纳米材料在生物医学中的应用

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1、2012正河北大学学报(自然科学版)2O12第32卷第2期Journa1ofHebeiUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．32NO．2学科综述纳米材料在生物医学中的应用周国强，谷广其，王文颖，王书香，张金超(河北大学化学与环境科学学院，河北省化学生物学重点实验室，河北保定071002)摘要：纳米生物医学是纳米技术与现代生物医学技术结合的产物，近年来这一领域逐渐受到科学界和企业界的重视，得到了许多振奋人心的进展，具有广泛的应用前景．结合本课题组在纳米材料和生物医学方面取得的研究成

2、果，介绍了量子点、纳米金、碳纳米管、纳米氧化铁和富勒烯几种典型纳米材料在生物医学领域的应用研究现状．关键词：纳米材料；生物医学；量子点；碳纳米管中图分类号：06—1文献标志码：A文章编号：lO00—1565(2012)02～0218—07ApplicationofnanomaterialsinbiomedicineZHOUGuo—qiang，GUGuang—qi，WANGWen—ying，WANGShu—xiang，ZHANGJin—chao(KeyLaboratoryofChemicalBiologyofHebe

3、iProvince，CollegeofChemistryandEnvironmentScience，HebeiUniversity，Baoding071002，China)Abstract：NanobiomedieineistheoffspringofnanotechnologyandbiomedicinewhichisnOWpursuitedbyboththescientificcommunityandtheindustrialcommunity．Withsomeoutstandingprogress，itisb

4、e—lievedthatnanobiomedicinehasgreatapplicationpotentialsinvariousfields．Inthisreview，itisdiscussedtheapplicationofquantumdots，goldnanoparticles，carbonnanotubes，nano-ironoxideand[ullerenesinbiomedicine．Keywords：nanomaterials；biomedicine；quantumdots；carbonnanotu

5、bes纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1～100nm)或由纳米粒子作为基本单元构成的材料．纳米粒子也叫超微颗粒，处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，这样的体系既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，与常规尺度物质相比具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等口]．纳米技术是通过对纳米尺度物质的操控来实现材料、器件和系统的创造和利用，例如在原子、分子和超分子水平上的操控．纳米技术应用于生物领域产生了纳米生物技术，纳米生物技术的发展已经对医学产生很大的影响，过去的几十年中，市场

6、上已经出现基于纳米技术的一些药物，许多具有药物诊断和药物传输功能的纳米材料都可以应用到生物医学中．纳米技术打开了微米尺度以外的世界，而细胞水平上的生理和病理过程都发生在纳米尺度，因此纳米技术将对生物医学产生深远影响．纳米生物技术和生物医学收稿日期：2011—10—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(21001038)；保定市科技局科技研究与发展计划项目(1lZF124)第一作者：周国强(1982一)，男，河北威县人，河北大学讲师，主要从事纳米材料生物效应和安全性评价的研究E～mail：zhougq@hbu．ed

7、u．cn第2期周国强等：纳米材料在生物医学中的应用以及其他技术的关系如图1所示．本文仅对量子点、纳米金、碳纳米管、氧化铁和富勒烯等纳米材料在生物医学中的应用研究现状及发展前景做一综述．图1纳米生物技术和纳米医学及其他生物技术的关系Fig．1RelationshipofnanObi0techn0Iogytonanomedicineandotherbiotechnologies[]2纳米材料在生物医学中的应用2．1量子点量子点(quantumdots，QDs)是一种粒径为2410nm的半导体纳米晶，主要包括硒化镉、碲化

8、镉、硫化镉、硒化锌和硫化铅等．与传统的有机荧光染料相比，QDs具有激发波长可调、荧光强度更高、稳定性更强、不易发生光漂白和同时激发多种荧光等优点．通过对多种量子点同时进行激发，可以达到多元化检测的目的，有利于进行高通量筛选．QDs的发射光谱随尺寸大小和化学组成变化而有所改变，因此可以通过控制QDs的尺寸和化学组成使得其发射光谱覆盖整个可见光区l_4]，随着Q