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納米技術的知識范文1
關鍵詞 甲氧基喜樹堿；聚乳酸；納米粒子；體外釋放
中圖分類號 TQ463 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）08-0173-01
Abstract The nanoparticles contained MeOCPT prepared with the method emulsion and solvent evaporation.The MeOCPT nanoparticles had a circular structure，with a smooth surface，uniform size，and its particle size distributed between 100 nm and 300 nm.The drug-loading rate and entrapment efficiency of MeOCPT nanoparticles were（3.10±1.19）% and（83.57±3.45）%.MeOCPT nanoparticles released slowly and lastingly in vitro whose cumulative release rate was nearly 60%，which could release the drugs slowly and reduce the toxicity of drugs.
Key words Methoxycamptothecin；polylactic acid；nanoparticles；in vitro drug release
10-甲氧基喜樹堿（10-methoxycamptothecin，MeOCPT），是從喜樹的果實中分離得到的喜樹堿天然衍生物之一[1]，具有明顯的抗腫瘤活性[2]，但是由于MeOCPT的毒性較大，且難溶于水和一般的有機溶劑，限制了其臨床應用[3]。該研究制備了一種基于聚乳酸包裹MeOCPT的納米粒子[4]，致使其有效發揮MeOCPT的抗癌活性，減少其毒副作用，增加生物利用度[5]。
1 材料與方法
1.1 供試儀器與藥劑
10-甲氧基喜樹堿（由實驗室自主合成，純度99%），聚乙烯醇（美國Sigma公司），聚乳酸（山東省醫療器械研究所），二甲基亞砜、乙腈、甲醇為色譜純，其他試劑為分析純。高效液相色譜系統（Waters，USA）；Thermo C18色譜柱（250 mm×4.6 mm×5 μm）；超聲波細胞粉碎機（Scientz ⅡD，寧波新芝生物科技股份有限公司）；透射電子顯微鏡（H-7650，日本日立公司）；高速低溫離心機（J-25，美國Beckman Coulter公司）。
1.2 MeOCPT納米粒子的制備
準確稱取PLA 250 mg和MeOCPT 5 mg完全溶解于25 mL氯仿中。將溶液傾注入40 mL 5% PVA/1%六偏磷酸鈉混合溶液中，超聲乳化1 min（超聲功率72 W），得到泡沫均勻細膩的乳白色液體，將其傾注入50 mL 2%異丙醇溶液中，待氯仿揮發完全后，將獲得溶液離心、水洗3次（離心轉速1 500 r/min），棄去上清液，去離子水將沉淀溶解后凍干，得到MeOCPT納米粒子。
1.3 HPLC法測定MeOCPT納米粒子的包封率和載藥量
1.3.1 HPLC色譜條件。高效液相色譜系統（Waters，USA）；Thermo C18色譜柱（250 mm×4.6 mm×5 μm）；熒光檢測器激發波長（Ex）380 nm，檢測波長（Em）515 nm，進樣體積20 μL；流動相A：乙腈/水（5/95，v/v）；流動相B：乙腈；洗脫梯度為0～12 min（B：20%～60%）、12～15 min（B：60%～90%）、15～19 min（B：20%～90%）、19～25min（B：20%）。
1.3.2 MeOCPT甲醇標準曲線的配制。精確稱取MeOCPT 10 mg，用10 mL DMSO溶解，得到1 mg/mL MeOCPT溶液，用甲醇稀釋為5、10、20、40、80、160 ng/mL標準溶液。
1.3.3 樣品配制。稱取5 mg MeOCPT納米粒子溶解于DMSO，定容至10 mL，稀釋100倍備用。
1.3.4 計算包封率與載藥量。計算公式如下：
包封率（%）=（CVW3 /W1 W2）×100
載藥量（%）=（CV/W1）×100
式中，C―樣品溶液濃度（ng/mL），V―樣品溶液體積（mL），W1―納米粒子質量（mg），W2―投藥量（mg），W3―納米粒子總質量（mg）。
1.4 MeOCPT納米粒子的體外釋放特性研究
煮沸處理過的透析袋中加入1 mL MeOCPT納米液，扎緊，投入25 mL PBS釋放介質中，37 ℃體外培養，定時取樣2 mL，并補充等體積釋放介質。高效液相色譜儀檢測各時間點藥物質量濃度，再計算累計釋放率。體外釋放累計釋放率計算公式如下：
2 結果與分析
2.1 透射電子顯微鏡觀察納米粒子
通過透射電子顯微鏡觀察（圖1），載MeOCPT納米粒子表面光滑，呈圓球狀結構，粒徑在200 nm左右。與未裝載藥物的納米粒子相比，其形態穩定，無明顯的變化，無明顯的MeOCPT殘留。
2.2 MeOCPT納米粒子粒度的測定
采用靜態光散射法測定了空白納米粒子和載MeOCPT納米粒子的粒度分別為（216.8±14.9）nm和（227.1±41.9）nm。與空白納米粒子相比，載MeOCPT納米粒子的粒徑大小變化不明顯，但兩者粒度的分布范圍均在100～300 nm之間，適用于靜脈注射。
2.3 HPLC法測定MeOCPT納米粒子的包封率和載藥量
在給定色譜條件下，MeOCPT峰型良好，其保留時間為10.52 min。以MeOCPT系列標準溶液的濃度為橫坐標（X），每個濃度對應的熒光檢測峰面積為縱坐標（Y）繪制檢測標準曲線，得到的線性方程為Y=1 160.7X+1.501 5（r2=0.999 5），根據標準曲線計算出MeOCPT濃度，最終通過公式求得包封率和載藥量分別為（83.57±3.45）%、（3.10±1.19）%。
2.4 MeOCPT納米粒子全外釋放特性
根據MeoCPT體外釋放曲線可以看出（圖2），MeOCPT納米粒子與游離的MeOCPT累計釋放率均在60%左右，納米粒子的累計釋放率明顯偏低。這一試驗結果充分表明這種載MeOCPT納米粒子具有明顯的降低毒性和持續釋放的特性。
3 結論
該研究成功地制備MeOCPT納米粒子緩釋制劑，并且達到了預期的藥物緩慢釋放及降低毒性的結果。
4 參考文獻
[1] LIU Zhen-fengWANG Guo-lin，DONG Meng-jie，et al.Simple automated radiosynthesis of 10-[11C]methoxy-20（S）-camptothecin and biodistri-bution in normal mice[J].Appl Radiat Isot，2012，70（10）：2516-2524.
[2] JOSEPH F P，LEONARD B S.The camptothecins[J].New drug classes，2003（361）：2235-2242.
[3] 蔡俊超，馮大為，殷孟光，等.dl-10-羥基喜樹堿及dl-10-甲氧基喜樹堿的全合成[J].化學學報，1981，39（2）：171-176.
納米技術的知識范文2
既然，這一項新興技術讓世界各國站在同一起跑線上，我們完全可以利用我國扎實的基礎教育在中學階段開發和實踐納米課程，爭取能培養更多學生對于科學的興趣，提高學生的科學素養，并為高校輸送一些愿意在科學道路上繼續埋頭苦干的學子.
本文筆者主要想和大家一起討論在高中階段開展納米課程的一點思考，選擇高中生這個群體，是因為他們已經在初中階段學過了物理、生物、化學的一些基礎知識，這樣對于接受納米知識做好了一些科學準備.幸運的是，筆者所在的學校十分重視實驗室的建設，裝備了納米實驗室，也為筆者進一步開發課程資源提供了近水樓臺的條件.
我們可以在高中階段對學生開發哪些納米課程資源呢？能在中學裝備納米實驗室的學校不多，高校的課程對于高中生又太難，在實踐中我們只能摸著石頭過河，我們相信將來隨著納米技術的普及，會有更多的學校開設這樣的課程，這里我們只能是拋磚引玉，提一些自己粗淺的想法.
1 了解納米和納米技術
1.1 讓學生知道納米究竟是什么東西？
納米（nm）實際上是一種計量單位，從宏觀的角度上看1米等于100萬微米，而1微米等于1000納米；從微觀上看，納米是描述原子、分子等尺寸及其距離，1納米僅等于十億分之一米，人的一根頭發絲的直徑相當于6萬個納米.納米小得可愛，卻威力無比，它可以對材料性質產生影響，并發生變化，使材料呈現出極強的活躍性.科學家們說，納米這個“小東西”將給人類生活帶來的震憾會比被視為迄今為止影響現代生活方式最為重要的計算機技術更深刻、更廣泛、更持久.
1.2 讓學生知道納米技術應用廣泛
在汽車行業，納米技術的應用十分廣闊.特別是納米技術的集成，可以使這個傳統產業產生新的亮點，擁有更清潔的能源、更好的安全性能，更強的馬力等等.這些方面已經引起一些大公司的關注，預計在近期內可形成約10億美元的市場.
在建材行業，納米技術的全面應用，將使這個傳統產業發生翻天覆地的一場革命，綠色家具、環保潔具、綠色裝修、清潔能源等等，將徹底改變人類的生活.
在紡織行業，納米技術的應用將給人類提供更加舒適的著裝，提供更優良品質的功能纖維，甚至可以應用到國防技術上，從而引發紡織面料的又一次革命，提高我國紡織品的附加值和我國紡織業的整體實力水平，同時大大提高我國纖維產業在國際市場的競爭力，把我國從紡織大國變成真正的紡織強國.
在機械行業，納米技術的應用，將解決該行業的一些難題，加速產品的升級換代，提升我國機械工業的水平，從而促進我國的加工制造業飛速發展，承擔起世界加工廠的重任.
在改造傳統工業部門的同時，納米經濟也在促進著新興經濟部門的不斷發展和創新.下面讓我們具體的來看一下納米技術對新興經濟的作用.
在電子信息產業，納米技術的應用將為電子信息產業的發展克服以強場效應、量子隧穿效應等為代表的物理限制，制造出基于量子效應的新型納米器件和制備技術.這將是對信息產業和其它相關產業的一場深刻的革命.這些技術的突破將全面地改變人類的生存方式.正如美國《新技術周刊》指出，納米技術在電子信息產業中的應用，將成為21世紀經濟增長的一個主要發動機，其作用可使微電子學在20世紀后半葉對世界的影響相形見絀.
納米技術將在生物醫學、藥學、人類健康等生命科學領域有重大應用.在納米生物材料、微細加工、光學顯示、生物信息和分子生物學等技術積累的基礎上，發展生物芯片技術，形成新型生物分子識別的專家系統、臨床疾病檢測系統、藥物篩選系統和生物工業活性監測系統等實用化技術，具有重要的社會與經濟前景.
納米技術在環保產業上的應用，將使處理“三廢”的手段更有效率，使人類居住的環境得到很大程度的改善.我國為實現可持續發展戰略，對新型納米環境材料及技術也提出了新的迫切需求.
2 了解我們身邊的納米材料和納米技術的應用
這樣的例子舉不勝舉，完全可以讓學生通過網絡自己搜尋，然后再相互溝通和交流.
比如：日本的8 mm攝像機的生產，抗菌除臭冰箱、洗衣機、高性能彩打墨粉等，都是采用的納米技術，如果在分散的納米分子材料上經過特殊處理，再運用到纖維物體上，那么衣服就可以不粘油、不粘水，由于納米分子非常非常小，它不會影響纖維物體的透氣性和清洗效果.
又如：納米技術用在醫學上，專家們把磁性納米復合高分子微粒用于細胞分離，或者把非常細小磁性納米微粒，放入一種液體中，然后讓病人喝下后，對人身體的病灶部位進行治療，并且通過操縱，可使納米微粒在人的身體病灶部位聚集進行有目標的治療，在不破壞正常細胞的情況下，可以把癌細胞等分離出來，也可以制成靶向藥物控釋納米微粒載體（俗稱“生物導彈”），用于治療腦栓塞等疾病，同時也可用納米技術生產出納米探針（微型機器人）深入體內治療疾病或清理體內垃圾等.如果在火箭燃料中加入不到1%的納米鋁粉，就可將燃燒能力提高一倍，納米技術如果應用在陶瓷上，可使陶瓷具有超塑性，大大增強了陶瓷的韌性，不怕摔，不怕碎，陶瓷堅固無比.另外，戴上涂有納米涂料的眼鏡，在寒冷的冬季，人們從室外進入室內，就能避免眼鏡上蒙上一層水氣.令科學家高興的是，納米鈦與樹脂化合后生成的多種全新涂料，具有多種同類產品無法相比的優越性，在海水中浸泡10年不損，并具有神奇的自我修復能力和自潔性，納米鈦還作為唯一對人植物神經、味覺沒有任何影響的金屬，其用途廣泛.
3 利用掃描隧道顯微鏡TSTM看微觀世界并制作簡單的納米材料
3.1 了解掃描隧道顯微鏡的原理，學會操作掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡Scanning Tunneling Microscope縮寫為STM.它作為一種掃描探針顯微術工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率.此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下可以利用探針尖端精確操縱原子，因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具.
STM使人類第一次能夠實時地觀察單個原子在物質表面的排列狀態和與表面電子行為有關的物化性質，在表面科學、材料科學、生命科學等領域的研究中有著重大的意義和廣泛的應用前景，被國際科學界公認為20世紀80年代世界十大科技成就之一.
掃描隧道顯微鏡的工作原理簡單得出乎意料.就如同一根唱針掃過一張唱片，一根探針慢慢地通過要被分析的材料（針尖極為尖銳，僅僅由一個原子組成）.一個小小的電荷被放置在探針上，一股電流從探針流出，通過整個材料，到底層表面.當探針通過單個的原子，流過探針的電流量便有所不同，這些變化被記錄下來.電流在流過一個原子的時候有漲有落，如此便極其細致地探出它的輪廓.在許多的流通后，通過繪出電流量的波動，人們可以得到組成一個網格結構的單個原子的美麗圖片.
操作掃描隧道顯微鏡是個精細活兒，學生需要在教師指導下分步驟反復訓練才能逐漸熟練起來.制作一個良好的針尖是實驗成功的關鍵，而針尖的材料是鉑金，為了讓這個價格昂貴的實驗耗材以后少損失，教師特別需要指導學生在實驗初學好此基本功，這就如同學武功的人一定要練好馬步一樣.同時，學生還需要學會操作軟件，記錄數據和圖像，因此學生需要具備一定的操作電腦的能力.
3.2 學會制作納米材料
比如Fe納米材料的制備方法可以分為兩種：
（1）物理制備方法
具體又包含氣相法、惰性氣體蒸發、原位加壓制備法、磁控濺射法與等離子體法等.
（2）化學制備方法
具體又包含水熱法、溶膠-凝膠法、噴霧干燥法、微乳法等.
我們可以與學生用其中一兩種方法嘗試制作Fe納米材料并[HJ1.73mm]研究其性質，這需要學生具備一定的物理、化學知識功底.
4 了解假納米和納米技術的風險
4.1 納米打假
納米技術并非高不可攀，但也決非人人都能“納”一把，因此，我們要提前做好納米技術的打假工作，為納米技術的發展創造良好的空間.現在只要留心大城市的市場上，打著“納米家用電器”、“納米防輻射衣服”、“納米防紫外線化妝品”、“納米太陽傘”等新奇廣告招牌隨處可見，就如同“綠色食品”、“基因食品”、“數字電視”等一樣，“前衛”商品堂而皇之地擺在商場的柜臺上，納米技術的用途相當廣泛這點不錯，但還沒有到廣泛地應用階段，因此，一些企業借納米造勢，趁老百姓對納米技術的內涵還不太清楚，或把一點點皮毛的加工謊稱為納米技術，甚至置納米材料不會釋放微波這一普通常識不顧，聲稱自己產品能釋放保健微波來欺騙消費者.
學生既然在學校學習了相應的納米知識，應該去更多地影響身邊的人，幫助大家識別真假納米，這其實也是學生學以致用的過程，在這過程中，學生會更多地查找資料，思考討論，更進一步提高了科學研究的能力.
4.2 納米技術的負面效應
北京大學化學與分子工程學院劉元方院士說，隨著納米科技的迅猛發展，各種性能優異的納米材料已經從實驗室走出來，成為觸手可及的商品，但除了產品功能，這些新型材料對生態環境的影響遠遠沒有被我們了解.
目前需要解決的問題是，原來沒有毒性的化學物質到了納米尺度后是否對環境安全帶來新的風險.目前有關尺度、形貌對毒性的影響，納米材料與其他物質相互作用，外界環境如溫場、光場、pH值對暴露在環境中的納米粒子可能帶來的安全風險等方面的研究甚少，基本處于空白狀態.因此，需要著手建立納米尺度有毒化學物質的數據庫，進一步明確劃分納米尺度有毒化學物質的范圍，以利于重點防范這些物質在生產和應用過程中對環境安全造成的危害.
同時，在納米改性升級產品中，對納米材料存在引起環境安全風險的研究，也才剛剛引起人們的注意.其中最值得注意的是化工產品，如農藥、化肥、殺蟲劑，因為這些產品與農業關系密切.納米材料改性后產品功能升級，提高了使用效率，但是無機納米粒子和有機修飾的納米粒子，以及納米尺度的有機金屬離子的絡合物卻直接暴露在空氣、水和土壤中，它們給環境安全帶來的潛在風險應引起高度重視.
納米技術的知識范文3
1納米醫藥發展前景分析
納米醫藥是最近才出現的一個多學科交叉的領域。雖然目前已經進入市場的納米醫藥產品不多，而且這一高風險高回報的領域還并沒有充分確立，但是，利用納米技術的藥釋系統、診斷方法和藥物研發方法正在使藥物的版圖發生革命性變化，尤其是靶向特異性藥釋系統很有可能解決許多醫學問題。盡管人們對納米醫藥的預測是十分鼓舞人心的，但是納米醫藥研發也面臨著巨大的挑戰，主要包括：①成本高。②在沒有相關的安全指南出臺前，很難得到公眾的信任。③能得到的風險投資相對較少。④人們對納米材料與活細胞之間關系(如生物相容性問題和納米材料的毒性)了解較少。⑤大型制藥公司不愿意向納米醫藥投資。⑥生產缺少質量控制，重復性差等。⑦專利局(如美國專利與商標局)和藥物審批部門(如FDA)管理措施混亂和滯后。⑧媒體對納米材料尤其是納米醫藥負面影響(尤其是環境、健康和安全性)的關注。為了在政策上適應并促進納米醫藥的發展，各國政府也采取了各種措施，希望解決上述問題。各國專利局都在不斷改進對納米醫藥相關專利的審查，各國政府管理部門也正在制定納米藥物的相關安全指南，以便適應納米醫藥產品的發展需求。下面將對美國納米醫藥審查體系進行詳細介紹和分析。
2納米醫藥專利發展現狀
在過去十年中納米醫藥領域的研究文獻和專利申請都迅速增長。歐洲專利局的一項調查顯示，向歐洲專利局提交的納米醫藥專利已經由1993年的220件上升到了2903年的2000件。根據歐洲專利局的統計結果，在納米醫藥專利申請方面，美國一直處于全球領先的地位，從1993—2003年間，其專利申請約占全球總申請量的54％，隨后依次是德國占12％，日本占5％，法國和英國均占3％。我國目前只有清華大學材料系研究的納米人工骨在美國獲得了專利。從全球納米醫藥專利申請所涉及的領域來看，藥釋放系統專利最多，約占全球納米醫藥專利申請總數的59％，接下來依次是體外診斷方法、成像技術和生物材料專利，分別占14％，13％，8％，藥物、治療和活性移植物方面的專利相對較少，各占3％左右。無論是研究人員、生意人還是專利從業者都意識到納米醫藥專利的重要性，都在努力獲得盡可能廣泛的納米高分子材料的專利保護。市場上的納米醫藥產品相對缺乏也推動了納米醫藥專利工作的發展。制藥公司認為獲得專利是證明自己實力、吸引風險投資的最佳途徑。有一些公司認為如果他們不去搶先申請盡可能多的專利，就很可能會因為被別人搶先申請而使自己處于被動地位。同樣，研究人員為了提高學術地位也感到申請專利的必要。大多數發明者發現在納米醫藥專利出現的早期，PTO對納米醫藥專利的管理是比較混亂的，但這正是對有價值的上游技術獲得廣泛專利保護的絕佳時期。在今后的幾十年中，納米醫藥將會不斷的走向成熟并獲得突破性的成果，專利將會給公司帶來大量的實施許可費并成為公司交易和合并的杠桿。
3納米藥釋系統專利的申請
3．1納米藥釋系統專利開發的優勢和方法
納米醫藥對藥釋系統已經產生了重大影響，制藥公司目前已經意識到藥釋系統的研究是他們研發過程中必不可少的一部分。根據來自《NanoMar-kets))的一份市場報告的測算，到2012年，納米技術將使藥釋系統產生48億美元的收入。該報告還指出，到2009年全球藥釋產品和服務市場的收入將超過670億美元。另外一份來自《NanotechnologyLawBusiness))的市場報告也指出納米技術能使藥釋系統市場的銷售額從2005年的12．5億美元增至2010生國塹塹苤查!!塑生塑!!鲞箜!!塑年的52．5億美元，2015年會增至140億美元。固體納米微粒是尺度在1—1000nm的顆粒，能用于藥釋系統。由于它具有能將各種藥物基團運送到身體不同位點，并延長藥物作用的性質，因此在藥釋系統研究中具有重要作用。納米顆粒的大小和表面性質決定了它在體內的活性。納米顆粒的物理性質也決定了它在體內能夠達到大顆粒所不能達到的地方。另外，粒子大小也影響藥物在體內各部位的分布。粒子變小，它的表面積就會呈指數增加，溶解速率和飽和度都大大增加，從而改變在體內的性質。在某些情況下，納米顆粒藥物還能夠幫助降低血漿藥物濃度峰值，也能防止血漿藥物濃度降低至有效治療濃度之下。目前美國的專利法允許對老藥的新劑型申請專利，納米技術就能夠為已經存在的化合物提供新的劑型。這些新劑型能夠獲得FDA和PTO的批準。只要老藥的納米劑型能夠滿足專利性的要求，就能申請專利。在美國，創新性的藥釋系統本身也可以申請專利。創新性的藥釋系統能夠幫助制藥公司對已經專利過期或即將過期的化合物設計出新劑型。這種策略能夠拖延或打擊非專利藥對過期專利藥的沖擊，尤其是當改進劑型的藥物優于原專利藥時。實際上，這種策略也延長了原專利藥物的生命周期，通常也被稱為“常綠化”策略。
3．2納米藥釋系統專利的審批和申請
3．2．1納米藥釋系統新藥的審批應當指出的是，把已有藥物改造為納米藥物通常會導致產生創新性的新化學實體(NCE)，因為納米藥物與原藥物的藥代動力學數據是完全不同，換句話說，就是不具有生物等效性，因此納米制藥公司并不能通過縮短的新藥申請(ANDA)來通過FDA的審批。
3．2．2納米藥釋系統專利的專利性審查標準我們現在還很難判斷，納米顆粒專利是否也將會面臨電子商務和生物技術曾經面臨的專利障礙。電子商務與生物技術專利最初是被認為不具有專利性的。無論如何，基于納米顆粒的藥物劑型和其他納米發明一樣，只要滿足專利性的要求就可以申請專利。在美國，大小本身并不是專利性的標準，某個裝置或方法如果只在大小上發生了改變，并不能使其具有專利性。事實上，法條中已經明確規定：如果僅對某種物質、裝置的大小加以限定并不足以使其與現有技術相區別而具有專利性。美國聯邦巡回法院(CAFC)也認為：如果權利要求中描述的發明僅大小上與現有技術相區別，而在作用上與現有技術沒區別，那么，這項發明就不具有新穎性。也就是說，具有納米級量綱的物質也必須具有新的功能才具有專利性。此外，產品發明者還必須能夠證明他們的發明對于本領域普通技術人員來說，不是顯而易見的。
3．2．3納米藥釋系統專利申請中的困難——證明具有非顯而易見性嵋。對已有藥物的新劑型申請專利，最大的困難就是證明該項發明的非顯而易見性。FrO常認為，新的藥物劑型不過是藥物的優化，因此，并不具有可專利性。如果劑型中改變的只不過是成分，并且新增的成分曾經被用在其他的劑型中，產生能夠預期的作用，這種觀點當然是很有道理的。專利申請者要想說服審查員所申請的劑型不具有顯而易見性，就必須證明該劑型具有意想不到的優點或改進。例如，降低毒性、增加生物利用度或改變生物利用度、改變藥物穩定性、溶解度或活性。這就需要在專利申請中遞交相關的試驗數據，其中還包括與申請的劑型最接近的現有技術中的劑型的試驗數據。這樣，專利申請者就能夠證明自己的發明具有創新性。由于納米微粒藥物的現有技術還不是很成熟，納米微粒的性質也常常是很難預測的，因此證明納米藥物與傳統藥物相比具有意想不到的優點，從而獲得專利授權是相對容易的。然而，隨著納米藥物現有技術的不斷增加，這種專利申請的趨勢終將會改變，也將會有越來越多的有關納米技術的專利、法律問題顯現出來。
4美國納米醫藥專利體系存在的問題
4．1納米技術的定義不準確納米技術面臨的一個問題是專家們對納米技術的定義見仁見智。納米技術是個概括性用語，它被用于定義產品、過程和特征，并覆蓋了物理、化學和生命科學。美國國家納米技術計劃(NNI)中采用的納米技術的定義是被引用最廣泛的一種定義：“1～100nm尺寸問的物體，其中能有重大應用的獨特現象的了解與操縱?！比欢恍＜曳磳o納米技術限定如此嚴格的定義，他們認為應該強調數值范圍的連續性而不是納米到微米的界限。很顯然，NNI的定義排除許多微米級的方法和材料，而許多納米科學家都把微米量綱也納入了納米技術的范疇。實際上，許多政府機構都面臨如何選用納米技術的定義的問題。例如，FDA、PTO都采用了小于100nm的定義，也就是NNI的定義。這種定義就帶來了許多麻煩，這不僅給納米專利統計工作帶來了困難，同時也給正確評估納米技術的科學、法律、環生墾塹墊盤查!!塑生笙!!鲞篁!!塑境、管理和倫理學問題帶來了麻煩。由于納米技術需要許多技術的集合，每項技術又都有不同的特征和應用。小于100nm的大小可能對于納米成像公司來說非常重要，因為量子效應直接依賴于粒子的大小。但是，這種大小的界限對于制藥公司可能并不十分重要，因為從成分、劑型和有效性的角度來說，大于100nm的尺度也許才能獲得某些理想的性質(如提高生物利用度、降低毒性、減少劑量、增強溶解度等)。有些專家指出，納米技術并不是什么新的概念，因為許多生物分子都與納米物質具有相似的大小。例如，肽分子的大小與量子相當(<10nm)，一些病毒與用于藥釋系統的納米微粒的大小類似(<100nrfl)。因此，大多數分子藥物和生物技術都可以納入到納米技術的分類中。因此，一些研究者建議納米技術的定義中對納米微粒的定義不應僅僅局限于大小本身。歐洲科學基金會對醫藥領域的納米技術作出了如下的定義：“采用分子手段和知識用于診斷、預防和治療疾病，改善人們健康的科學和技術?！边@種定義沒有局限于分子的大小，而是強調了對納米材料的可控性操作是否能夠帶來醫療效果的改進。對于這個問題，也有學者提出，在納米醫藥領域，不應該采用NNI的有關大小的限制，而應該把納米技術應被稱為“微型技術”更加合適，這樣才能把納米技術和顯微技術都包括在內。
4．2納米技術的定義不準確導致專利分類產生偏差2004年11月，PTO公布了一個納米技術的初步分類(被稱為第977類)，并且還正在不斷補充977類下面的小類。2006年，12月，PTO把大約4500項專利申請納入了第977類中。然而，這個數字實際上只是很粗略的估算，低于實際的納米技術專利申請數量。這主要是因為FrO借用了NNI的非常狹窄的定義用于專利分類，就導致了專利分類系統產生偏差，尤其是對納米醫藥和生物納米技術有關的發明進行分類時，偏差就更加明顯。另外，這種分類標準既不能很好地體現納米醫藥發明特有的特征，也很難體現出納米醫藥所包含的跨學科特征。PTO利用這種具有明顯偏離的分類系統篩選出的幾千項專利并沒有達到當初建立977分類的目的，而當初的目的是：統計納米技術領域的專利申請數量和授權數量、方便專利審查員和專利人進行納米技術專利的檢索。
4．3在納米醫藥領域的現有技術檢索中存在的問題和挑戰
4．3．1審查員的檢索資源和水平有限在納米醫藥領域的檢索中也存在著各種各樣的問題。例如，一些專家認為PTO缺乏有效檢索納米醫藥現有技術的自動檢索工具。另外，他們的數據庫可能存在數據遺漏的問題。雖然，納米醫藥專利的申請已經有顯著增加，但是大多數的現有技術都被發表在雜志或書中。網站中的信息和公開的專利文獻只是作為輔助的信息。而很多非專利文獻，專利審查員是很難獲得的，一方面是由于PTO并沒有訂購相關的商業數據庫，另外一方面有些審查員在檢索方面還不是非常專業。結果，專利審查員很可能會漏掉一些現有技術。這個問題可能并不僅僅是納米醫藥專利審查中存在的問題，在其他技術領域的專利審查中也很常見。
4．3．2檢索詞難以確定由于目前廣泛使用的納米技術的定義常常相互重疊，就使對納米技術相關專利的檢索比其他技術領域的檢索更加復雜。不同的檢索詞可能指的是相同的納米材料和結構。例如，“nanofibers”、“fibrils”和“nanotubes”都可以代表多層碳納米管，“singleshellnanocylinders”，“bucky—tubes”，“nanowires”and“nanotubes”都可以代表單層碳納米管，因此要想精確作出納米技術的專利地圖是非常困難的。
4．3．3有些文獻存在“假象”事實上，有些發明者在專利或出版物常常會把自己的發明撰寫得十分隱蔽，以使自己潛在的競爭對手不會注意到他們的技術。另一方面，有一些具有商業頭腦的發明者或發明的受讓人，會把帶有納米的詞匯加納入到他們的專利或出版物中，以便獲得較強的市場競爭力。因此，要在現有技術中找到真正的納米技術，不但需要在檢索專利和商業數據庫時巧妙地選擇關鍵詞和專利分類代碼，還要經過納米技術專家的篩選，才能檢索到最全面、最可靠的現有技術。十幾年來，許多國家的專利局都面臨著接受大量納米醫藥相關專利申請的問題，PTO也不例外。隨著納米醫藥專利申請量的增多，其授權量也在不斷猛增。但是由于PTO沒能很好地解決審查工作質量低、專利授權量失控性猛漲以及職業道德降低的問題，將會對越來越緊迫的納米醫藥的專利問題帶來嚴重影響。歸納起來，PTO目前正面臨的問題有：①審查員由于所能接觸到的現有技術和檢索水平有限，不能保證對每項納米醫藥專利申請進行充分審查，做一】556一生墾塹塹苤查!!塑生笪!!鲞箜!!塑出授權決策依據的信息也往往有限。②審查員缺乏。③資金缺乏。④審查員的薪水只與審查數量掛鉤，而不考慮審查質量，所以，審查質量低。⑤除了聘請過少數專家開展有關納米醫藥講座外，幾乎沒有聘請過外部的法律和技術專家。⑥Fro并不要求其審查員具有很高的學歷。⑦沒有專門針對納米醫藥專利審查的培訓教程和審查指南。
納米技術的知識范文4
納米技術被譽為21世紀的科學，現已成為世界各國研究的熱點領域。它的迅猛發展將在世界范圍內引發一場包括生命科學、信息技術、生態環境技術、能源技術在內的幾乎覆蓋所有工業領域的大革命。
從納米技術的發展來看，激光干涉納米光刻技術、納米加工、納米測量技術，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）是納米技術研究中最常用也是最基礎的一個儀器。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的深入研究以及對AFM的不斷開發，使原子力顯微鏡不僅僅具有檢測的功能，還可以實現對樣品的“推”、“拉”、“刻劃”、“切割”、“搬運”等功能，增大了AFM的使用范圍。其優勢在于操作過程不受環境影響，既可以在大氣環境下工作，也可以在液相下工作。這對人們在生物醫學等方面的研究工作，帶來了便利。
對于納米技術的基礎教學而言， AFM是學生們感知納米量級，實現簡單操作的最直接的方式之一。因此，本論文針對AFM的特點及納米技術相關教學的知識點，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，取得了一定的效果，提升了學生們的學習興趣。
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。利用光學檢測法或隧道電流檢測法，可測得微懸臂對應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被廣泛應用于納米測量及納米加工等技術中。
二、AFM教學實例
針對納米測量所涉及的兩個重要領域：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二維圖像形成相應的三維像，從而獲得樣品表面結構的深度，大小以及長度等重要信息參數，如圖2所示。
針對納米操作技術所涉及到的對樣品的“推”、“拉”及“刻劃”等操作，列舉了相關原理圖及AFM的掃描圖像。
通過AFM對原子的操作及樣品形貌的掃描，可以讓學生更為直觀地了解AFM以及納米技術的相關概念及原理。同時，清晰的掃描圖像可以進一步促進學生對納米技術相關教學課程內容的理解和認識。
納米技術的知識范文5
關鍵詞：納米；集成電路；新工藝；發展趨勢
中圖分類號：TN47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 20-0000-01
自從摩爾提出了集成電路的發展預測，他認為單位面積上的晶體管在24個月都將在數量上翻番，經過微納電子技術的不斷發展，使得摩爾的預測逐漸實現，而且隨著微納電子產業的發展，使得摩爾的預測正在受到非常強大的挑戰，因為隨著新的科學技術的不斷發展，新材料和新結構的不斷創新促使當前的發展逐漸顯示出其有效性，由于產業的不斷發展和思索，使得人們逐漸從晶體管的使用上認識到其體積還能縮小，所以根據當前的晶體管理論，當特征距離小到10納米的時候會不可避免的發生電子漂移，此時會無法控制電子的進出，從而導致了晶體管的實效。隨著新材料和新工藝的崛起使得在設計和制造出集成電路的時候，會逐漸的淡化摩爾定律，那么則會對市場的沖擊帶來深遠的影響，尤其是在互聯網時代，納米材料的使用可以更加有效的滿足目前現狀的要求，同時還能夠成為具有高度關注的全球集成電路產業。
一、納米技術在集成電路大生產工藝中的現狀
隨著當前的經濟的不斷發展，納米技術在運用上變得越來越廣泛，而且其功能的優越性也使得其應用更加的符合當前的發展現狀。當前所使用的摩爾定律的不斷延伸，基本上是依賴于新材料和新工藝進行突破，同時在發展的過程中如果不能夠找到合適的替代品，那么摩爾定律則會實效，因此可以從新材料和新工藝的發展現狀來檢驗出摩爾定律是否得到有效的延伸。目前所采用的應硅工藝、小型溝道材料技術、小尺寸工藝、高K金屬柵工藝、超低K工藝、450mm硅片以及光刻技術等均在被大量的使用。雖然納米技術在當前的工藝中使用非常廣泛，但是卻仍然存在著很多的問題，因此在采用納米技術的時候要解決相應的納米
技藝所面臨的難題。另外納米技術在存儲器中的應用也非常普遍，無論是相變阻器還是磁變阻器，其高速的運轉造成了在成本的需求上需要更多，運用納米技術可以在芯片中更好的運用。采用納米技術可以使得所制出芯片存儲器更加小，可以使得更加小的芯片擁有更大的驅動能力，從體積的角度不斷縮小，而從功能的角度則是不斷的擴大。
二、納米集成電路發展趨勢概述
隨著我國社會經濟的高速發展，加上社會需求的增大，我國對于微納電子技術和微納電子產業的重視力度越來越大，特別是最近幾年建立了和集成電路技術相關的重大科技項目和研發項目，為我國的納米集成電路的發展奠定了良好的基礎。為了能夠盡快的達到世界先進水平，能夠掌握自主知識產權技術和設計，本文從集成電路發展的規律上分析，主要認為需要從兩個角度來進行發展和研究：一是對維納電子基礎的前沿性研究要進一步的重視和加強，二是根據集成電路發展的規律和特點，充分認識產業支撐對于集成電力發展的重要性，國家應大力的發展和優化產業鏈條和產業技術。對于前者，特別是對于二代（五年）后的集成電力產業發展方向要進行著重的分析和研究，分析和研究的具體內容有新型器件的結構研究、新材料的研究、新技術的研究等。目前我國的很多的項目研究都局限在某一設備、某一技術或某一項工藝，在對這些內容進行研究時，有的研究人員對基礎問題的研究不重視，所以缺乏自身的核心技術，造成了后續發展動力不足的現象，除此之外，在研究中要充分的認識工藝集成技術的重要性，還要著重的突出集成性，因為工藝參數或某器件的性能再優良，無法集成，這就對集成電路的發展毫無意義；對于后者，產業支撐對于集成電路來說具有重要的影響，產業技術中的產前技術尤為重要，其中的工藝集成、成本控制、質量控制等都是產業技術中的重點，這些方面需要企業發揮出創新的主體作用，除了對產業技術中的基本工藝進行研究外，主要還要對國內外的市場進行研究和考察，根據市場的發展走向來開展具有市場特色的產業工藝技術研發。對于集成電路發展來說，技術和產業規模是重點，所以擴大產業規模、產業渠道、加大投資、優化鏈條、創新技術等內容是未來發展重點。
三、總結語
隨著微電子科學在集成電路上的應用逐漸升級，使得傳統的集成電路正在不斷的發生著本質上的革新，但是依靠著科學技術的發展逐漸構建起新的集成電路技藝，無論是從物理角度分析還是從經濟的角度進行分析，采用納米技術可以更好的為集成電路的發展創新帶來發展的機遇，同時還能夠有效的促進當前科學技術發展的環境下對于納米技術進行深層次的研究，為相關納米集成電路大生產工藝的生產者提供有建設性的借鑒。
參考文獻：
[1]吳漢明，吳關平，吳金剛.納米集成電路大生產中新工藝技術現狀及發展趨勢[J].中國科學：信息科學，2012，12：1509-1528.
[2]彭祎帆，袁波，曹向群.光刻機技術現狀及發展趨勢[J].光學儀器，2010，04：80-85.
納米技術的知識范文6
目前，我國制造業已有較好基礎，并已成為世界制造大國，工業增加值居世界第四位，約為美國的1/4、日本的1／2，與德國接近。產量居世界第—的有80多種產品。然而，我國制造的多是高消耗、低附加值產品，大量產品處于技術鏈和價值鏈的低端。在代表制造業發展方向和技術水平的裝備制造業，我國的落后狀況尤其明顯，大多數裝備生產企業沒有核心技術和自主知識產權。同時，我國制造業勞動生產率水平偏低，許多部門的勞動生產率僅及美國、日本和德國的1／10，甚至低于馬來西亞和印度尼西亞。這一差距，尤其明顯地表現在資本密集型和知識密集型產業上。在此條件—卜，我國制造業不能繼續在技術鏈低端延伸，不能依靠高消耗獲得更多低附加值產品，必須用科學發展觀指導制造業運行，轉變制造業增長方式。
二、轉變制造業增長方式必須發展現代制造技術
產品技術鏈，沒有一個固化的定式，但總是由低端向高端發展。近年，它正伴隨著現代制造技術的進步不斷向高端延伸。目前，制造業技術鏈高端幾乎被現代技術壟斷，處于技術鏈高端的產品幾乎都是由現代技術制造出來的。所以，要轉變我國制造業增長方式，必須抓緊發展現代制造技術，通過現代技術促使制造業及其產品向技術鏈高端延伸，以便降低技術鏈低端產品的比重，相應提高技術鏈高端產品的比重。
在知識經濟時代到來之際，微電子技術、光電子技術、生物技術、高分子化學工程技術、新型材料技術、原子能利用技術、航空航天技術和海洋開發工程技術等高新技術迅猛發展。以計算機廣泛應用為基礎的自動化技術和信息技術，與高新技術及傳統制造方法結合起來，便產生了現代制造技術。
現代制造技術，保留和繼承了傳統制造技術的產品創新要求，如增加現有產品的功能，擴大現行產品的效用：增多現有產品的品種、款式和規格：縮小原產品的體積，減輕原產品的重量：簡化產品結構，使產品零部件標準化、系列化、通用化：提高現有產品的功效，使之節能省耗等。但是，現代制造技術，在制造范疇的內涵與外延、制造工藝、制造系統和制造模式等方面，與傳統制造技術均有重人差別。
在現代制造技術視野中，制造不是單純把原料加工為成品的生產過程，它包括產品從構思設計到最終退出市場的整個生命周期，涉及產品的構思、構思方案篩選、確定產品概念、效益分析、設計制造和鑒定樣品、市場試銷、正式投產，以及產品的售前和售后服務等環節。
在現代制造技術視野中，制造不是單純使用機械加工方法的生產過程，它除了機械加工方法外，還運用光電子加工方法、電子束加工方法、離子束加I：方法、硅微加工方法、電化學加工方法等，往往形成光、機、電一體化的工藝流程和加工系統。
三、發展現代制造技術的重點方向
現代制造技術正在朝著自動化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清潔化、藝術化、個性化、高效化方向發展。為了轉變制造業增長方式，促使制造業向技術鏈高端延伸，我國宜著重發展以下現代制造技術。
(一)以納米技術為基礎的微型系統制造技術
“納米”是英文nan。meter的譯名，是一種度量單位，是十億分之一米，約相當于45個原子串起來那么長。納米技術，表現為在納米尺度(0．1nm到100nm之間)內研究物質的相互作用和運動規律，以及把它應用于實際的技術。其基本含義是在納米尺寸范圍認識和改造自然，通過直接操作和安排原子、分子創造新的物質。納米技術以混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學等現代科學為理論基礎，以計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術等現代技術為操作手段，是現代科學與現代技術相結合的產物。
納米技術主要包括：納米材料學(nanomaterials)、納米動力學(nanodynamics)、納內米電子學(nanoclectronics)、納米生物學(nanobi010gy)和納米藥物學(nan。pharmics)。就制造技術角度來說，它主要含有納米設計技術、納米加工技術、納米裝配技術、納米測量技術、納米材料技術、納米機械技術等。以納米技術為基礎，在納米尺度上把機械技術與電子技術有機融合起來，便產生了微型系統制造技術。
自從硅微型壓力傳感器，作為第一個微型系統制造產品問世以來，相繼研制成功微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動渦輪及聯接件、硅微型靜電電機、微型加速度計等一系列這方面的產品。美國航空航天局運用微型系統制造技術，推出的一款微型衛星，其體積只相當于一枚25美分的硬幣。
微型系統制造技術，對制造業的發展產生了巨大影響，已在航天航空、國防安全、醫療、生物等領域嶄露頭角，并在不斷擴大應用范圍。
(二)以電子束和離子束等加工為特色的超精密加工技術
超精密加工技術，一般表現為被加工對象的尺寸和形位精度達到零點幾微米，表面粗糙度優于百分之幾微米的加工技術。
這項技術包括超精密切削、超精密磨削、研磨和拋光、超精密微細加工等內容，主要用于超精密光學零件、超精密異形零件、超精密偶件和微機電產品等加工。
電廣束、離子束、激光束等加工技術，通常出現在超精密微細加上領域，用來制造為集成電路配套的微小型傳感器、執行器等新興微機電產品，以及硅光刻技術和其他微細加工技術的生產設備、檢測設備等。20世紀80年代以來，超精密加工技術，在超精密加工機床等設備、超精密加工刀具與加工工藝、超精密加工測量和控制，以及超精密加工所需要的恒溫、隔熱、潔凈之類環境控制等方面，取得了一系列突破性進展。超精密加工技術投資大、風險高，但增值額和回報率也高得驚人。近來，發達國家把它作為提升國力的尖端技術競相發展，前景非常好。
(三)以節約資源和保護環境為前提的省耗綠色制造技術
制造業在創造社會財富的同時，產生出大量廢液、廢氣、固體廢棄物等污染，會直接影響人類的生存環境，不利于社會的可持續發展。所以，需要探索符合環保要求的節能、省耗、少污染的生產方法，即綠色制造技術。綠色制造技術，立足于盡量減少制造業對環境帶來的負面影響，促進產品制造與生存環境的協調發展，在提高企業效益的同時增進社會福祉。
這項技術的核心內容是，產品設計上，盡量提高可拆卸性、可回收性和可再制造性：生產工藝和設備選用上，盡量做到低物耗、低能耗、少廢棄物、少污染。這項技術的其他內容，還包括綠色制造數據庫和知識庫、綠色制造過程建模、綠色制造集成技術、綠色制造評價方法等。
