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關(guān)鍵詞：《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》講義;CAI課件;教學(xué)效果

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）19-0140-02

一、《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程的現(xiàn)狀

納米技術(shù)的發(fā)展依靠的是人才的發(fā)展，納米科技人才是納米技術(shù)發(fā)展的根本保證。我國一直以來十分重視對納米科技方面人才的培養(yǎng)。《國家納米科技發(fā)展綱要（2001―2010年）》中明確地提出：要從學(xué)校的教育抓起，要重視納米科技的相關(guān)學(xué)科建設(shè)，擇優(yōu)設(shè)立有關(guān)于納米科技的專業(yè)，同時在物理、化學(xué)、生物、機械、電子學(xué)、計算機科學(xué)等專業(yè)內(nèi)部，設(shè)置有關(guān)納米科技的新課程，重視和保障我國納米科技的可持續(xù)發(fā)展。目前，納米技術(shù)的相關(guān)教學(xué)工作十分活躍，國內(nèi)許多高校都開設(shè)了與納米技術(shù)相關(guān)的公共選修課或者專業(yè)選修課。在材料類本科專業(yè)中，開設(shè)有“納米材料與技術(shù)”、“納米材料”課程，這是當前材料科學(xué)領(lǐng)域中重要的專業(yè)課程。為彌補專業(yè)課程的不足和提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機會，不少高校還在化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程等專業(yè)中開設(shè)了“納米科技導(dǎo)論”選修課程，受到學(xué)生的普遍歡迎。

為了讓對納米科技有興趣的學(xué)生了解和認識納米科技的基本知識、基本概念、基本方法及其應(yīng)用，我們在桂林電子科技大學(xué)大學(xué)一年級新生中開設(shè)了“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”通識教育選修課程。這門選修課程推出后，立即受到了廣大學(xué)生的歡迎，選修本門課的學(xué)生人數(shù)達到了200人，且仍有相當部分的學(xué)生由于受到選課人數(shù)的限制未能選上這門課程。實踐表明，學(xué)生選修“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程的興趣主要源于對新興納米科技知識的求知欲望。目前，在我國的高等院校開設(shè)的納米技術(shù)相關(guān)課程中，大部分是偏向納米材料的內(nèi)容，這些納米材料類課程一般是作為高年級專業(yè)主干課或?qū)I(yè)選修課開設(shè)。這類課程的開設(shè)，一般要求選修的學(xué)生具有一定的材料、化學(xué)、生物等相關(guān)專業(yè)知識。對于我校大一新生來說，目前的相關(guān)教材和教學(xué)內(nèi)容顯然過于深奧。在教學(xué)實踐過程中，經(jīng)常有學(xué)生發(fā)出這樣的疑問：“納米技術(shù)這門課這么深奧，我們該如何學(xué)呢？以后工作中能用到嗎？”

綜上所述，我們必須對“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”這門課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等進行改革。根據(jù)教育部“關(guān)于推進高等教育面向新世紀教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃實施工作的若干意見”的指示精神，結(jié)合辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標，面向大一新生這類特殊的教學(xué)對象，本文在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中探索了一條切實有效的教學(xué)改革之路。

二、新的教學(xué)模式和方法在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中的應(yīng)用

（一）教學(xué)模式改革的目的

在“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程教學(xué)中，結(jié)合該課程理論和實踐性強的特點，對教學(xué)過程中教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材建設(shè)和考核方法等多個環(huán)節(jié)進行改革，推動“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程的建設(shè)，為將來從事與納米科技研究及產(chǎn)業(yè)相關(guān)工作的本科生提供必要的知識準備，以便能快速進入相關(guān)領(lǐng)域，滿足社會之需求。并力圖培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)高層次、綜合性、有創(chuàng)新意識和能力的人才奠定基礎(chǔ)。

（二）新的教學(xué)模式和方法

1.編制新的講義。目前可供高校教師上課選擇的有關(guān)納米技術(shù)的相關(guān)教材較少，且絕大部分是專業(yè)性較強的專業(yè)教材。在以往的教學(xué)實踐中，使用類似的教材，大一學(xué)生常常感到接受起來比較困難，影響了教學(xué)效果和學(xué)生的積極性。因此，有必要針對大一新生，查閱國內(nèi)外大量與本課程相關(guān)的資料，旁征博引，編寫納米技術(shù)的相關(guān)講義。該講義既要比較全面地介紹納米技術(shù)的相關(guān)基本概念、理論和應(yīng)用，又要把握專業(yè)深度，體現(xiàn)出專業(yè)性和科普性的結(jié)合。主要包括：納米技術(shù)概述、掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡、納米材料、納米生物與醫(yī)學(xué)技術(shù)、納米機械、納米電子學(xué)等內(nèi)容。納米科技的研究對象涉及諸多領(lǐng)域，它的基礎(chǔ)研究問題又與應(yīng)用密不可分。對于大一新生，在有限的學(xué)時內(nèi)，不可能把納米技術(shù)的方方面面都做個系統(tǒng)講授，比較可行的做法是將本學(xué)科領(lǐng)域最近發(fā)生的重要事件納入講義，并將這些事件產(chǎn)生的巨大影響加以闡述，讓學(xué)生真切感受到知識的實用性與社會效應(yīng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這就對教師的專業(yè)綜合素質(zhì)提出了較高的要求。結(jié)合大一新生專業(yè)基礎(chǔ)知識較弱同時對前沿科技比較感興趣的特點，我們在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上編制了新的講義，注重趣味性、通俗性、易懂性，提高了對學(xué)生的吸引力。

2.CAI課件研制?！凹{米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程涵蓋面較廣、信息量教大，單一的板書教學(xué)手段不易滿足該課程的教學(xué)需要。將現(xiàn)代化多媒體技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，利用視聽說等手段向?qū)W生提供聲、像、圖、文等綜合信息，有利于學(xué)生集中注意力。納米技術(shù)的許多知識是微觀領(lǐng)域的，單靠語言和文字描述，學(xué)生難以理解。通過多媒體技術(shù)進行動畫模擬，可以使微觀知識宏觀化，變抽象為具體。因此，必須系統(tǒng)開發(fā)研制“納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用”課程CAI課件，該課件以科學(xué)研究前沿課題形式體現(xiàn)納米技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，尤其是國內(nèi)外高校和公司中納米技術(shù)應(yīng)用的具體實例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究熱情。

在新的講義基礎(chǔ)上，為了達到好的教學(xué)效果，我們研制了高質(zhì)量的CAI課件。對于納米尺度相關(guān)問題的研究，采用圖像、視頻、動畫等形式，這就比單純的文字說明更加具有感染力，也更利于學(xué)生接受，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.依托科研項目，實現(xiàn)多種教學(xué)手段。目前，依托多媒體等現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，已經(jīng)實現(xiàn)了板書向PPT教學(xué)的轉(zhuǎn)化，但在教學(xué)內(nèi)容上，比較偏重理論，教學(xué)手段和教學(xué)方法比較單一。《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程對于大一新生來說，屬于內(nèi)容比較陌生，概念抽象，較難理解的課程。如果還是采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)手段，往往使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，影響課堂效果。針對這種情況，我們采取了依托科研項目，將教材內(nèi)容和科研項目中相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容聯(lián)系起來，實現(xiàn)兩者的有機結(jié)合。具體表現(xiàn)為：在教學(xué)內(nèi)容上，首先講解基本的知識點和相關(guān)概念，用淺顯易懂的語言表達出來，讓學(xué)生容易接受，接著引入科研項目中相關(guān)的例子，將課堂講解的內(nèi)容在科研項目中的應(yīng)用進行闡述，便于學(xué)生有更切實的直觀體驗;在教具的準備上，如果條件允許，將科研項目中相關(guān)的原理樣機、視頻、圖像等在課堂上進行展示，和教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，可以引起學(xué)生極大的興趣和參與感。例如，在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課程中，通過展示微流控芯片的原理樣機，啟發(fā)學(xué)生思考芯片的設(shè)計和加工流程。通過展示膠囊內(nèi)窺鏡、納米機器人等最新科研成果，激發(fā)學(xué)生的科研興趣和學(xué)習(xí)熱情。另外，通過科研項目，邀請有合作研究的企業(yè)技術(shù)人員、其他高校合作研究人員等以講座、培訓(xùn)等形式實現(xiàn)多元化的教學(xué)模式，豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段。

4.在教學(xué)中發(fā)掘出科研前沿新課題。通識教育選修課程的教學(xué)目標主要是擴充大學(xué)生的知識面，注重知識點的“廣度”而非“深度”，因此，應(yīng)具備科普性、前沿性、實用性與趣味性的特點要求。與此相對應(yīng)的教學(xué)形式和教學(xué)方法上也和其他的課程有所區(qū)別。在教學(xué)形式上，以專題形式展開教學(xué)。針對學(xué)生所關(guān)注的問題，開設(shè)各相關(guān)專題，例如納米機器人、生物分子馬達、隱形飛機表面的納米涂層、納米生物芯片等，來充實教學(xué)內(nèi)容。實施討論式、啟發(fā)式的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的潛能。比如提出問題：“月亮和地球之間的天梯如何實現(xiàn)？”來引出納米材料的獨特優(yōu)勢;從學(xué)生熟悉的例子入手，比如媒體上炒的很熱的納米冰箱、納米保暖內(nèi)衣等，引出納米技術(shù)的真正定義。采用多媒體教學(xué)手段，不斷改善教學(xué)質(zhì)量和效果。

納米技術(shù)是目前國家大力支持的發(fā)展項目，各項科研資金投入較大。所以，如何通過教研相長，將教學(xué)研究作為科學(xué)研究的創(chuàng)新源，從教學(xué)中發(fā)掘出科研前沿新課題和新領(lǐng)域，是一個值得深入研究的問題，通過為學(xué)生進行科學(xué)講座，積極倡導(dǎo)科學(xué)精神和創(chuàng)新精神指導(dǎo)學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)，集思廣益，提煉出科研前沿課題，同時挖掘?qū)W生創(chuàng)造性思維潛力，提高分析和解決工程問題的能力。

三、總結(jié)

通過以上新的教學(xué)模式和方法在《納米技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用》課堂教學(xué)中的應(yīng)用，有效地提高了課堂教學(xué)效果，達到了預(yù)期的教學(xué)目的。

參考文獻：

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[3]李素敏，趙玉濤.關(guān)于專業(yè)選修課《納米材料》課程的思考[J]考試周刊，2011，（27）.

篇2

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；機械工程；應(yīng)用；摩擦性能；納米材料

中圖分類號： TU6 文獻標識碼： A 文章編號：

本文對納米技術(shù)在實際應(yīng)用過程中所存在的各種技術(shù)問題進行了探討。作為一項重大的科技突破――納米技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)應(yīng)用到了社會的各個領(lǐng)域之中，在機械工程中的運用更是成為其核心，表現(xiàn)在很多方面。本文從實例出發(fā)，展現(xiàn)納米技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的運用。

1納米技術(shù)的概念

所謂的納米技術(shù)就是借用單一的分子、原子制造物質(zhì)的一種科學(xué)技術(shù)，納米科學(xué)技術(shù)將很多現(xiàn)代的先進科學(xué)技術(shù)作為基礎(chǔ)，并加以改進和升華，成為了現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)組合后的重要產(chǎn)物之一，其中，現(xiàn)代科學(xué)主要包括分子生物學(xué)、介觀物理、量子力學(xué)和混沌物理，現(xiàn)代技術(shù)主要包括核分析技術(shù)、掃描隧道顯微鏡技術(shù)、微電子技術(shù)以及計算機技術(shù)，納米技術(shù)一定會引發(fā)起一系列的全新的科學(xué)技術(shù)革命，并產(chǎn)生新的學(xué)科，比如納米機械學(xué)、納米材料學(xué)以及納米電子學(xué)等等。

納米技術(shù)也被稱為毫微技術(shù)，是對結(jié)構(gòu)尺寸在0.1 nm-100nm范圍之內(nèi)材料的應(yīng)用和性質(zhì)的研究，從始至今的相關(guān)研究來看，人們將納米技術(shù)分為了二種概念，第一種納米技術(shù)的概念就是指分子納米技術(shù)，這一概念將組合分子的機器實用化了，因此，我們可以對所有這類的分子進行任意的組合，并且可以將任何種類分子結(jié)構(gòu)進行制造，但是，這一種概念上的納米技術(shù)仍然沒有取得很大的進展;第二種概念將納米技術(shù)看成了微加工技術(shù)的極限，后者主要是從生物角度提出的，納米生物技術(shù)中所包含的重要內(nèi)容已經(jīng)延伸到了細胞生物計算機開發(fā)和DNA分子計算機領(lǐng)域中。

2微型納米軸承

當前形勢下，納米技術(shù)不僅僅是一門單一的新型技術(shù)或者學(xué)科，它被廣泛的應(yīng)用到了各類學(xué)科之中，其中，在機械工程中進行納米技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)對機械工程學(xué)科技術(shù)的變革產(chǎn)生了不可估量的重要作用。納米技術(shù)在機械方面的應(yīng)用乃至是微觀機械技術(shù)的產(chǎn)生已經(jīng)成為了我們這個世紀進行研究的核心的技術(shù)，許多國家都在納米技術(shù)方面展開了越來越多甚至越來越深的研究，在機械工程方面，納米技術(shù)在機械工程中應(yīng)用主要存在于微型軸承方面。傳統(tǒng)的軸承體積比較大，其摩擦力也僅僅能夠靠來進行減少，但是，仍然不能夠?qū)⒛Σ亮M行避免，美國科學(xué)家對其行了研究，并且研制出來一種沒有摩擦的微型納米軸承，微型納米軸承主要包括以下兩個特點:

第一，微型，微型納米軸承的直徑僅僅為一根頭發(fā)直徑的萬分之一，其應(yīng)用到機電系統(tǒng)微型的軸承只有1nm，為微型機械的千分之一。

第二，摩擦力極小，如果軸承的體積很小，那么，套在一起，管子之間摩擦力就會將微型軸承弱點暴露出來，在其產(chǎn)生的摩擦力很大的時候，會導(dǎo)致微型軸承無法使用。通常納米軸承與這種微型機械軸承相比較，摩擦力僅僅是其最小值千分之一。

3 納米技術(shù)馬達

新一代的納米技術(shù)馬達是由美國一家公司生產(chǎn)，這種微型馬達的體積只有一般電磁馬達體積的二十分之一，它的長度比火柴桿還短很多，但是竟然能夠負載4千克的重量，它的壽命可以達到100多萬次。這種馬達主要是通過運用納米技術(shù)制造智能材料來取代傳統(tǒng)的銅線圈以及磁鐵，所以它比傳統(tǒng)的馬達重量更輕、噪音更低，可以說是世界上最輕便、最靜音的馬達，同時成本也比傳統(tǒng)的馬達更加的低。當前這種微型馬達在機械中運用的并不是很多，主要用于汽車的電動車窗，這項研究同時也已經(jīng)在深圳進行研發(fā)和生產(chǎn)。

4納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用

通常情況下，靜態(tài)密封都是采用金屬、塑料或者橡膠等材料制作而成的O型環(huán)，將其作為密封的元件。在旋轉(zhuǎn)的條件下，動態(tài)密封一直沒有對其問題進行解決，動態(tài)密封不能夠在高真空、高速的條件下進行動態(tài)的密封。納米技術(shù)在很大程度上都對磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的運行起到了促進作用。我國的南京大學(xué)也已經(jīng)成功的進行了硅油、二脂基、烷基以及水基等多種類型磁性液體的制成，電子計算機硬盤處也已經(jīng)普遍的采用了磁性液體防塵密封，此外，磁性液體也對新型劑的制造起到了一定的促進作用，由此可見，在機械工程中應(yīng)用納米技術(shù)的例子舉不勝舉。以上新興技術(shù)的產(chǎn)生，我們能夠很容易的看出納米技術(shù)對機械工程的不斷發(fā)展起到了深刻的影響。與此同時，與系統(tǒng)的機械工程相比較，由于納米技術(shù)的各種優(yōu)勢才能夠使得機械工程產(chǎn)生了顯著的提升。

4.1納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用之尺寸效應(yīng)

在納米技術(shù)領(lǐng)域中，最為顯著的效果之一是將旋轉(zhuǎn)軸中的傳統(tǒng)尺寸竿位進行了縮小，將其毫米單位轉(zhuǎn)化成了納米，而納米也就相當于一米的十億分之一，將納米技術(shù)應(yīng)用到機械工程中，可以將機械的體積大大降低，最終促使微型機械這種新型的機械的形成和產(chǎn)生.這種產(chǎn)生并不是傳統(tǒng)的機械單純的在尺度上產(chǎn)生的微小的變化，而是指可以進行成批制作的微傳感器、微能源、微驅(qū)動器、集合微結(jié)構(gòu)、信號、控制電路等等處置裝置為一體的微型機電系統(tǒng)的產(chǎn)生，微型機電系統(tǒng)大部分都是將納米技術(shù)成果進行了運用。因此，它們已經(jīng)遠遠的超過了傳統(tǒng)機械的范疇和概念，而是基于現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)之上，在嶄新的技術(shù)線路和思維方式指導(dǎo)之下的重要產(chǎn)物，并且作為整個的納米科技中重要的組成部分。

4.2納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用之材料應(yīng)用多元化

納米技術(shù)使原材料形成了更加微小的形態(tài)，其功能更加強大，不僅僅能夠?qū)鹘y(tǒng)材料進行一定的改良，同樣能夠使新材料源源不斷的產(chǎn)出。磁性液體密封的技術(shù)更加證明了磁性液體能夠被磁場控制這一特性，將納米單位液體置于磁場之內(nèi)，最終達到密封效果。與此同時。在運用材料中，我們能夠?qū)⑽⒘吭厝谌氲交A(chǔ)的材料之中，以便能夠達到更好的效果。

4.3納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用之材料摩擦性能

納米技術(shù)摩擦性能已經(jīng)成為了其最為顯著的特性之一，在機械工程領(lǐng)域中，各種軸承都會產(chǎn)生摩擦，存在著摩擦性能。自從納米材料出現(xiàn)了以后，各類機械的尺寸和結(jié)構(gòu)都變小了，對于過小的零件，其摩擦力就變得尤其重要，如果其摩擦力相對來說比較大，那么就會造成零件的磨損。但是，納米技術(shù)對這個問題進行了克服，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)的納米材料幾乎處于無摩擦狀態(tài)。

5納米技術(shù)在機械行業(yè)中的發(fā)展前景

（1）汽車工業(yè)以及機械的滑配原件，例如：滑軌、軸承上應(yīng)用的納米陶瓷鍍膜能產(chǎn)生磨擦界面，這樣可以大大地減低磨損并且能夠提高負載。

（2） 塑膠流道的低粘應(yīng)用，例如：拉絲模、套筒以及熱膠道，這樣可有效地減少積料碳化產(chǎn)生的概率。

（3）射出成型時發(fā)生的粘模、包封短射、鏡面霧化以及拖痕均具有重要的改善，特別是在滑塊和頂針上所展現(xiàn)出來的干式，這樣更是任何金屬都不能表現(xiàn)出來的優(yōu)異性。

（4）橡膠、IC 封裝膠和發(fā)泡塑料，因為其具有極高的粘著性，所以必須借助大量的脫模劑來協(xié)助脫模，但是納米陶瓷的荷葉效應(yīng)就可大大地減少脫模劑的使用和模具清理時間。

（5）納米陶瓷的低沾粘、低摩擦特性能夠使塑膠在模具內(nèi)的流動性大大提升，尤其是高精度模具，例如：塑膠鏡片、薄光板、汽車聚光燈罩等一些模具應(yīng)用后對產(chǎn)品的使用均有顯著的改善。

結(jié)論

在本文中，筆者首先闡述了納米技術(shù)的概念，然后從微型納米軸承、納米技術(shù)馬達及納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用這三個方面對納米技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用進行了探討，在進行納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用探析時，筆者主要從納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用之尺寸效應(yīng)、納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用之材料應(yīng)用多元化以及納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用之材料摩擦性能這三個方面來講行闡述的，最后簡單介紹了一下納米技術(shù)在機械行業(yè)中的發(fā)展前景。

參考文獻：

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篇3

納米技術(shù)被譽為21世紀的科學(xué)，現(xiàn)已成為世界各國研究的熱點領(lǐng)域。它的迅猛發(fā)展將在世界范圍內(nèi)引發(fā)一場包括生命科學(xué)、信息技術(shù)、生態(tài)環(huán)境技術(shù)、能源技術(shù)在內(nèi)的幾乎覆蓋所有工業(yè)領(lǐng)域的大革命。

從納米技術(shù)的發(fā)展來看，激光干涉納米光刻技術(shù)、納米加工、納米測量技術(shù)，以及納米制造等，都有著不可忽視的地位和作用。原子力顯微鏡（atomic force microscope，簡稱AFM）是納米技術(shù)研究中最常用也是最基礎(chǔ)的一個儀器。它是利用微懸臂感受和放大懸臂上探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率[1]。

隨著人們對納米技術(shù)的深入研究以及對AFM的不斷開發(fā)，使原子力顯微鏡不僅僅具有檢測的功能，還可以實現(xiàn)對樣品的“推”、“拉”、“刻劃”、“切割”、“搬運”等功能，增大了AFM的使用范圍。其優(yōu)勢在于操作過程不受環(huán)境影響，既可以在大氣環(huán)境下工作，也可以在液相下工作。這對人們在生物醫(yī)學(xué)等方面的研究工作，帶來了便利。

對于納米技術(shù)的基礎(chǔ)教學(xué)而言， AFM是學(xué)生們感知納米量級，實現(xiàn)簡單操作的最直接的方式之一。因此，本論文針對AFM的特點及納米技術(shù)相關(guān)教學(xué)的知識點，將AFM工作原理及實際掃描、操作后得到的圖片引入到課堂中進行輔助教學(xué)，取得了一定的效果，提升了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。

一、AFM原理

AFM是將一個對微弱力極敏感的微懸臂的一端固定住，另一端裝有一微小的納米級針尖。當針尖與樣品表面輕輕接觸，由于針尖尖端原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力，通過在掃描時控制這種力的恒定，帶有針尖的微懸臂將對應(yīng)于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運動。利用光學(xué)檢測法或隧道電流檢測法，可測得微懸臂對應(yīng)于掃描各點的位置變化，從而可以獲得樣品表面形貌的信息[2]。也就是說，微懸臂的形變是對樣品-針尖相互作用的直接反映。

AFM研究對象可以是有機固體、聚合物以及生物大分子等，其可以在空氣或者液體下對樣品直接進行成像或操作，分辨率很高。因此，AFM被廣泛應(yīng)用于納米測量及納米加工等技術(shù)中。

二、AFM教學(xué)實例

針對納米測量所涉及的兩個重要領(lǐng)域：納米長度測量和納米級的表面輪廓測量。列舉了AFM掃描的利用多光束激光干涉光刻制備單晶硅形貌圖。

觀測者不但可以直接看到被測樣品的表面形貌，還可以通過AFM二維圖像形成相應(yīng)的三維像，從而獲得樣品表面結(jié)構(gòu)的深度，大小以及長度等重要信息參數(shù)，如圖2所示。

針對納米操作技術(shù)所涉及到的對樣品的“推”、“拉”及“刻劃”等操作，列舉了相關(guān)原理圖及AFM的掃描圖像。

通過AFM對原子的操作及樣品形貌的掃描，可以讓學(xué)生更為直觀地了解AFM以及納米技術(shù)的相關(guān)概念及原理。同時，清晰的掃描圖像可以進一步促進學(xué)生對納米技術(shù)相關(guān)教學(xué)課程內(nèi)容的理解和認識。

篇4

納米技術(shù)(Nanotechnology)是指在納米尺度下對物質(zhì)進行制備、研究和工業(yè)化，以及利用納米尺度物質(zhì)進行交叉研究和工業(yè)化的一門綜合性的技術(shù)體系。

1．納米尺度空間

國際上公認0．1～100nm為納米尺度空間。為研究工作方便，有人把尺寸0．1～1μm視為亞微米體系，尺寸1～100nm劃分納米體系，典型尺寸

納米尺度空間所涉及的物質(zhì)層次，是既非宏觀又非微觀的相對獨立的中間領(lǐng)域，被人稱之為介觀(mesoscopy)研究領(lǐng)域。

2．納米技術(shù)范疇

(1)納米材料與技術(shù)：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)、準晶態(tài)和非晶態(tài)三類。

納米材料技術(shù)(包括納米相材料技術(shù)和納米復(fù)合改性技術(shù))是緣于納米顆粒的性能發(fā)生了變化，從而使納米材料在力學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、催化等性能及生物活性方面發(fā)生變化，因而被廣泛應(yīng)用于各種材料領(lǐng)域；醫(yī)學(xué)上可用于人造骨、人造牙齒等。

(2)納米器件及技術(shù)：其一，微型傳感器：利用尖端直徑小到足以插入活細胞內(nèi)而不嚴重干擾細胞的正常生理過程，以獲取活細胞內(nèi)足夠的動態(tài)信息來反映其功能狀態(tài)。這將為臨床相應(yīng)疾病提供診斷及治療的客觀指標，也為藥理學(xué)、細胞工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程等研究提供相應(yīng)的材料和技術(shù)。

其二，微機器人(包括微型機器人與微操作機器人)微型機器人是指外形很小，便于進入微小空間進行可控操作的微型機器。如果機械結(jié)構(gòu)能做到前所未有的微細，再集成高度的智能的話，那么人們將創(chuàng)造出面目全非的機械，建立一門概念全新的學(xué)科。

納米技術(shù)能為醫(yī)學(xué)做些什么

1．納米生物學(xué)(Nanobiology)研究以納米為尺度，研究(1)細胞內(nèi)各種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能(如線粒體、細胞核)(2)細胞內(nèi)外之間及生物體的物質(zhì)、能量和信息交換；(3)生物反應(yīng)機理：包括修復(fù)、復(fù)制和調(diào)控等方面的生物過程：(4)根據(jù)生物學(xué)原理，發(fā)展分子工程，包括納米生物分子機器人和納米信息處理系統(tǒng)。

2．生物與醫(yī)學(xué)工程研究

微操作機器人系統(tǒng)可在生物與醫(yī)學(xué)工程研究中進行顯微注射與顯微切割，這是一項復(fù)雜的微操作過程，其精度要求在微米級。目前上述操作基本上由人工在顯微鏡下手動或半自動完成。手工操作效率極低，如微注射產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因家畜的成功率只有5％左右，一個熟練的操作人員一天大約可注射100個受精卵，而培養(yǎng)一名熟練的操作人員要花5年時間。

3．診斷與監(jiān)測

(1)光學(xué)相干層析術(shù)(OCT)已于1997年12月24日，由清華大學(xué)單原子探測實驗室研制成功，可望1999年進入臨床，被科學(xué)家譽為“分子雷達”。

OCT的分辨率可達1個微米級，較CT和核磁共振術(shù)的精密度高出上千倍。它能每秒2000次完成生物體內(nèi)活細胞的動態(tài)成像，觀察活細胞的動態(tài)，發(fā)現(xiàn)單個細胞病變，且不會像X光、CT、磁共振那樣殺死活細胞。有了如此準確的依據(jù)，人們或許有辦法把疾病“扼殺在萌芽狀態(tài)中”而不必等到生命的尾聲才被CT與磁共振檢查出癌組織病變。

(2)激光單原子分子探測術(shù)：此術(shù)同樣具有超高靈敏性，可在含有1000億億(1019)個原子或分子的1CM3氣態(tài)物質(zhì)中，在單個原子分子層次上準確獲取其中一個。按照這一辦法，科學(xué)家希望對生物體尤其是人體內(nèi)生物分子的活動進行探測，以找到影響人類健康的某些答案。通過人的唾液、血液、糞便以及呼出的氣體，及時發(fā)現(xiàn)人體中哪怕只有億萬分之一的各種致病或帶病游離分子(或標志體)，相信已不再是一件遙遠的事情。

(3)微小探針技術(shù)可向人體內(nèi)植入，根據(jù)不同的診斷和監(jiān)測目的，可定位于體內(nèi)的不同部位，也可隨血液在體內(nèi)運行，隨時將體內(nèi)的各種生物信息反饋于體外記錄裝置。此項技術(shù)有可能成為21世紀醫(yī)學(xué)界常用的手段。

4．臨床治療

(1)顯微外科術(shù)的革命――細胞修復(fù)術(shù)眾所周知，本世紀器官移植，人工器官技術(shù)的發(fā)展，曾使得外科從修復(fù)外科時代(對病變器官與組織的切除)向替代外科時代(器官移植、人工器官)發(fā)展，并有專家預(yù)言21世紀醫(yī)學(xué)仍然是替代外科為主的時代。

(2)定點給藥：利用微型機器人深人體內(nèi)做到定點給藥，將是21世紀內(nèi)科疾病治療的革命。①糖尿?。和庠葱匝a充胰島素，需要準確了解體內(nèi)血糖的變化，且常年肌注，病人極為不便。胰島移植的手術(shù)費用、病人痛苦以及成功率等方面都存在不少問題。利用納米藥物存儲器，定點存放在人體胰島部位，根據(jù)納米監(jiān)測器對體內(nèi)血糖水平的變化情況，自動調(diào)控對胰島素的釋放。對此，日本科學(xué)家已有初步的研究成果。②腫瘤：腫瘤的放療、化療及外科手術(shù)以及器官移植，心血管疾病的現(xiàn)行治療方法，因其功用只是彌補疾病后果或推遲死亡，盡管在大眾傳媒中被視為高技術(shù)的同義詞，而實際上耗資巨大，已成為西方醫(yī)療危機的主要原因，故被劉易斯?托瑪斯稱為“半拉子”醫(yī)療技術(shù)。而納米技術(shù)正是向類似的“牛拉子”醫(yī)療技術(shù)挑戰(zhàn)的有力武器，因為利用納米技術(shù)制成的“生物導(dǎo)彈”可導(dǎo)向定點給藥，將腫瘤殺滅在萌芽狀態(tài)之中。

機遇與對策

1．納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展前景

除納米材料在替代醫(yī)學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用之外，納米器件有可能成為未來保衛(wèi)人類健康的一支忠實可靠的“衛(wèi)隊”。(1)納米生物傳感器用于監(jiān)測、收集、播送體內(nèi)細胞的健康狀態(tài)和病變信息(2)納米藥物存儲器(藥泵) 用于存儲、運輸指定存儲的藥物，并按指定的部位存放，即定點給藥，其體積可達數(shù)個微米(3)納米生物導(dǎo)彈直接用于治療各種細胞水平的疾病，對病變組織有親和力，對病變細胞有殺傷力，可特異性地殺滅腫瘤細胞(4)納米細胞修復(fù)器用于修復(fù)細胞內(nèi)的各種病變，如線粒體、細胞核的病變(5)納米細胞監(jiān)督器用于監(jiān)視免疫細胞、白細胞等細胞正常功能的發(fā)揮；(6)納米細胞清掃器：幫助清除體內(nèi)的代謝廢物以及外界進入體內(nèi)的有害物質(zhì)；(7)納米細胞檢疫器：巴西和美國科學(xué)家最近發(fā)明了世界上最小的“秤”，能夠稱量10-9克的物體，即相當于一個病毒的重量。利用納米“秤”可稱出不同病毒的重量，以發(fā)現(xiàn)新的病毒?？啥c于口腔、咽喉、食道、氣管等外界開放的部位，以充當“檢疫”。

2．迎接納米技術(shù)的挑戰(zhàn)

篇5

【關(guān)鍵詞】納米纖維；納米塑料；納米技術(shù)發(fā)展

1 引言

目前，我們主要朝著兩個方向來發(fā)展納米技術(shù)，他們分別是開發(fā)新材料，如巴基球以及納米管等等，和運用新科技來減少現(xiàn)在正在使用的材料，例如金屬氧化物的用量等等。一些含有氟聚合物和特種復(fù)合材料中已經(jīng)慢慢運用到了碳納米管，除此以外，鈦白粉和粘土以及SiO2等之中也運用到了納米技術(shù)。納米氧化物和材料、納米粘土以及碳納米管市場都是納米材料市場的組成部分。德固薩公司是一家以生產(chǎn)先進的納米氧化鈰、氧化銦以及氧化鋅為名的公司，它在2004年到2008年之間投資在納米研究領(lǐng)域有2500萬美元。密歇根大學(xué)目前正在跟比較前沿的巴斯夫公司合作，研究開發(fā)納米立方體。這種立方體在中壓時可以吸附氫氣，在釋放壓力時又可以放出氫氣，它是由含有苯和本基因有機體以及氧化鋅分子組合而成的多孔結(jié)構(gòu)。其實，目前已經(jīng)有多家公司開始從事聚合物納米技術(shù)的研究，并且還出產(chǎn)了許多商業(yè)化產(chǎn)品。

2 化工中如何運用納米技術(shù)

2.1 開發(fā)運用碳納米管

運用碳納米管，我們可以制成儲氣能力極強的儲氫材料，然后將它運用于燃料電池等領(lǐng)域。除此外，碳納米管還可以制成具備高強度的碳Z-T-維材料以及將它作為增強填料形成各種復(fù)合材料。如果再大氣中制取因，則可以大大地降低費用，這是日本豐橋（Toyohashi）技術(shù)科學(xué)大學(xué)與Futaba公司以及Tokai碳素公司聯(lián)合開發(fā)研究出來的新方法。如果用200-300A的20V直流電在兩個石墨電極之間，便會產(chǎn)生電弧，在這種情況下，陽極是不斷地消耗的，在4000-10 000K下快速蒸發(fā)時候，電弧噴射便產(chǎn)生了。如果將電弧噴射快速急冷，讓它到冷卻板上，我們就可以得到納米碳顆粒了，這種產(chǎn)物越有30%納米管[3]和約70%碳顆粒凝聚體。碳納米管可以用于生產(chǎn)高性能塑料的蓄電池、燃料電池電極材料以及電子元件和增強材料，目前，世界上擁有著最大規(guī)模的碳納米管生產(chǎn)裝置的公司就是日本三井化學(xué)公司，它的生產(chǎn)能力為120t/d 。美國西南納米技術(shù)公司和大陸菲利普斯合作，它們的目標市場之一是應(yīng)用于塑料參混物，現(xiàn)在正在不斷加快低成本碳納米管的商業(yè)化步伐。美國公司zeyo第一次提出了大大提高材料的導(dǎo)電和力學(xué)性能，可用于改性聚氨酯的單壁碳納米管和多壁碳納米管添加劑產(chǎn)品。我國的碳納米管技術(shù)也是列于世界前位的，目前我國清華南風納米粉體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化啊工程中心的碳納米管批量生產(chǎn)技術(shù)在國際上是最高的。

2.2 納米催化劑

根據(jù)商務(wù)通訊公司的報道，在全球，納米催化劑的市場資金將會越來越多，應(yīng)用領(lǐng)域也將會越來越大，其包含有煉油和石化行業(yè)、化學(xué)和醫(yī)藥領(lǐng)域、食品加工和環(huán)保領(lǐng)域等等。納米的催化性能以及吸附能得到了不斷增強，這是由于納米的表面積不斷增大以及納米微粒粒徑不斷減小的后果，除此之外，正是由于這些獨特的效應(yīng)，使得一些原來不能反應(yīng)的能夠進行反應(yīng)了，而且也使得能反應(yīng)的反應(yīng)效率得到提高，有效地控制了反應(yīng)效率。瑞士技術(shù)研究院開發(fā)了一種可應(yīng)用于環(huán)氧化反應(yīng)，并且低費用、高效的納米顆粒二氧化鈦，這就是二氧化硅催化劑。與穿透的環(huán)氧化催化劑相比，此種基于相同的材料但產(chǎn)生副產(chǎn)物很少的催化劑能夠大大地提高轉(zhuǎn)化率。所謂的環(huán)氧化物，就是生產(chǎn)表面活性劑、許多聚合物以及醫(yī)藥的關(guān)鍵中間體。

2.3 納米復(fù)合材料

由于納米粒子具備著量子尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)以及小尺寸效應(yīng)，這些 效應(yīng)和聚合物耐腐蝕卻容易加工以及密度小的特點結(jié)合以后，就使得他們能夠成為和常規(guī)不同的復(fù)合材料。它們分別包括了有納米塑料、輪胎納米聚合物、納米功能性纖維等。因為聚合物納米復(fù)合材料的快速崛起，所以傳統(tǒng)的塑料產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了新的力量，聚合物復(fù)合材料提高了傳統(tǒng)材料的性能，體現(xiàn)了更加優(yōu)異的綜合性能。除此之外，納米聚合物在輪胎中的運用能夠起到節(jié)省能源的作用。意大利Nova—mont公司與別的公司合作，開發(fā)出能夠大大減少輪胎滾動阻力的淀粉聚合物。最后，納米技術(shù)的進步還使得功能性聚酯等纖維應(yīng)用了納米材料，得到進步。一些含有納米材料的功能性纖維陸續(xù)出現(xiàn)，其中能夠防輻射、變色、抗菌等等功能引起了人們的關(guān)注。

2.4 納米材料在石油工業(yè)的應(yīng)用展望

納米材料在油田開發(fā)和石油化工方面都得到了應(yīng)用。為了能夠解決好低參透油田的注水開采的最終采收率低和開采速度慢的問題，我國在實際注入過程中采用了新型降壓注水劑納米聚硅材料。實際證明，這種材料能夠提高低滲透壓注水井的吸水功能。除此之外，又因為納米表面積很大而且表面活性中心也多，所以它也是一種很好的催化材料。如果把一般的鉑、鎳、鐵等金屬催化劑制成納米微粒的話，納米它就可以大大地改善催化效果。

2.5 納米材料

俄羅斯科學(xué)家曾經(jīng)將納米合金粉末和納米銅粉末加到油中，可是使得油的使用壽命延長，而且性能得到十倍以上的提高，降低磨損率。目前，油田現(xiàn)場的油氣井在完井時套管的管扣劑普遍采用的是黃油或是絲扣油，但是這種油經(jīng)常會出現(xiàn)咬扣的現(xiàn)象，除此之外，這兩種油的減摩效果也不是很理想，所以卸扣和上扣的勞動強度也得到增強。針對套管和油管目前正在使用的絲扣油具有的缺點，根據(jù)納米材料低彈性模量以及硬度大的特點，和納米粒子抗磨特征，為了能夠達到減小上卸扣的困難以及避免咬扣或是粘扣的目標，提出了把納米粒子加入在先有絲扣油中作為添加劑的建議。

2.6 存在的問題與發(fā)展方向

盡管納米材料有著非常好的發(fā)展前景，但是我們也要認識到許多方面到目前為止也是美好的想象或者還處于試驗階段，必須還要解決離實際應(yīng)用之路上的很多問題。

首先，雖然功能性納米材料的成本算是比較低的，但是目前我們制備工藝還大多處于實驗室階段，所以納米技術(shù)發(fā)展存在的一個關(guān)鍵問題是工業(yè)化設(shè)備問題。其次，其材料形式也是作為催化劑的納米材料的一個很重要的問題。如果直接用顆粒存于反映體系之中，那我們就必須考慮它的回收難易性和活性再生難以及抗污染性等問題。還有就是在目前的水平中，納米二氧化鈦燈光催化劑的催化效率還處于比較低的水平，因為它僅僅只能利用波長低于400nm的太陽光。最后，納米粒子在基礎(chǔ)油中必須均勻、穩(wěn)定地分散，這是它作為油添加劑被應(yīng)用的前提。我們相信這些難題將會隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)張都會慢慢得到解決，納米材料也會在應(yīng)用中顯示它的無比優(yōu)越性。

篇6

【關(guān)鍵詞】納米技術(shù)；食品安全；技術(shù)檢測

一、納米技術(shù)概述

所謂納米技術(shù)(Nanotechnology)是指當令世界人力能控制的最小單位，納米技術(shù)其實就是一種用單個原子或分子制造物質(zhì)的技術(shù)。當前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計算機技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強、壽命更長、維修費更低、設(shè)計更方便。利用納米材料還可以制作出特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料。納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬分之一毫米。納米技術(shù)帶動了技術(shù)革命。利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細血管，“餓死”癌細胞。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。納米技術(shù)是多科學(xué)綜合，有些目標需要長時間的努力才會實現(xiàn)。納米技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)是當前的科學(xué)發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類社會、生存環(huán)境和科學(xué)技術(shù)本身變得更美好。納米技術(shù)可以觀察病人身體中的癌細胞病變及情況，可讓醫(yī)生對癥下藥。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(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)（計算機技術(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)，例如納電子學(xué)、納米材科學(xué)、納機械學(xué)等。激光技術(shù)的發(fā)展使拉曼光譜技術(shù)獲得了長足的進步，而納米科技的迅猛發(fā)展使“納米增強拉曼光譜(NERS)”在高靈敏度檢測方面獲得了突破性進展，可達到單分子的檢測水平。陸惠宗博士還在報告中詳細分析了與液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜、毛細管電泳、ELISA、紅外光譜等常規(guī)分析技術(shù)相比較，納米增強拉曼光譜在樣品處理、檢測時間、檢測成本、儀器成本、重現(xiàn)性、現(xiàn)場檢測等方面所具有的優(yōu)點。光納科技還積極與國家質(zhì)檢總局(AQSIQ)、首都醫(yī)科大學(xué)等國內(nèi)單位合作，共同開展了納米增強拉曼光譜在檢驗檢疫、唾液檢測等方面的研究，并取得了很好的效果。

二、納米技術(shù)在食品安全快速檢測中的應(yīng)用

納米技術(shù)在食品安全檢測中的運用。納米技術(shù)與生物學(xué)、電子材料相結(jié)合，制備出的新型傳感器件可用于食品快速檢測。目前食品檢測分析一般采用化學(xué)分析法(CA)、薄層層析法(TLC)、氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)，但需要繁瑣、耗時的前處理，樣品損失也較大。相對于靈敏度較低的CA和TLC方法，GC、HPLC的靈敏度較高，但操作技術(shù)要求高、儀器昂貴，并不適合現(xiàn)場快速測定和普及，而納米材料本身就是非常敏感的化學(xué)和生物傳感器，與生物芯片等技術(shù)結(jié)合，可以使分子檢測更加高效、簡便。納米生物傳感器已應(yīng)用在微生物檢測、食品檢測和體液代謝物監(jiān)測等方面。所有用于生物傳感的納米材料或器件的結(jié)構(gòu)都有兩個特點：第一，它們含有針對分析物的特定的識別機制，比如抗體或酶；第二，它們可以從分析物中產(chǎn)生獨特的標志信號，并且這種標志信號可以由納米結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生或者由納米結(jié)構(gòu)固定的分子或含有的分子產(chǎn)生。國人深受地溝油之害，網(wǎng)上流傳最廣大蒜鑒別法——大蒜對于黃曲霉素敏感，如果蒜變紅色就是地溝油，但結(jié)果證實大蒜與地溝油沒有聯(lián)系，所以大蒜鑒別地溝油的方法并不可行。當然，有的鑒別方法還是有科學(xué)依據(jù)的，比如有人提出食用油電導(dǎo)率小，而地溝油由于混雜了鹽等各種物質(zhì)，電導(dǎo)率就高。納米技術(shù)的應(yīng)用，能給我們一個全新的視角。

目前食品檢測分析一般采用化學(xué)分析法(CA)、薄層層析法(TLC)、氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)，但需要繁瑣、耗時的前處理，樣品損失也較大。相對于靈敏度較低的CA和TLC方法，GC、HPLC的靈敏度較高，但操作技術(shù)要求高、儀器昂貴，并不適合現(xiàn)場快速測定和普及，而以納米金為免疫標記物的檢測技術(shù)正彌補了這些技術(shù)的缺點，在現(xiàn)代食品分析檢測中的運用也越來越多。

農(nóng)藥殘留，農(nóng)藥殘留分析的困難包括：樣品基質(zhì)背景復(fù)雜、前處理過程繁瑣，需要耗費較多的時間、被測成分濃度較低、分析儀器的定性能力受到限制、儀器檢測靈敏度不夠等一系列問題，但使用金標記的快速檢測可以很好的解決以上問題。國內(nèi)的王朔分別使用納米金免疫層析和納米金滲濾法檢測西維因的殘留，整個檢測過程只需5min，檢測限也分別達到100ug/L和50μg/L。國內(nèi)的生物技術(shù)公司也開發(fā)出了成熟的商品化產(chǎn)品，如克百威農(nóng)殘速測試紙條等。

致病微生物檢測，目前基于金標記的快速檢測研究在致病微生物方面比較多，檢測的種類也比較多。最早Hasan以免疫磁性分離技術(shù)為基礎(chǔ)的免疫膠體金技術(shù)已成功應(yīng)用于01群霍亂弧菌(Vibriocholerae)的檢測。國內(nèi)洪幫興等人研究了以硝酸纖維膜為載體納米金顯色的寡核苷酸芯片技術(shù)，為在分子水平快速簡便的鑒別致病菌提供了可能，甚至可以檢出致病菌的耐藥性變異。該芯片技術(shù)對大腸埃希氏菌、沙門氏菌、志賀氏菌、霍亂弧菌、副溶血弧菌、變形桿菌、單核細胞增生李斯特菌、蠟樣芽孢桿菌、肉毒梭菌和空腸彎曲菌等10種(屬)具有高靈敏度和特異性，檢出水平可達10CFU/mlt251。殷涌光等在使用集成化手持式Spreeta TM SPR傳感器快速檢測大腸桿菌時，引入膠體金復(fù)合抗體作為二次抗體大幅度增加質(zhì)量，進一步擴大了檢測信號，同時延長膠體金復(fù)合抗體與微生物的結(jié)合過程，使檢測信號進一步穩(wěn)定與放大，從而顯著提高了檢測精度，使該傳感器對大腸桿菌的檢測精度由10 6CFU/ml提高到10 1CFU/ml。金免疫滲濾法重要的食源性致病菌之一大腸埃希氏菌0157:H7，目前的檢測通常先以山梨醇麥康凱瓊脂(sMAC)進行初篩，然后用生化和血清學(xué)試驗做鑒定，一般需要24-48h，而采用膠體金免疫滲濾法檢測卻非常的簡便，在很短時間即可得到結(jié)果。

真菌毒素的檢測。真菌毒素(Mycotoxin)是由真菌(Fungi)產(chǎn)生的具有毒性的二級代謝產(chǎn)物，廣泛存在食品和飼料中，人類若誤食受污染的食品，就會中毒或誘發(fā)一定疾病，甚至癌癥。檢測食品中的真菌毒素常用理化方法或生物學(xué)方法。但理化法需要較昂貴的儀器設(shè)備，操作復(fù)雜。而運用免疫技術(shù)檢測真菌毒素敏感性高，特異性強，非常適用于食物樣品的檢測。D.J.Chiao等使用金標免疫層析法在10min之內(nèi)即可檢測50ng/ml的肉毒桿菌毒素B(BoNT/B)，如果使用銀增強則其檢測限可以達到50pg/ml，而且對A、E型肉毒桿菌毒素沒有交叉反應(yīng)。貉曲霉毒素是曲霉屬和青霉屬產(chǎn)生的一類真菌毒素，其中毒性最大、與人類健康關(guān)系最密切、對農(nóng)作物的污染最重、分布最廣的是赭曲霉素A(OTA)，賴衛(wèi)華等研制的赭曲霉毒素A快速檢測膠體金試紙條，檢測限達到了10ng/mlt331，遠遠低于目前我國對赭曲霉毒素的限量要求5μg/L。黃曲霉毒素Bz的快速檢測國內(nèi)也有很多研究，孫秀蘭研制的黃曲霉毒素B，金標免疫試紙條，其最低檢測限達到2.5ng/ml，而且能定性或半定量檢測食品中的黃曲霉毒素B，含量。

三、小結(jié)

食品安全與國人健康幸福指數(shù)攸關(guān)，做好食品安全監(jiān)測是我們質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督工作人員艱巨而又偉大的圣神使命。采集各方意見是我們?nèi)粘９ぷ鞯闹攸c，同時在采納高科技，新技術(shù)方面也要做出大膽嘗試，納米技術(shù)的實踐應(yīng)用就是一個很好的實例，同時我們還要不斷探索，不斷挖掘出更多更好的檢測手段，服務(wù)于人民，提升自我科研修養(yǎng)。

參考文獻

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篇7

【關(guān)鍵詞】納米 電子學(xué) 趨勢

隨著納米技術(shù)的廣泛運用，已經(jīng)延伸到社會中的各個領(lǐng)域。目前已經(jīng)研究出的納米電子技術(shù)產(chǎn)品多種多樣，這些納米技術(shù)的產(chǎn)品不但性能優(yōu)良，最主要的是功能奇特。但是值得注意的是科學(xué)家對于納米電子技術(shù)的研究還不夠深入，那么以后的還需要從新型電子元器件以及碳納米管等方向入手進一步研發(fā)。

1 納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 納米電子材料的應(yīng)用

現(xiàn)階段納米材料主要有納米半導(dǎo)體材料、納米硅薄膜以及納米硅材料等類型。在這些納米電子材料中，可以說納米硅材料最有發(fā)展前景，同時還符合當前社會對于電子技術(shù)的實際需求。通過對納米硅材料與其他納米電子材料進行比較后，可以看出納米硅材料具有以下特點：首先，納米硅材料在不斷研發(fā)的背景下其成本處于逐漸降低的趨勢，其次，該材料還具有能耗低、準確性高以及不易受外界影響的特點。最后，由于納米硅材料中分子與分子所存在的距離較小，因此可以一定程度的提升納米電子材料的反映速度，最終達到提升工作效率的目標。

1.2 納米電子元件的應(yīng)用

可以說納米電子元件是以集成元件以及超大規(guī)模集成元件為基礎(chǔ)的。其具體研發(fā)歷程是在上個世紀50年代美國研究者對集成電路進行研發(fā)之后而開始的，然后經(jīng)過多年的發(fā)展后逐漸從中型、大型轉(zhuǎn)變?yōu)槌笮偷募呻娐泛吞卮箢愋偷募呻娐?。在此背景下，其納米電子元件的尺寸越來越小，現(xiàn)階段的電子元件尺寸在0.1到100nm范圍之內(nèi)。

1.3 應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

特別是在納米技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，其納米電子技術(shù)逐漸應(yīng)用到醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域。可以說在醫(yī)學(xué)治療的過程中，可以利用納米電子技術(shù)的特點在細微部分的檢測與觀察方面。在普通顯微鏡無法觀測的物品可以通過納米電子技術(shù)進一步剖析。與此同時，還可以將電化學(xué)的信息檢測流程中融入納米傳感器的方式對生化反應(yīng)進行診斷。同時，在納米電子技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，產(chǎn)生了很多方面的高科技醫(yī)學(xué)產(chǎn)品，例如伽馬刀、螺旋CT以及MRI等。可以說生物醫(yī)學(xué)以及電子學(xué)的融合對于納米電子技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義，納米電子技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)的電子設(shè)備集成化具有很大的發(fā)展空間，在未來的發(fā)展中，可以將納米電子元件的尺寸控制在分子與原子的大小之間，進而就會將微小生物體的研究帶到一個新的領(lǐng)域。

2 納米電子技術(shù)的發(fā)展趨勢

通過對納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析后可以看出納米電子技術(shù)在未來發(fā)展具有很大的空間，對此主要可以從新型電子元器件、石墨烯以及碳納米管等方向入手。

2.1 新型電子元器件

對納米電子技術(shù)的當前模式分析后，可以斷定在未來十年內(nèi)必然會經(jīng)過飛速發(fā)展的歷程。特別是當前市場對于新型電子元器件的需求逐漸增多的背景下，還需要根據(jù)實際需求來對新型電子元器件進行擴展與完善。對此，可以從單電子器件、共振隧穿電子器件、納米場效應(yīng)晶體管、納米尺度MOS器件、分子電子器件、自旋量子器件、單原子開關(guān)等新型信息器件的方向入手，在保證了納米電子技術(shù)朝著良好的方向發(fā)展的同時，還可以延續(xù)摩爾定律以及CMOS的研究成果。

2.2 碳納米管

可以說碳納米管是納米電子技術(shù)的發(fā)展重要方式，碳納米管的本質(zhì)是一種一維的納米材料，其最大的特點是具有重量輕以及完美六邊形的結(jié)構(gòu)。因此在實際的運用中，碳納米管具有良好的傳熱性能、光學(xué)性能、導(dǎo)電性能、力學(xué)性能以及儲氫性能等。與此同時，碳納米管在納米電子方面具有重要的作用，并作為現(xiàn)階段晶體管中主要的材料，對此有效的碳納米管可以對集成電路的效率進行提升。

2.3 憶阻器

所謂憶阻器就是就是經(jīng)過了繼電阻器、電容器以及電感元件發(fā)展之后而發(fā)展的一種模式。并且憶阻器是模擬信號的方式來對非線性動態(tài)納米元件而組成的具有交叉開關(guān)模式的納米電子技術(shù)。憶阻器的屬性不但與CMOS類似，更主要的是其具有功率低、體積小以及不受外界因素影響的特點，進而在未來的發(fā)展中可以有效的代替硅芯片等材料。

2.4 石墨烯

同時，石墨烯作為新型的納米材料來說，不但具有超薄的特征，最主要的是其質(zhì)地還是非常堅硬的。并且在正常狀態(tài)下石墨烯電子的傳輸速度要比其他類型的納米電子材料快，正是由于多方面的因素使得對于石墨烯的研究具有重要的意義。石墨烯和其他導(dǎo)體具有很大的區(qū)別，進而在碰撞的過程中其能量不會有損失。在對石墨烯的未來進行研究與設(shè)想后，根據(jù)專家預(yù)計在10年后可成功研制性能優(yōu)異的石墨烯類型的導(dǎo)體材料與晶體管。

2.5 納米生物電子

最后，納米電子技術(shù)還可以與生物技術(shù)進行有效的融合，也可以認為納米生物電子是以多個領(lǐng)域為核心共同建設(shè)的。在對納米電子技術(shù)帶入生物領(lǐng)域的過程中，利用納米電子技術(shù)的自身特點可以制造出關(guān)于納米機器以及附屬的納米生物醫(yī)用的材料產(chǎn)品等，進而可以在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中取得一定的成果，最終達到為人類健康做出巨大貢獻的目標。

3 結(jié)束語

總之，在電子科學(xué)不斷發(fā)展的背景下，其納米電子技術(shù)的發(fā)展越來越受到國際的重視。通過對納米電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析后，可以發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛，也就是說納米電子技術(shù)完全融入到我們?nèi)粘Ｉ町斨兄溉湛纱?。通過采用納米電子技術(shù)可以實現(xiàn)一種高效、科學(xué)而環(huán)保的生物材料、電子晶體管以及醫(yī)學(xué)設(shè)備等，最終達到改善人們的生活現(xiàn)狀的目標，讓人們切切實實地體驗納米時代。

參考文獻

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篇8

【關(guān)鍵詞】納米中藥；生物利用度；靶向性；高效低毒

【中國分類號】R283.6【文獻標識碼】A【文章編號】1044-5511（2011）11-0012-01

納米技術(shù)是20世紀80年代末期誕生并迅速崛起的新技術(shù)，它的基本涵義是在納米尺寸范圍內(nèi)認識和改造自然，并通過直接操做和組合原子、分子，創(chuàng)造新物質(zhì)的技術(shù)。進入新世紀以來，隨著納米技術(shù)迅猛發(fā)展，其在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大。以納米級高分子納米粒（nano- particles，NP）、納米球（nano- spheres，NS）、納米囊（nano- capsules，NC）等為載體，與藥物以一定方式結(jié)合在一起后制成的藥物制劑，稱為納米藥物。

納米中藥是指應(yīng)用納米技術(shù)制造的、粒徑小于100 nm 的中藥有效成分、有效部位、原藥及其復(fù)方制劑 ［1］。借助納米技術(shù)，可增加中藥有效成分的溶出、吸收，提高療效、提高中藥在體內(nèi)的生物利用度，降低不良反應(yīng)，同時可實現(xiàn)靶向給藥等目的。

1. 納米中藥的特點

1.1具有緩釋、控釋效應(yīng):借助高分子納米粒作載體等技術(shù)手段，可實現(xiàn)藥物的緩釋、控釋作用。納米載體技術(shù)是用一種納米尺度的分子材料作為載體材料來承載藥物，使藥物吸附或包被在納米載體內(nèi)，隨著納米載體的降解而使藥物逐步釋放。將中藥和納米載體通過各種方法制成緩釋劑，藥物- 載體復(fù)合物通過一定的給藥方式進入體內(nèi)。藥物通過囊壁瀝濾，滲透和擴散而從納米囊中釋放出來，或者納米?；|(zhì)本身的溶蝕使其中的藥物被緩慢釋放出來，可以避免“暴釋效應(yīng)”。此外，納米載體可以對抗藥物降解酶對藥物的降解，對藥物起著保護作用，增加了藥物

的半衰期，延長了藥物的作用時間。目前，常用的納米載體有納米粒（nano- particles，NP）、納米球（nano- spheres，NS）、納米囊（nano- capsules，NC）、納米乳，納米脂質(zhì)體等。如雷公藤乙酸乙脂提取物固體納米脂質(zhì)粒［2］有良好的緩、控釋功能。陳丹等［3］將制得的羥基喜樹堿（HCPT）納米微球與普通劑型組分別進行細胞培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)納米微球劑型組48 h時細胞生長抑制率低于普通劑型組，至96 h 時則與HCPT 普通劑型組已無多少差異，說明HCPT 納米微球劑型具有藥物緩釋優(yōu)點。

1.2 具有很高的生物利用度:中藥經(jīng)過納米化后比表面積增大，與介質(zhì)的接觸面積增大，更容易被溶解；其次由于比表面積增大，藥物與給藥部位的接觸面積增大，延長了藥物在體內(nèi)的滯留時間，藥物的吸收量也顯著增加［4］。并且一般中藥的細胞壁是完整的，其有效成分只有很小的一部分穿透細胞壁被人體吸收利用。另外，有些納米載體具有靶向性，可將所負載的藥物輸送與特定的病變部位，從而大幅度提高藥物的作用效果。采用納米技術(shù)加工中藥將有可能使細胞破壁，使更多的中藥有效成分被釋放出來而被人體吸收，從而提高了中藥的生物利用度。王曉波等［5，6］研究發(fā)現(xiàn)，納米級雄黃粉體，吸收與傳統(tǒng)雄黃相比，在生物利用度方面具有明顯優(yōu)勢。

1.3 具有高度的靶向性:中藥的有效部位或復(fù)方中藥的提取物中的有效成分很難自動運送到病變部位,缺乏針對性， 從而大幅度降低了其生物利用度，并導(dǎo)致全身毒副作用。藥物顆粒納米化后可以將藥物輸送到身體任何極微細的組織管道及疾病變異的組織細胞中, 因此可大幅度地提高藥物的定位性、時效性和功效, 使疾病能更有效地得到控制和治療。另外，應(yīng)用脂質(zhì)體、納米顆粒、膠體溶液、毫微乳等技術(shù)［7］將中藥( 主要是有效成分、有效部位或提取物) 運送到人體的病患部位, 可降低某些中藥的副作用, 提高治療效果。制成被動靶向制劑, 實現(xiàn)肝臟靶向給藥、基因輸送、肺部靶向給藥。楊凱等［8］研制了具有頸淋巴結(jié)靶向性的葫蘆素BE 聚乳酸納米微粒凍干針劑，通過口腔癌周黏膜下注射后，對頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶具有良好的靶向性作用，提高頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶內(nèi)藥物濃度，延長了藥物持續(xù)作用時間，同時也降低了血和其他器官中藥物濃度［9］。

1.4 種類繁多的劑型: 傳統(tǒng)的中藥制劑劑型簡單、粗糙，服用繁瑣，生物利用度低，不能適應(yīng)現(xiàn)代社會快速發(fā)展的節(jié)奏和疾病治療的多種需求。將中藥制成納米微囊，或納米級粉針劑，或?qū)⑺苄孕〖半y溶的藥物加工成納米脂質(zhì)體或納米乳，可提高肌體的吸收率和生物利用度，增強療效，減少毒副作用。采用納米技術(shù)，還可將中藥制成高效透皮釋放制劑、口服控釋片、干粉吸入劑、鼻噴霧劑、舌下速溶片及植入型控緩釋制劑等多種劑型。這些新的劑型不但可以滿足不同患者和不同類型疾病治療的需求，而且可以解決使一些物質(zhì)因自身缺點的成藥的問題。去甲斑蟊素具有較強的抗腫瘤活性，且抑瘤譜廣，但因其不溶于水而限制了其應(yīng)用。孫銘等［10］以聚乳酸一聚乙醇酸（PLGA）共聚物作為基質(zhì)材料，去甲斑蟊素納米控釋靜脈制劑，并采用MMT 方法做了體外殺傷癌細胞實驗，證實了PLGA包載去甲斑蟊素的納米級微?？沙晒χ苽潇o脈注射劑型。

1.5 具有高效低毒的特點:傳統(tǒng)中藥的有效部位或復(fù)方中藥的提取物中的有效成分很難自動運送到病變部位,缺乏針對性， 從而大幅度降低了其生物利用度，并導(dǎo)致全身毒副作用。藥物顆納米化后可以到達身體任何極微細的組織管道及疾病變異的組織細胞中,大幅度地提高藥物的定位性、時效性和功效,從而大幅度提高治療效果。另外，應(yīng)用納米脂質(zhì)體、納米囊、納米乳等技術(shù)可將中藥輸送到到靶向部位,提高病變靶區(qū)的藥物濃度， 減少藥物的劑量，達到增效降毒效果。Sharma等［11］將紫杉醇包封于粒徑50-60nm的PVP納米顆粒，給予移植有B16F10鼠黑色素瘤的C57B1/6小鼠，結(jié)果顯示紫杉醇納米顆粒能明顯減小腫瘤體積，延長動物存活時間，與等劑量的游離型紫杉醇相比抗腫瘤活性顯著增強。王俊平［12］采用薏米仁油研制紫杉醇微乳，以紫杉醇為對照品，分別對小鼠尾靜脈給藥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紫杉醇組于給藥后第5天動物開始死亡，第14 天動物死亡率達90%；而紫杉醇微乳組動物在14 d 內(nèi)沒有發(fā)生死亡，說明紫杉醇微乳的急性毒性明顯低于紫杉醇。

3.納米中藥的研究現(xiàn)狀與展望

目前，納米技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的研究主要集中于西藥和單體，生物技術(shù)藥及體外診斷試劑。與之相比，納米中藥的研究剛剛起步，大多處于實驗室研究階段，與臨床應(yīng)用的還有很大的距離。主要存在的問題：現(xiàn)有的中藥納米制劑主要集中在單味藥, 且以中藥單體有效成分為主, 中藥復(fù)方的研究很少；多數(shù)制劑停留在實驗室研制階段, 材料、工藝、質(zhì)量控制等方面還不成熟等等。

中醫(yī)藥學(xué)是我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的瑰寶，借助納米技術(shù)的特殊優(yōu)勢，一定會克服其目前發(fā)展的瓶頸問題，盡快實現(xiàn)中藥產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化和國際化。

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篇9

關(guān)鍵詞：納米技術(shù);水產(chǎn)藥物;綜述;展望

中圖分類號：R978 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.014

Nanotechnology in Aquacultural Drugs and Treatment

SUN Jie1， BI Xiang-dong1， YOU Hong-zheng2， DONG Shao-jie1， YANG Guang1， WU Rui1， YANG Tong-zhi1， CHEN Tian-shuo1

（1. Key Labortary of Aqua-ecology and Aquaculture of Tianjin， Department of Fisheries Sciences， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China; 2. Tianjin Fisheries Research Institute， Tianjin 300221， China）

Abstract： Nanotechnology and nano-drug were presented firstly. Secondly the advantage of nano-drug against traditional drugs was compared. Then the application of nanotechnology in aquaculture drugs was reviewed. At last， application prospect of nanotechnology in aquaculture drugs， developing direction and problems that should be paid attention were prospected.

Key words： Nanotechnology; aquaculture drugs; review; prospection

“納米技術(shù)”（Nanoscletechnology）的概念是于上世紀90年首屆國際納米科學(xué)與納米技術(shù)大會（美國巴爾的摩）上首次被提出來的[1]。目前，國際上公認的納米尺度空間為0.1～100 nm，亞微米體系范圍為100～1 000 nm，原子團簇的尺度空間為小于1 nm[2]。納米技術(shù)是在納米尺度空間研究物質(zhì)（原子和分子）的物理和化學(xué)特性及它們之間的相互作用，通過一定的微細加工方式直接操縱原子、分子或原子團、分子團，使其重新排列組合，形成新的具有納米尺度的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，進而研究其特性及其實際應(yīng)用的一門新興科學(xué)與技術(shù)[3- 4]。目前，在生物學(xué)、材料學(xué)、顯微學(xué)、電子學(xué)等研究領(lǐng)域納米技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了突破性的進展[1]。

實際上，“納米技術(shù)”概念的提出要晚于藥劑學(xué)領(lǐng)域里對納米粒子的研究。藥劑學(xué)領(lǐng)域早在上世紀70年代便已經(jīng)對納米球、納米脂質(zhì)體聚合物和納米囊等多種類型的納米載體進行了廣泛研究[2]。近年來，納米技術(shù)在藥物領(lǐng)域的研究和應(yīng)用已逐漸成為熱點，對該領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠的影響，催生了“納米藥物”的誕生。納米藥物的粒子存在的形式包括兩大類：納米晶體藥物（其制作方式是將原料藥物通過一定技術(shù)手段直接加工成的納米粒）和納米載體藥物（以納米級高分子納米粒、納米球、納米囊等為載體，藥物分散在載體中納米化）[1， 4-5]。有學(xué)者認為納米藥物粒徑可能超過100 nm，但通常應(yīng)小于500 nm[4]。包括大小在100 nm以上的亞米微粒子，空間尺度在1～1 000 nm的藥物在藥物傳輸系統(tǒng)一般被界定為納米粒[2]。

1 與傳統(tǒng)藥物相比較納米藥物的優(yōu)勢

1.1 特殊表面效應(yīng)及小尺寸效應(yīng)

納米藥物的分散粒徑在1～100 nm之間，使它具有特殊的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)等。在傳統(tǒng)給藥形式中，藥物是以游離分子態(tài)的形式被吸收，而納米藥物以納米聚集態(tài)的形式兼有分子態(tài)的形式被吸收。這使其具有了不同的體內(nèi)過程，進而能夠產(chǎn)生特殊的生物學(xué)活性[6]。較之傳統(tǒng)常規(guī)藥物，顆粒小、活性中心多、表面反應(yīng)活性高、吸附能力強、催化效率高等特點是納米藥物所具備的主要優(yōu)點[4]。

粒徑達到納米水平的藥物顆粒的總表面積大幅度加大，提高了藥物的溶出速率，增大了給藥部位的接觸面積，進而提高了藥物的單位面積濃度。通過對納米藥物表面進行修飾，可以改變其表面特性，從而實現(xiàn)藥物長循環(huán)的效果[4]。納米藥物的粒度處于亞微粒水平，且完整的多聚粒是胃腸道易吸收的形式。因而納米藥物可以通過胃腸道中淋巴樣組織的集結(jié)淋巴結(jié)內(nèi) M細胞的機制攝取，實現(xiàn)減弱藥物的首過效應(yīng)，以提高其的生物利用度[6]。機體不易將納米顆粒當作異物排斥，納米藥物對于機體組織、血液和免疫系統(tǒng)等均具有良好的生物兼容性。納米藥物親水性的表面可以使其免于單核細胞吞噬系統(tǒng)的吞噬，因而納米藥物在血液中具有較長的循環(huán)時間[7]。上述原因使納米藥物在藥代動力學(xué)及藥效動力學(xué)方面受到醫(yī)藥界的高度重視[1]。

1.2 載體的優(yōu)勢

目前，納米藥物載體的主要種類有納米囊、納米脂質(zhì)體、聚合物膠束和納米球等，均具有類似生物膜性質(zhì)的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)[6]。其突出優(yōu)點在于：控制藥物進入特定的靶器官或靶細胞，實現(xiàn)藥物的靶向輸送;藥物通過納米載體的囊壁滲透、瀝濾、擴散，或通過被溶蝕的基質(zhì)釋放，避免了藥物被體內(nèi)的各種酶類水解，在延長其作用時間的同時，還提高了其穩(wěn)定性及生物口服利用度;納米載體材料可生物降解，無毒或毒性較低[8-9]。

載藥納米粒子通過改變生物膜運轉(zhuǎn)機制，提高了藥物對于生物膜的通透性，使其可以通過簡單擴散或滲透的形式穿過生物膜。載藥納米粒子粒徑小且具有良好的黏附性，延長了藥物與吸收部位的接觸時間，使吸收部位上皮組織黏液層中的藥物濃度增加，并延長了藥物半衰期，從而提高了藥物的生物利用度。上述優(yōu)點使得納米藥物可以減少使用劑量并保證作用效果，進而減輕甚至避免藥物的毒副作用[4， 8]。

2 水產(chǎn)藥物領(lǐng)域的納米技術(shù)

20世紀50年代，我國開始進行水產(chǎn)病害研究工作。20世紀80年代以后，魚藥的開發(fā)逐漸形成了產(chǎn)業(yè)。與水產(chǎn)魚藥有關(guān)的開發(fā)和研究工作仍處于較淺的層次[10]。綜合現(xiàn)有資料，納米技術(shù)在水產(chǎn)藥物方面的應(yīng)用有以下幾個方面。

2.1 環(huán)境改良劑

環(huán)境改良劑以改善養(yǎng)殖水體為主要目的。目前環(huán)境改良劑主要包括水質(zhì)改良劑、底質(zhì)改良劑和微生態(tài)制劑等類型，但采用納米技術(shù)的只有凈水劑。綜合使用效果和成本分析，納米級高效凈水劑具有凈水效果好、綜合成本低和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。納米級凈水劑通過在極短時間內(nèi)與養(yǎng)殖水充分混和、絮凝和沉淀，去除水中的異臭、懸浮物、異味及大部分雜質(zhì)，其凈水效果可達到普通凈水劑的10～20倍。通過具有納米級孔徑的過濾裝置，水中的細菌、病毒等微生物可被除去，從而實現(xiàn)了高效的凈水效果[11]。

2.2 消毒劑

消毒劑是指以殺滅水體中的病原微生物為目的的藥物。水產(chǎn)藥物中的消毒劑主要包括酚類、氯制劑、碘制劑和季胺鹽類等[10]。現(xiàn)有藥物在實際使用過程中均存在不同程度的諸如穩(wěn)定性差、作用范圍窄、效果不顯著等缺陷。目前已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用的水產(chǎn)納米消毒劑種類較少，常見的有納米碘，主要成分是納米碘、季胺鹽和WEQ等。通過對碘表面使用具表面活的非離子表面活性劑高分子化合物進行處理，在碘粒子表面形成一層由分散劑組成的保護膜，減弱或屏蔽了粒子間的締合力，避免了粒子團聚，由此迅速增強碘制劑的殺菌能力和穿透性，并減少了藥物有效成分的浪費;一般情況下高分子呈現(xiàn)卷曲狀態(tài)，可以使用特殊的工藝技術(shù)，將碘微粒嵌入其中，以提高藥物的穩(wěn)定性和活性，增加其水溶性并減少藥物的刺激性，同時可以達到緩釋的效果[12]。

2.3 抗病原微生物類藥物

抗病原微生物類藥物通過內(nèi)服或注射的方式給藥，起到殺滅或抑制體內(nèi)病原微生物繁殖和生長的作用[10]。此類藥物主要分為抗菌藥、抗真菌藥和抗病毒藥。水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用量最大、范圍最廣的抗菌藥有抗生素類、磺胺類、呋喃類和喹諾酮類[13]。

目前，抗生素使用中的藥物殘留問題、交叉耐藥性問題和多元耐藥性問題在醫(yī)藥與獸藥中普遍存在。更為嚴重的問題是，人在食用了殘留有抗生素的畜禽及其制品后會引起對相關(guān)抗生素的敏感性降低[1]。早在20世紀90年代，我國學(xué)者就指出由于多種抗生素頻繁在鰻鱺養(yǎng)殖中使用，導(dǎo)致鰻鱺病原菌對常用抗菌藥產(chǎn)生了嚴重的抗藥性，耐藥范圍達到了42.5%～90.9%，平均耐藥率更是達到69.4%[14]。Inglis[15]從患癤瘡病的大西洋魷分離到304株殺蛙氣單胞菌，其中55%的菌株對土霉素具有抗藥性，有37%的菌株對于抗生素嗯哇酸出現(xiàn)耐藥性，且有94.7%的耐藥菌株在次年仍被發(fā)現(xiàn)。上述情況使得養(yǎng)殖動物疾病防治工作開展較為困難。具抗藥性的水產(chǎn)動物病原微生物如果傳播到其他水生生物或陸地動物，也將危害人、畜、獸及農(nóng)作物[16]。

納米技術(shù)的出現(xiàn)，為解決病原菌抗藥性問題帶來了新的思路。楊雪峰等[17]的研究指出制備恩諾沙星納米乳的最佳納米乳處方為肉豆蔻酸異丙酯 （IPM）、聚氧乙烯蓖麻油-40 （EL-40）、乙酸 （HAc） 和水，以此處方制備的恩諾沙星納米乳對大腸桿菌ATCC25922和金黃色葡萄球菌ATCC25923的最小抑菌濃度 （MIC） 均為其原料藥MIC的1/2。但是也有研究指出，由十六烷基碳脂肪酸為配方的恩諾沙星脂質(zhì)納米乳劑，利用金黃色葡萄球菌測定其 MIC 為0.25 μg?mL-1，與普通恩諾沙星藥物的值接近[18]。這表明，抗菌藥物納米化后是否能夠增強藥性，與其采用的納米配方有關(guān)。寧二娟等[19]以聚乳酸為載體材料，采用溶劑揮發(fā)法制備的恩諾沙星聚乳酸納米粒的包封率平均為71.0%，載藥量平均為11.3%，平均粒徑為66.8 nm，粒徑范圍為30.0～117.5 nm，電子透射顯微鏡下觀察納米粒，基本呈較光滑圓整的球形，較均勻，且粒徑分布較窄。Bariak等[20]在研究中報道了一種新型納米管藥物，可以殺死包括對傳統(tǒng)抗生素形成抗藥性的細菌。這表明可以通過對納米藥物進行修飾提高其抗菌和抑菌效果[1]。

現(xiàn)有的納米抗菌劑還有納米TiO2、納米ZnO和納米SiO2及其銀系納米復(fù)合粉等。上述藥物具有量子尺寸效應(yīng)、巨大的比表面積和獨特的抗菌機制，較傳統(tǒng)抗菌劑、有機類和天然類抗菌劑其綜合抗菌效果更佳優(yōu)良。其中納米ZnO因為具有一般ZnO無法比擬的優(yōu)越性而被稱為面向21 世紀的新飼料業(yè)產(chǎn)品。納米ZnO化學(xué)活性極強，可以與多種有機物（包括細菌內(nèi)的有機物）發(fā)生氧化反應(yīng)，殺死大部分的細菌和病毒。將納米氧化鋅拌入飼料投喂，魚類不會產(chǎn)生耐藥性[21]。SiO2銀系納米復(fù)合粉體是一種無機納米抗菌劑，通過離子交換的方法在納米材料的基礎(chǔ)上制得。使用時，SiO2銀系納米復(fù)合粉體中可緩釋銀離子，通過銀離子進入微生物細胞內(nèi)破壞其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，引起細胞的代謝障礙，從而達到殺菌的目的。其殺菌效果集安全性、廣譜性為一體，較常規(guī)的銀系無機抗菌劑具更好的抗菌效果和更長的抗菌時間[22]。

2.4 殺蟲藥

殺蟲藥通過藥浴或內(nèi)服的方式給藥，作用是殺死或驅(qū)除養(yǎng)殖動物體內(nèi)外的寄生蟲并殺滅水體中有害無脊椎動物[10]。常用的殺蟲藥包括硫酸亞鐵、硫酸銅、有機磷殺蟲藥（敵百蟲）、抑除蟲菊脂殺蟲藥和有機氯殺蟲藥等。其中敵百蟲因具有毒性較低、藥殘少、殘留時間較短的優(yōu)點被廣泛地適用于水產(chǎn)動物體外寄生蟲（甲殼類、單殖吸蟲及部分腸道寄生的蠕蟲等）的防治[13]。

由于獸醫(yī)臨床和畜牧業(yè)生產(chǎn)中殺蟲藥的廣泛應(yīng)用，以及藥物濫用和錯誤使用，使得水產(chǎn)殺蟲藥同樣面臨病原蟲抗藥性問題。例如敵百蟲對金魚指環(huán)蟲病的治療效果已經(jīng)大打折扣，很多情況下養(yǎng)殖戶使用了正常劑量的3～5倍都得不到很好的療效。甚至發(fā)生過因藥劑量太大引起金魚中毒死亡的事件。目前納米化水產(chǎn)殺蟲驅(qū)蟲藥并不多見，在這方面還有很多工作有待開展。

2.5 中草藥類水產(chǎn)藥物

中草藥類水產(chǎn)藥物是天然藥物，用以水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的疾病防治或健康改善，其形式一般是經(jīng)加工或未經(jīng)加工的藥用植物[10]。中草藥用于水產(chǎn)動物疾病治療是近年來的研究熱點之一。魚藥中的中草藥從功能上分為抗細菌類（如大黃、黃連、大青葉等）、抗真菌類（如白頭翁、苦參等）、抗病毒類（如板藍根、野菌等）和殺蟲類（如苦楠皮、使君子等）[10]。另外，有學(xué)者報道五倍子、黃芩、訶子、烏梅、石榴皮五種中草藥對遲緩愛德華氏菌（Edwardsiella tarda）和嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila）的體外起不同程度的抑菌效果[23]。丁香、薄荷、八角和黃連對丁i具較好的誘食效果[24]。

1998 年國內(nèi)學(xué)者通過將牛黃加工至納米級水平，使其理化性質(zhì)發(fā)生變化，發(fā)現(xiàn)其療效得到了提高，且具有一定的靶向性和新作用，遂提出“納米中藥”一詞。研究表明納米級的中藥在化學(xué)、物理和生物學(xué)特性方面可出現(xiàn)較大變化，從而出現(xiàn)新的效果。較傳統(tǒng)的中藥，納米中藥在生物利用度、靶向性和低不良反應(yīng)方面具有明顯的優(yōu)勢[25]。梅之南等[26]通過納米技術(shù)將雷公藤內(nèi)酯醇制成固體脂質(zhì)納米粒，減少了服藥小鼠體內(nèi) MDA 的產(chǎn)生量。這表明固體脂質(zhì)納米粒可通過減少小鼠體內(nèi)雷公藤內(nèi)酯醇的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，降低雷公藤內(nèi)酯醇對肝臟的毒性。王俊平[27]使用納米技術(shù)用薏米仁油制備紫杉醇微乳，發(fā)現(xiàn)給藥后的紫杉醇組動物于第 5 天開始死亡，于第 14 天死亡率達到 90%;而紫杉醇微乳組動物在 14 d 內(nèi)未出現(xiàn)死亡。這說明納米技術(shù)可以顯著降低紫杉醇的毒性。

納米化水產(chǎn)中草藥鮮見于報道，筆者所在研究團隊采用處方為表面活性劑吐溫-80、助表面活性劑甘油、油相大豆油及水成功制備出高效抑殺養(yǎng)殖水體有害藻類的納米藥物―鹽酸小檗堿納米乳，可顯著提高中草藥小檗堿的抑藻率，有效控制養(yǎng)殖水體有害藍藻的爆發(fā)。我們采用處方為表面活性劑聚氧乙烯蓖麻油-40、助表面活性劑乙酸、油相肉豆蔻酸異丙酯及水成功制備出高效的抗菌納米藥物―肉桂醛納米乳等系列水產(chǎn)用納米藥物，可顯著增加養(yǎng)殖動物對抗菌藥物的吸收利用率，大幅降低養(yǎng)殖上述藥物的最小抑菌濃度，提高養(yǎng)殖動物細菌性疾病的防治率，增加養(yǎng)殖產(chǎn)量。

3 展 望

我國人口眾多，水產(chǎn)自然資源相對貧乏，緊靠捕撈不足以滿足人們對水產(chǎn)品日益增長的需求。近年來，水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展較快，產(chǎn)量逐年提高。隨著養(yǎng)殖模式不斷改進，高密度的集約養(yǎng)殖和立體養(yǎng)殖技術(shù)被廣泛應(yīng)用，新品種引進和原有品種改良，新病原入侵、病原對現(xiàn)有魚藥產(chǎn)生抗藥性和環(huán)境安全性等問題逐步顯現(xiàn)。現(xiàn)有魚藥體系已逐漸不能滿足水產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的需求，這對水產(chǎn)病害的研究工作和新型魚藥的開發(fā)提出了更高的要求。納米技術(shù)在魚藥開發(fā)和生產(chǎn)中的應(yīng)用有望成為解決上述問題的有效途徑之一。

目前，魚藥納米化正處于起步探索階段，其進程落后于其他獸藥，較之醫(yī)藥領(lǐng)域差距更大。納米化魚藥的研發(fā)可以參照其他獸藥和醫(yī)藥納米化研究中取得的寶貴經(jīng)驗和成果，在納米晶體藥物微粉方法、納米載體配方、新納米載體研發(fā)等方面進行有益的探索。

據(jù)報道，約40%具有活性的候選藥物由于在水中溶解度低[28]。溶解控制是難溶性藥物在體內(nèi)被吸收的限速步驟。通過加大藥物溶出速率可顯著的提高其生物利用度。通過納米技術(shù)減小藥物粒徑可增加其比表面積，例如將藥物的粒徑由10 μm 降低至200 nm，可增加其比表面積50倍，而難溶性藥物的生物利用度與其比表面積大小密切相關(guān)。這表明可以通過納米技術(shù)提高難溶性藥物的溶解速率進而改善其生物利用度[29]。納米級超細微粒狀態(tài)的難溶性藥物和生物大分子的溶解度增大，附著性增強，吸收率提高，有效地增強了療效[5]。綜上所述，納米技術(shù)的出現(xiàn)為新型魚藥的開發(fā)提供了技術(shù)支持。

任何事物都有其兩面性。有研究指出中性和低濃度的陰性納米粒子不會威脅到血腦屏障，而納米粒子的表面電荷使得陽性和高濃度的陰性納米粒子對血腦屏障具有毒性。有研究指出納米粒子對空氣、水和土壤均可產(chǎn)生影響，可在食物鏈中累積，這可能嚴重威脅到自然中的生物和人類的健康[30]。這提示我們在開發(fā)納米魚藥的同時也應(yīng)該關(guān)注魚藥納米化后其自身毒性和生態(tài)毒性等方面的變化。

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文章編號：1003-1383（2013）01-0106-04 中圖分類號：R319 文獻標識碼：A

納米（符號為nm）是一種度量單位。1 nm=1/100萬mm?！凹{米材料”的概念是20世紀80年代初形成的，指的是物質(zhì)的顆粒尺寸小于100 nm的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱。目前在口腔醫(yī)學(xué)臨床上使用的材料相當廣泛，運用于口腔的納米材料稱之為口腔納米材料，對口腔臨床修復(fù)治療起到了非常重要的作用。隨著納米材料和納米技術(shù)的興起，新型的納米材料開始在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[1]應(yīng)用，對現(xiàn)有口腔材料的改性和創(chuàng)新具有重要意義。納米材料具有以下主要特點：納米粒子大小在1～100 nm；有大量的自由表面或界面；納米單元之間存在著相互作用，作用或強或弱。因為具有以上特性，納米材料具有包括表面或界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸、宏觀量子隧道效應(yīng)[2]。納米材料與組成相同的微米晶體材料比較具有其許多優(yōu)異的性能[3]，主要表現(xiàn)在催化、磁性、光學(xué)、力學(xué)等許多方面。納米高分子材料的應(yīng)用涉及多方面，主要為介入性診療、免疫分析、藥物控制釋放載體等[4]。納米技術(shù)涉及許多領(lǐng)域，包括納米合成技術(shù)、納米裝置技術(shù)、微加工技術(shù)等，在口腔醫(yī)學(xué)方面采用的納米技術(shù)稱之為口腔納米技術(shù)[5]?，F(xiàn)就納米材料與納米技術(shù)在口腔內(nèi)外科學(xué)中的應(yīng)用進行如下概括綜述。

納米技術(shù)與納米材料在口腔內(nèi)科學(xué)中的應(yīng)用 1.納米復(fù)合樹脂 從以化學(xué)方式固化的復(fù)合樹脂到光固化燈照射固化的復(fù)合樹脂及雙固化型復(fù)合樹脂。用復(fù)合樹脂修復(fù)牙體缺損已有40多年歷史。復(fù)合樹脂的基本組成部分是無機填料，根據(jù)無機填料的粒徑大小分為大顆粒型、超微顆粒型和混合填料型。混合填料型樹脂填料粒徑近幾年不斷向納米級發(fā)展。如今推出的適用于所有充填通用型納米復(fù)合樹脂，將是最有希望的新型復(fù)合樹脂。為改善牙科樹脂的性能，目前多采用許多增加強度和增加韌性的方法。在樹脂中加入種類、數(shù)量、大小不相同的無機填料，雖然使復(fù)合樹脂的強度得到提高，但同時又使樹脂的韌性降低。而在樹脂中運用納米粒子來填充，可使復(fù)合樹脂強度與韌性增加。使復(fù)合樹脂的強度增強的納米粒子包括納米二氧化硅[6]、納米氧化鋯[7]、納米羥基磷灰石[8]、納米氧化鈦[9]等。由于納米粒子具有以下獨特的性能，如非配對原子多，表面缺陷少，比表面積大，能與聚合物發(fā)生較強物理結(jié)合或化學(xué)結(jié)合，使粒子與基體間界面粘結(jié)時，對更大的載荷都能承受，從而使納米復(fù)合樹脂具有更高的強度和韌性。為使材料發(fā)生聚合時不收縮或收縮減小，在光化聚合丙烯酸脂或異丁烯酸脂基的向列液晶單體中，加入二氧化硅納米微粒和較高含量的金屬氧化物，使形成高分子量的聚合物粘結(jié)性增強，

體積收縮減小。二氧化鋯用于口腔科具有X射線阻射性高、強度高和硬度高等優(yōu)點，納米氧化鋯復(fù)合樹脂光學(xué)透明性極高，是理想的口腔科復(fù)合樹脂增強材料?？谇慌R床使用的樹脂充填材料，放射阻射性弱，如發(fā)生繼發(fā)齲壞時，X線片上很難將充填材料與繼發(fā)齲進行鑒別，若將氧化鉭納米粒子通過運用納米技術(shù)填充入樹脂材料中，形成具有放射阻射性的新型納米復(fù)合樹脂材料，材料的物理強度會得到增強。而將氧化鉭納米粒子加入玻璃離子材料中，能使材料克服容易溶解的不足，同時強度增強，與一般的復(fù)合樹脂相比，具有更好的耐磨性。該材料主要是依靠納米機械結(jié)合，來提高其耐磨性。如果把納米多孔二氧化硅凝膠加入樹脂材料中，使新形成的材料具有不相同的結(jié)構(gòu)，耐磨性能得到提高。有學(xué)者將納米材料加入復(fù)合樹脂中，發(fā)現(xiàn)能使其具有抗菌性能。Xu等在口腔科復(fù)合樹脂中加入熔附了納米硅顆粒的晶須和納米二鈣或四鈣磷酸鹽，可達到自修復(fù)的目的[10，11]。宋欣等人在復(fù)合樹脂中加四針狀氧化鋅，發(fā)現(xiàn)該材料不僅能提高樹脂的機械性能，還使樹脂具有抗菌作用[12]。Niu等也在復(fù)合樹脂中加入四針狀氧化鋅，使復(fù)合樹脂具有抗菌性能的同時機械性能也增強[13]。由有機高分子材料和各種納米單元通過多種方式復(fù)合成型的新型復(fù)合材料就是納米填料復(fù)合樹脂，是一種含有納米單元相的納米復(fù)合材料。納米復(fù)合樹脂與過去的復(fù)合樹脂相比較性能上有更大提高，其優(yōu)勢就是色澤更逼真，拋光性與持久性更佳，超強強度更耐磨，可以廣泛用于前牙或后牙。

2.納米粘結(jié)材料 從BisGMA粘結(jié)劑和酸蝕技術(shù)用于口腔臨床以來，在口腔臨床粘結(jié)治療方面獲得很大進步?？谇粌?nèi)環(huán)境有其獨特性，使許多粘接材料和粘接技術(shù)沒有達到理想要求。隨著納米技術(shù)的廣泛運用，納米材料的日益發(fā)展，將納米粒子加入現(xiàn)有的口腔粘結(jié)材料中進行改性外，還把納米雜化樹脂（poss）作為基質(zhì)，用它與硅基納米材料發(fā)生共聚，從而得到高強度、熱穩(wěn)定、耐久性的高粘結(jié)性材料。這種材料不僅能很好地克服酸蝕過程中造成的牙本質(zhì)小管閉合問題，而且能在牙體和材料之間發(fā)揮較高的粘結(jié)性，使粘接技術(shù)和粘接材料達到一個更高更新的水平。牙本質(zhì)過敏是口腔內(nèi)科臨床上常見病多發(fā)病，是牙齒上暴露的牙本質(zhì)在受到外界刺激，如溫度、化學(xué)性、機械性刺激后，引起牙齒的酸、軟、疼痛癥狀，這主要是牙本質(zhì)暴露后，牙本質(zhì)小管內(nèi)的液體，即牙本質(zhì)液對外界刺激產(chǎn)生機械性反應(yīng)所引起。臨床主要是通過在暴露的牙本質(zhì)表面涂布粘結(jié)劑來緩解敏感癥狀。在臨床口腔常用的光固化粘結(jié)劑中加入一些納米材料，不僅能提高其粘結(jié)力，還可作為牙本質(zhì)過敏治療的封閉材料。主要是利用納米粘結(jié)材料來封堵牙本質(zhì)小管，可以使牙本質(zhì)過敏得到迅速和永久的治愈。

3.納米根管充填材料 臨床上用于做根管治療的根充材料要求有以下特點：其一，能把炎癥始發(fā)地徹底清除，能使根管封閉、死腔消滅，從而防止微生物進入根管內(nèi)，阻止根管再次受到感染；其二，材料自身有恢復(fù)組織病變的能力，對根尖孔的鈣化閉合有促進作用。因羥基磷灰石顆粒的尺寸較大，如單純使用羥基磷灰石作為根管充填材料，在根管充填后形成的整體脆性較大，彈性模量與牙根牙本質(zhì)不匹配，從而出現(xiàn)明顯的微滲漏。隨著納米羥基磷灰石生物材料的出現(xiàn)，能很好解決根充材料存在的關(guān)于生物相容性的難題。經(jīng)過大量基礎(chǔ)和臨床研究，發(fā)現(xiàn)納米羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)與天然骨的無機成分很相似，均有良好的生物相容性，兩者可以緊密結(jié)合，結(jié)合后周圍組織未見有炎癥和細胞毒性的發(fā)生，其對骨組織還有良好的誘導(dǎo)性。材料的組成和構(gòu)造與脊柱動物硬組織相似，生物相容性良好[14～16]。將納米羥基磷灰石制成糊劑用于充填根管，大多數(shù)病例根尖透影區(qū)變小或消失，臨床癥狀消失，成功率達93.2%。根尖周圍組織有病變的牙齒，成功率達93.8%。王艷玲[17]研究指出，用納米羥基磷灰石根充與傳統(tǒng)氧化鋅丁香油糊劑根充兩者相比較，在根管壁密合度方面，前者明顯優(yōu)于后者。納米羥基磷灰石具有良好的根尖封閉特性，用其作根管封閉劑可減少微滲漏的出現(xiàn)。不少學(xué)者把具有良好的生物相容性，可使病變組織愈合加快，根充不會被組織吸收的納米羥基磷灰石作為根管充填材料和根尖屏障材料，對其可行性進行了大量的臨床研究[18～22]，取得良好的療效。納米羥基磷灰石材料本身無殺菌作用，將碘或其他抗生素加入其中可以使該材料的抑菌和抗菌效果提高[23]。張海燕等[24]對難治性根尖周炎應(yīng)用無機抗菌劑作為根管充填劑進行根管治療，取得很好臨床療效。本身沒有成骨性的納米羥基磷灰石，可為新生骨的沉積提供合適的生理基質(zhì)，引導(dǎo)牙骨質(zhì)不斷沉積來封閉根尖處的根尖孔。有臨床報道將其用于年輕恒牙的根管充填特別合適。

納米技術(shù)與納米材料在口腔外科學(xué)中的應(yīng)用 1.納米技術(shù)在拔牙麻醉上的應(yīng)用 拔牙麻醉時的注射操作和疼痛往往讓患者感到害怕和恐懼。臨床上可使用丁卡因進行組織的表面麻醉或局部注射碧蘭麻來減輕患者的疼痛，但有時仍會出現(xiàn)諸多問題如麻醉鎮(zhèn)痛不全、血腫、面神經(jīng)暫時性麻痹等。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，口外醫(yī)生可將納米粒子活性麻醉劑懸液直接涂布在牙齦和牙齦溝內(nèi)，在聲學(xué)信號（如超聲波）或程序化的化學(xué)反應(yīng)鏈（電化學(xué)機制）的指引下，經(jīng)牙齒的薄弱區(qū)牙頸部，藥物通過牙本質(zhì)小管到達牙髓腔，達到麻醉效果。比牙本質(zhì)小管管徑（1～4 μm）小數(shù)百倍甚至數(shù)千倍的納米粒子，可由信號引導(dǎo)，從牙本質(zhì)小管灌流到牙髓腔內(nèi)，起到麻醉效果，實現(xiàn)牙科無痛麻醉，給患者減少疼痛和恐懼感。

2.納米復(fù)合體材料修復(fù)骨缺損 隨著口腔材料學(xué)不斷發(fā)展，羥基磷灰石作為新興的材料，可大量用于口腔骨組織缺損的修復(fù)，如牙槽骨再造、牙周骨組織缺損、頜骨囊腫等。研究表明：羥基磷灰石所具有的許多特征與多種因素有關(guān)，尤其與它的顆粒直徑大小有密切關(guān)系。如果顆粒直徑大小在1～100 nm，羥基磷灰石則會具有特有的生物學(xué)特點。納米羥基磷灰石的晶體構(gòu)造與自然骨中的無機成分相比較，兩者極為相似，都可以通過氫鍵方式與蛋白質(zhì)及多糖結(jié)合在一起。無細胞毒性，生物相容性好，故認為其是多種口腔疾患造成天然骨質(zhì)缺陷最好的替代物[25～29]。納米羥基磷灰石材料既可作為骨形成的支架，而且還對骨細胞有引導(dǎo)的作用。有學(xué)者用納米羥基磷灰石復(fù)合膠原植入術(shù)，對牙周病造成骨組織缺損的患者進行臨床治療及療效觀察，取得令人滿意的臨床效果[30，31]。羥基磷灰石復(fù)合膠原與周圍組織相容性好，其組成和構(gòu)造跟天然骨相似，本身無細胞毒性，對牙周膜細胞的生長和新生骨的形成有促進作用，故認為它是一種良好的組織工程支架材料。清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系研制的納米羥晶/膠原仿生骨，用來修復(fù)家兔顱頜骨實驗性穿通性骨缺損，因仿生骨有良好的生物相容性，對骨組織的再生、修復(fù)起到促進作用，從而取得良好的骨創(chuàng)愈合效果，達到骨創(chuàng)的關(guān)閉和骨性橋接。有學(xué)者用納米羥基磷灰石人工骨充填慢性根尖周炎及根尖囊腫手術(shù)后的骨缺陷區(qū)內(nèi)以及下頜智齒拔除后的牙槽窩內(nèi)，均取得令人滿意的療效。頜骨囊腫是口腔科的一種常見疾病，為減少術(shù)后出現(xiàn)感染概率，縮短術(shù)后修復(fù)時間，防止患者面部出現(xiàn)畸形，可加入納米羥基磷灰石人工骨，納米羥基磷灰石人工骨在充填骨缺損的同時，使感染問題得以解決，而且對骨誘導(dǎo)作用明顯，手術(shù)操作簡便易行，應(yīng)在口腔外科臨床工作中廣泛推廣。

3.納米控釋系統(tǒng)在腫瘤治療中的應(yīng)用 納米控釋系統(tǒng)包括納米粒子和納米膠囊，它們直徑在10～500 nm之間。藥物可以通過吸附作用、附著作用位于粒子表面或者通過溶解、包裹作用位于粒子內(nèi)部。在外磁場的引導(dǎo)下，將磁性納米顆粒作為藥劑載體引導(dǎo)到腫瘤患者的患病部位，對病變部位進行定位治療，這樣可以減少治癌藥的毒副作用，提高藥物療效。惡性腫瘤血管組織的通透性較大，細胞的吞噬能力較強，用靜脈給藥方式把納米粒子運送到腫瘤組織，可使藥物療效得到提高，降低毒副作用和減少給藥量。Lebold T等[32]把針孔結(jié)構(gòu)的納米硅石當作載體，結(jié)合多柔比星，將兩者制成薄膜，與其他給藥方式比較其釋藥時間顯著延長。作為抗惡性腫瘤藥物的輸送系統(tǒng)，納米控釋系統(tǒng)被認為是最有發(fā)展的應(yīng)用之一。納米顆粒乳劑載體與分散于人體內(nèi)的癌細胞容易融合，臨床上可利用它將抗癌藥物包裹。有人用聚乙烯吡咯烷酮納米粒子將抗癌藥物紫杉醇包裹用于腫瘤治療，結(jié)果表明，含紫杉醇的納米粒子與同濃度游離的紫杉醇在治療腫瘤療效方面，前者療效明顯增加。大量研究顯示，具有納米級的一些抗腫瘤藥物，延長在腫瘤內(nèi)停留時間，腫瘤生長緩慢，同時減少對組織器官的毒性和副作用，減少藥物劑量。納米脂質(zhì)載體在腫瘤造影和成像等方面具有較好的優(yōu)勢[33]，因為其對藥物、基因、成影劑有較好的包封率。

綜上所述，隨著納米材料與納米技術(shù)的興起和快速發(fā)展，為口腔材料學(xué)的研究提供了一種全新的方法和手段。使我們能以全新的思維模式從納米水平來重新探索和研究材料的成份與結(jié)構(gòu)，從而為口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研制出更好更理想的口腔材料。

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