kuò)展到基于分子自組裝的全新方法，從開發(fā)納米級(jí)尺寸的新材料到直接控制原子尺度的物質(zhì)。

科學(xué)家們目前正在討論納米技術(shù)的未來影響。納米技術(shù)可能能夠創(chuàng)造出許多能夠廣泛應(yīng)用的新材料和新設(shè)備，如納米醫(yī)學(xué)、納米電子學(xué)、生物材料能源生產(chǎn)和消費(fèi)品。另一方面，納米技術(shù)引起了許多與任何新技術(shù)相同的問題，包括納米材料的毒性和環(huán)境影響，及其對(duì)全球經(jīng)濟(jì)的潛在影響，以及對(duì)各種世界末日情景的猜測(cè)。這些擔(dān)憂引發(fā)了倡導(dǎo)團(tuán)體和政府之間關(guān)于是否有必要對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行特別監(jiān)管的爭論。

納米技術(shù)有什么新奇的特性

“納米”是“

nanometer”的譯名，即為毫微米，通常用 “nm”表示。在物理學(xué)中，納米是長度的單位，1納米＝10－9米。如果做個(gè)比較，一納米只有3個(gè)原子那么長。所謂納米材料，是指微觀結(jié)構(gòu)至少在一維方向上受納米尺度（1～100nm）調(diào)制的各種固體超細(xì)材料，它包括零維的原子團(tuán)簇（幾十個(gè)原子的聚集體）和納米微粒；一維調(diào)制的納米多層膜；二維調(diào)制的納米微粒膜（涂層）；以及三維調(diào)制的納米相材料。納米材料包括納米微粒與納米固體：納米微粒通常＞1nm，需用電子顯微鏡才能看到；納米固體系納米結(jié)構(gòu)材料。尺寸為 1～100nm的納米微粒凝聚而成的塊體、薄膜、多層膜和纖維，又分為晶態(tài)、準(zhǔn)晶態(tài)和非晶態(tài)三類。

??????納米技術(shù)是指在納米尺度下對(duì)物質(zhì)進(jìn)行制備、研究和工業(yè)化，以及利用納米尺度物質(zhì)進(jìn)行交叉研究和工業(yè)化的一門綜合性的技術(shù)體系。從1982年掃描隧道顯微鏡發(fā)明至今，納米材料與納米科技問世已有近 20年的歷史，大致完成了材料創(chuàng)新、性能開發(fā)階段，現(xiàn)在正步入完善工藝和全面應(yīng)用階段。納米科技以空前的分辨率為人類揭示了一個(gè)可見的原子、分子世界，它是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)。

??????納米材料由納米粒子組成。納米粒子一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域。納米尺度空間所涉及的物質(zhì)層次，從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)，亦非典型的宏觀系統(tǒng)，是一種相對(duì)獨(dú)立的中間領(lǐng)域，典型的介觀系統(tǒng)。這種基本特性使納米粒子呈現(xiàn)許多奇異的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，出現(xiàn)一些“反?，F(xiàn)象”，如金屬為導(dǎo)體，但納米金屬微粒在低溫下由于量子尺寸效應(yīng)會(huì)呈現(xiàn)電絕緣性；納米磁性金屬的磁化率是普通金屬的20倍；化學(xué)惰性的金屬鉑制成納米微粒（箔黑）后，卻成為活性極好的催化劑等。