前言:中文期刊網精心挑選了醫藥納米技術范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
醫藥納米技術范文1
關鍵詞:納米,中醫藥,經濟,技術
引言:通過現在的問題反映,首先提出一些納米技術的需求,再而闡述了納米中醫藥的現狀接著提出納米中藥化的好處和現在存在的一些問題,通過筆者的分析,一步一步的攝入了納米技術在當前中國的國情來說要發展,提出一些相對的解決方法。引入納米技術是社會的要求。最后說明自己的觀點(總結)。
隨著經濟的發展,環境問題變得越來越嚴重。從而導致發病率變得越來越高。如果還是單靠過去的一味中藥很難把病情完全治好。加上現在環境問題的特為嚴重和社會的需求量增多。很多中藥材都是靠人工培育,但人工培育的功效始終比不上天然的。雖然實行了中醫藥的政策,解決了老百姓的看病難,看病貴的問題。但始終是不能從根本解決問題。加上納米技術的進一步發展,因此將納米技術融入中醫藥是社會的要求,社會的主流。納米技術使中醫藥的藥效得到更好的發揮。
那先由我們看看納米中醫藥的發展
納米中藥制備技術的研究現狀
醫學上的發展就目前來說,提出最多的是中西合作和中醫藥現代化,但我們在中醫藥的現狀中發現很多問題,例如上面所提的民生問題,為此我們要想一下有沒有更好的方案解決目前的問題,隨著經濟的發展我,我國的納米技術已達到一定的程度,并取得一定的成效,為使中藥面向世界,并形成醫學科新的經濟增長點,應將現代的高新技術引入到中藥制劑之中。隨著科學技術的飛速發展,中藥的現代化生產已成為現實。納米技術的出現使得超微粉碎成為全世界各個生產領域的先進技術,日益顯現出它強大的生命力和蘊藏的無窮財富。對于中國的國藥—中草藥尤為如此??梢哉f中藥超微粉碎是中藥的一次飛躍性革命。如果中國能勝利的打完這場“革命”,在醫學生又是一個新的焦點。納米技術是如何引進中醫藥中呢?首先注意的是納米粒制備的關鍵是控制粒子的粒徑大小和獲得較窄且均勻的粒度分布,減小或消除粒子團聚現象,保證用藥有效、安全和穩定。
根據目前的科技情況。納米藥物粒子的制備技術可以分為三類,機械粉碎法、物理分散法和化學合成法。通過宏觀到微觀的轉型,實現了微觀世界的并且是醫學界的狂飆式發展。
中醫藥的理論基于對宏觀的自然界,而納米技術科研研究則是微觀技術,現在把宏觀與微觀技術的有機組合能不能在醫學上形成一們嶄新的“宏微”中醫理論學科呢?至于宏觀中醫藥大家對它有了一定的了解,現在我只是對微觀進行闡述。納米科學與技術,有時簡稱為納米技術,是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米技術的引入是醫學微觀化,一方面由于納米技術的引入為攜帶提供了一定的方便,以前,無論什么看一次病總要大袋小袋的提著,這只是對病者,如果像醫院或一些醫護機構,當他們想購買大量藥物時不是很麻煩。引入納米技術在這里就起了相當重要的作用,比如運輸大量的藥物,現在只須小盒便能搞定;另一方面,害怕吃藥嗎?害怕打針嗎?不用怕,納米技術中藥話可以幫助你,把納米級藥物制成藥膏然后貼于患處,可以通過皮膚直接接受不需要注射。由于納米技術是對藥物的微觀化,比如將藥物磨成粉狀,加大了與病菌的接觸面積,例如中藥超細后的產品除用于散劑、顆粒劑、膠囊劑、片劑、中藥口服散劑、膠囊劑、微囊外,把藥物微化,這樣可以提高藥物在體內的生物利用度。增強中藥的療效,再者,納米技術在中藥加工方面的應用能保持中藥原有成分的基礎,使藥效充分析出。另外,納米粒子包裹的智能藥物進入人體后,可主動搜索并攻擊癌細胞或修復損傷組織。在人工器官移植領域,只要在器官外面涂上納米粒子,就可以預防器官移植的排異反應。使用納米技術的新型診斷儀,只需檢測少量的血液,就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病。在抗癌的治療方面,德國一定醫院的研究人員將一些極其細小的氧化鐵納米顆粒,注入患者的癌瘤里,然后將患者置于可變的磁場中,使患者癌瘤里的氧化鐵納米顆粒升溫到45-47攝氏度,這溫度足以燒毀癌細胞,而周圍健康組織不會受到傷害。同時,配合使用納米藥物來阻斷腫瘤血管生成,餓死癌細胞。納米中藥化不知那些好處,據了解,納米中藥化將藥物加工成納米級的微細粒子,病人服藥時,首先減輕病人的痛苦,有些病人怕吃藥,如果制成了粒子狀,病人一般是比較易接受,藥物的真對性特別的強,藥物就可能針對性地直達病灶,激活中藥細胞活性成分,直接攻擊病毒、細菌、重金屬、毒質,細胞壁或細胞膜等障礙將不復存在,這樣中藥療效可大大速率,盡快的減輕病人的痛苦,如治療消化道疾病的藥品“思密達”經納米化處理后其藥效提高了3倍。中藥藥效的加大、加快,使中藥可與西藥相媲美,為今后中藥的發展創造了條件。使中藥具有新的功能將中藥加工至納米尺寸之后,其細胞內原有不能被釋放出來的某些活性成分由于破壁而被釋放出來,有可能使納米中藥具有新的功能。此外,由于其給藥途徑,藥物吸收方式等的改變,可能在藥代動力學、藥效學、藥理學、藥物化學等方面產生新的作用。并且中藥有沒有西藥那樣很多副作用,發展納米中醫藥看來是必然的事了。特別的,一些科學家預言:由于納米微粒的尺度一般比生物體內的細胞、紅血球小得多,所以,有可能把含有計算機功能、人機對話功能和有自身復雜能力的納米機器人送入體內而又不嚴重干擾細胞的正常生理過程。通過體外控制操作,獲取體內多種生化反應的連續的動態信息,從而破解中藥復雜的作用機制。
納米中醫藥也存在一定的問題,那是值得我們深慮:
1.成分的混亂;由于納米中藥化加大了藥的效用,但同時也是所需藥的成分難以把握,例如你本來是需要的是5兩A藥材6兩B藥材4兩C藥材,但當你納米化時,你會使藥用發生了變化,使得吸收的藥的分量不同,可能導致A多了或少了。納米技術中藥化使得生物利用度、溶出度較低等得以糾正,療效得以增強。這種改變性質的作用使得傳統中藥所含的有效成分及其藥效變得面目全非。嚴重的會造成安全隱患。為此對研究和發展納米中藥化造成了巨大的壓力。
2.由于納米技術是一種微觀的世界,如果科學家對藥物不是有充分的了解,當實行微觀處理時可能會導致一些藥物的分量不夠或減少了別的分量,另外,需要謹慎地掌握納米粒度與相關中藥所含有效成分分子組成和分子量的關系,以防為獲得納米微粒而損壞了藥物的有效成分。納米級的研究并不像宏觀的研究那么簡單,如果一些技術錯誤了,結果可能要重做。
3.納米中藥因其粒度超細,表面效應和量子效應顯著增加,使得藥物的有效成分獲得了高能級的氧化或還原潛力,從而影響藥物穩定性,增加了保質和儲存的困難。
4.加大了鑒別的難度,即超細狀態下的中藥是否還具有普通粉碎時所有的顯微特征?如果原有的顯微特征發生了改變,則又應建立何種更精細的鑒別方法?這是個重大的問題,對于納米級的研究,考的是先進的技術。
5.納米尺度的物質存在著生物安全性威脅問題,如果不能夠有效地防止納米尺度物質的接觸或者攝入,可能會引起多系統的復雜病變。
所謂萬物都有雙面性,納米中醫藥的引入一定上給我們帶來了很多好處,但也有一些負面的影響,綜合中國現在的情況,許多專家都認為發展納米中醫藥是利大于弊。那就根據我國的國情出發,如何將納米技術中醫藥引入。何如加大對納米技術中醫藥的發展呢?
1.由于各級的懶散性比較強,如果國家不統一制定完全的行業技術標準,可能會導致某些地方的藥用不高或某些地方的納米中藥技術只是一個夢想。如果國家有了一定的機構管理,一定的技術標準,那樣可以使納米藥物統一化,安全化。所以國家應成立你執迷中醫藥的研究中心,一方面集中科研相關的技術連接,另一方面可以組織協調科研機構,高校試驗室以及產業界的公共參與,進行重點攻關。
2.國家政府必須認真重視納米醫藥的發展,畢竟市場是一個充滿“利潤”式的社會,很多時候,如果國家不重視藥物的安全管理,可能不導致藥物市場混亂,同時國家有必要組織一定實力和特色的中藥類高校與納米研究機構進行強強聯合,通過集大家之智慧來進行納米中醫藥化。這就是國家要加強宏觀調控對納米藥物的管理。
3.由于納米中藥化是剛剛引進來的一個新學科,很多方面還沒有完善,特別是納米對技術的要求高,所以國家應增加國內納米重要的博士研究站,在較高會議上培養和吸引綜合性的科研人才投身到這個領域中去
4.加強國內研究基地的建設。改善基礎設施條件,增加專項的投入,并重視知識產權的保護,加大納米中醫藥的財政支出,因為外國對這方面有了一定的認識,由于他們的技術含量高,納米技術早就名噪一時,所以,國家可以加大中外的合作,另外還有派人到外國學習先進的技術,通過只是的交流,國與國的合作,進一步提高中醫藥的納米技術的發展。
總結:納米技術是2l世紀最具發展前景的領域之一,它給中醫藥的現代化提供了新的思路和方法。通過對比中國的利弊,實行納米中藥化的轉型不但可以促進經濟的發展和提供取藥的方面,在歷史上也是一次偉大的改革,在一定的程度上提高了醫學家納米中醫藥的定位,而且在國外也是中醫的地位提得更高??茖W技術的迅猛發展,中醫藥也逐步走向世界,面臨著前所未有的機遇和巨大的發展空間—納米技術中藥化,然而,基于其獨特的理論體系,現代科學技術尚難與之有機地結合起來,這也成為阻礙中醫藥發展的最主要因素。隨著納米技術在中藥研究開發領域的一些應用基礎研究上獲得突破,它必將極大地促進中藥現代化的進程。在中醫理論的指導下,中藥納米化技術作為實現中藥現代化的關鍵技術,必將推動我國的中藥盡可能快地走向國際市場。
參考文獻:
1楊祥良基于納米技術的中藥基礎問題研究[J].華中理工大學學報,20一104—105
2趙宗江,胡會欣,張新雪.中藥歸經理論現代化研究[J].北京中醫藥大學學報,2002年25
3.徐輝碧,楊祥良,謝長生,等.納米技術在中藥研究中的應用[J].中國藥科大學學報,2001年32
醫藥納米技術范文2
關鍵詞:食品科學,納米技術,納米材料,應用
一、引言
二十世紀末納米技術開始興起,隨著人們的重視程度不斷提高和研究的進一步深入,納米技術在醫藥上的許多研究成果正逐步地應用于食品行業,并且開發、生產了許多新型的食品和一些具有良好功效和特殊功能的保健食品,納米技術在食品方面的取得了卓越的成績。
二、納米技術概述
所謂納米,它是一種幾何尺寸的度量單位,l納米為百萬分之一毫米,也就是十億分之一米的長度。由于納米材料的微觀粒子非常的小,進而表現出特殊的力學、熱學、物理和化學特性,并且具備特殊的功能。[1]總體而言,納米材料具有優異的晶粒尺寸小、表面效應、量子尺寸效應、體積效應等,這些特性使得納米技術廣泛應用于食品工藝。[2]從二十世紀九十年代初開始,納米電子學、納米材料學、納米生物學、納米化學、納米藥物學以及納米生物技術的到了快速發展,同時有關的新名詞、新概念也不斷涌現。人們對納米技術的理解較為模糊,一直以來人民對其研究也處于起步階段,還有待于我們進一步深入研究。納米技術的主要目標是,根據納米結構所具有的特性和功能,結合人們的需求,對材料進行加工,并制造具有特定功能的產品,給人們帶來全新的技術革命。此外,在設計過程中在原子、分子的水平上運用納米技術進行材料設計,進而制造出具有全新性質和各種功能的材料,從而滿足人們日益增長的生活需求。
三、食品科學中納米技術的應用
隨著納米技術的快速發展,納米食品生產取得了可喜的成績。到目前為止,納米食品產品已經超過三百種,一大部分食品已經實現了商業化。據相關統計預測,到2013年我國納米食品市場將達到250億美元。[3]由此可見,納米技術在食品上的應用有較為廣闊的前景。納米技術在食品上的應用和研究主要包括:納米包裝材料、納米食品加工以及納米檢測技術等諸多方面,具體應用如下:
(一)微乳化技術和納米膠囊制備技術
微乳液其實就是通過將兩種互不相溶的液體形成的吉布斯自由能最小、狀體均勻并且穩定,各向同性、粒徑大小為l-100納米、外觀透明或半透明的分散體系,而制備該微乳液的技術也稱為微乳化技術。自從上個世紀末以來,人們加大對微乳理論和應用的研究,并將微乳化技術已應用于納米顆粒、微膠囊和納米膠囊的制備。采用納米技術,將微膠囊制備成具有粒徑大小在10-1000納米尺寸的新型材料。由于納米膠囊顆粒微小,形成膠體溶液,易于分散和懸浮在水中,并形成清澈透明的液體,從而使所載的藥物或食品功能因子改變分布狀態而濃集于特定的靶組織,進而有利于提高療效的目的,增加藥品生產效率。[4]此外,由于分子自組裝技術特殊的界面分子識別功能,納米膠囊的制備技術已應用到香料阻燃劑、醫藥、石油產品以及食品調味品等領域,并且其應用范圍將會進一步擴大。調查顯示,目前制備納米膠囊的方法主要有微乳聚合法、乳液中的界面沉積法、乳液中的界面聚合法、復相乳液溶劑揮發法等。
(二)納米技術在食品包裝與保險技術中的應用
在食品包裝行業,納米技術的應用最為普遍,并且該技術能給人們帶來極大的利益。因為,在包裝材料過程中,只需加入一定的納米微粒就能夠有效地增加包裝材料的抗菌性能與密封效果,從而更好地為食品包裝提高質量安全保障。同時,在冰箱制造行業也能看到納米技術的應用情況,通過納米技術能夠有效地生產出一些抗菌性的冰箱,從而滿足人們日常生活需求。[5]此外,由于納米材料的尺寸微?。{米級別),并體現出特殊的功能,在食品包裝過程中加入一定的納米微粒有利于改變對現有包裝材料的性能,從而進一步保證食品的安全。甚至已有不少人研究納米技術在玻璃和陶瓷容器等領域的應用,通過加入納米顆粒,可以有效地增加了脆性材料的韌性與強度,還可以有效地吸收紫外線防止塑料包裝由于時間過長而出現老化、變質等現象,進而增加食品包裝的使用壽命,促進食品包裝行業的發展。
(三)納米技術在超細微粒和納米粒子制備中的應用
在當今的高新技術研究領域中,超細微粒尤其是納米粒子已經成為人們研究的熱門方向,并是當今急需加大研究投入的領域。經過超細化處理后的物質,粒子之間的接觸面積增大,比表面積也大大增加,界面能顯著提高,表面能會發生巨大變化,從而顯現出獨特的物理與化學性能。通常情況下,制備超細粒子的方法為超細碾磨法,例如市場上比較普遍的具有強抗氧化性的超細綠茶粉與具有強結合水能力的超細面粉等。研究表明,粒子越小越有助于人體的吸收消化,約1000納米的超細綠茶粉呈現出較好的營養消化和吸收率,其營養價值大大超出普通的綠茶粉。[6]再比如近年來迅速發展起來的新技術--超臨界流體制備超細微粒技術,也屬于納米技術制備超細粒子的范疇,該技術可以較準確地控制結晶過程,對粒子尺寸進行精確的控制,從而生產出的超細微粒粒徑小且粒度分布均勻,該技術在醫療藥物制造行業較為普遍,具有非常廣闊的應用前景。
(四)納米技術在食品檢測中的應用
由于計算機技術的飛速發展,使得納米傳感器技術發展也較為迅猛,并且已經成功在食品安全監測廣泛應用。[6]納米生物傳感器技術,是采用選擇性結合靶分子的生物探針,對食品進行安全監測的技術。這是因為納米材料本身就是非常敏感,對于不均勻的化學和生物物質反應非常的靈敏,將納米技術與計算機技術、生物學、電子材料等相結合起來,可以制備新型的傳感器件,從而達到提高食品安全檢測的可靠性和準確性。此外人們還通過納米生物傳感器技術,實現了對食品安全的靈敏、有效、快速檢測。比如在傳統的檢測領域,特別是在監測微量細菌時,需要擴增或富集樣本中的目標菌。我們就可以利用納米技術與表面等離子體共振、石英晶體微天平等研制而成的納米生物傳感器,這種方法不僅能夠大大減少檢測所需的時間,而且還可以提高檢測的準確度,提高了食品安全檢測的效率。
四、結語
由于我國納米技術研究起步較晚,在許多方面還存在不足之處,但是近年來隨著國內專家學著對納米技術的研究力度不斷加大,同時國家在政策等方面給予了大力支持,納米技術已經取得了一定的成績,特別是納米技術在食品工業中的廣泛應用。我相信在不久的將來,納米技術將會引發一場新的食品科學的革命,為我國食品工業帶來巨大的經濟社會效益和廣闊的發展空間,同時也會在一定程度上加速人們生活方式和飲食結構的變化,引領人們進入全新的食品行業,保障食品安全,提高人民生活水平。
參考文獻:
[1] 陳荔紅. 納米食品包裝材料的研究與應用現狀[J]. 福建輕紡, 2008,(10).
[2] 楊敏,馬永全,于新. 納米技術在食品工業中的應用與研究進展[J]. 廣東農業科學, 2010,(04).
[3] 曾曉雄. 納米技術在食品工業中的應用研究進展[J]. 湖南農業大學學報(自然科學版), 2007,(01).
[4] 邊曉琳,劉揚,馮莉,張艷芬,肖紅梅. 納米包裝材料對冷藏金針菇品質的影響[J]. 江蘇農業科學, 2010,(06).
[5] 呂朝輝. 納米材料在食品安全分析中的應用研究[J]. 科技傳播, 2010,(10).
醫藥納米技術范文3
【關鍵詞】納米材料;納米技術;應用
有人曾經預測在21世紀納米技術將成為超過網絡技術和基因技術的“決定性技術”,由此納米材料將成為最有前途的材料。世界各國相繼投入巨資進行研究,美國從2000年啟動了國家納米計劃,國際納米結構材料會議自1992年以來每兩年召開一次,與納米技術有關的國際期刊也很多。
一、納米材料的特殊性質
納米材料高度的彌散性和大量的界面為原子提供了短程擴散途徑,導致了高擴散率,它對蠕變,超塑性有顯著影響,并使有限固溶體的固溶性增強、燒結溫度降低、化學活性增大、耐腐蝕性增強。因此納米材料所表現的力、熱、聲、光、電磁等性質,往往不同于該物質在粗晶狀態時表現出的性質。與傳統晶體材料相比,納米材料具有高強度——硬度、高擴散性、高塑性——韌性、低密度、低彈性模量、高電阻、高比熱、高熱膨脹系數、低熱導率、強軟磁性能。這些特殊性能使納米材料可廣泛地用于高力學性能環境、光熱吸收、非線性光學、磁記錄、特殊導體、分子篩、超微復合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結助劑、劑等領域。
(一)力學性質
高韌、高硬、高強是結構材料開發應用的經典主題。具有納米結構的材料強度與粒徑成反比。納米材料的位錯密度很低,位錯滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其臨界位錯圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大,增殖后位錯塞積的平均間距一般比晶粒大,所以納迷材料中位錯滑移和增殖不會發生,這就是納米晶強化效應。金屬陶瓷作為刀具材料已有50多年歷史,由于金屬陶瓷的混合燒結和晶粒粗大的原因其力學強度一直難以有大的提高。應用納米技術制成超細或納米晶粒材料時,其韌性、強度、硬度大幅提高,使其在難以加工材料刀具等領域占據了主導地位。使用納米技術制成的陶瓷、纖維廣泛地應用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環境下使用。
(二)磁學性質
當代計算機硬盤系統的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2,在這情況下,感應法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應為3%,已不能滿足需要,而納米多層膜系統的巨磁電阻效應高達50%,可以用于信息存儲的磁電阻讀出磁頭,具有相當高的靈敏度和低噪音。目前巨磁電阻效應的讀出磁頭可將磁盤的記錄密度提高到1.71Gb/cm2。同時納米巨磁電阻材料的磁電阻與外磁場間存在近似線性的關系,所以也可以用作新型的磁傳感材料。高分子復合納米材料對可見光具有良好的透射率,對可見光的吸收系數比傳統粗晶材料低得多,而且對紅外波段的吸收系數至少比傳統粗晶材料低3個數量級,磁性比FeBO3和FeF3透明體至少高1個數量級,從而在光磁系統、光磁材料中有著廣泛的應用。
(三)電學性質
由于晶界面上原子體積分數增大,納米材料的電阻高于同類粗晶材料,甚至發生尺寸誘導金屬——絕緣體轉變(SIMIT)。利用納米粒子的隧道量子效應和庫侖堵塞效應制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點,有可能在不久的將來全面取代目前的常規半導體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管,表現出很好的晶體三極管放大特性。并根據低溫下碳納米管的三極管放大特性,成功研制出了室溫下的單電子晶體管。隨著單電子晶體管研究的深入進展,已經成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。
(四)熱學性質
納米材料的比熱和熱膨脹系數都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值,這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變弱的結果。因此在儲熱材料、納米復合材料的機械耦合性能應用方面有其廣泛的應用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對太陽光有強烈的吸收作用,從而有效地將太陽光能轉換為熱能。轉(五)光學性質
納米粒子的粒徑遠小于光波波長。與入射光有交互作用,光透性可以通過控制粒徑和氣孔率而加以精確控制,在光感應和光過濾中應用廣泛。由于量子尺寸效應,納米半導體微粒的吸收光譜一般存在藍移現象,其光吸收率很大,所以可應用于紅外線感測器材料。
(六)生物醫藥材料應用
納米粒子比紅血細胞(6~9nm)小得多,可以在血液中自由運動,如果利用納米粒子研制成機器人,注入人體血管內,就可以對人體進行全身健康檢查和治療,疏通腦血管中的血栓,清除心臟動脈脂肪沉積物等,還可吞噬病毒,殺死癌細胞。在醫藥方面,可在納米材料的尺寸上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品納米材料粒子將使藥物在人體內的輸運更加方便。
二、納米技術現狀
目前在歐美日上已有多家廠商相繼將納米粉末和納米元件產業化,我國也在國際環境影響下創立了一(下轉第37頁)(上接第26頁)些影響不大的納米材料開發公司。美國2001年通過了“國家納米技術啟動計劃(NationalTechnologyInitiative)”,年度撥款已達到5億美圓以上。美國科技戰略的重點已由過去的國家通信基礎構想轉向國家納米技術計劃。布什總統上臺后,制定了新的發展納米技術的戰略規劃目標:到2010年在全國培養80萬名納米技術人才,納米技術創造的GDP要達到萬億美圓以上,并由此提供200萬個就業崗位。2003年,在美國政府支持下,英特爾、蕙普、IBM及康柏4家公司正式成立研究中心,在硅谷建立了世界上第一條納米芯生產線。許多大學也相繼建立了一系列納米技術研究中心。在商業上,納米技術已經被用于陶瓷、金屬、聚合物的納米粒子、納米結構合金、著色劑與化妝品、電子元件等的制備。
目前美國在納米合成、納米裝置精密加工、納米生物技術、納米基礎理論等多方面處于世界領先地位。歐洲在涂層和新儀器應用方面處于世界領先地位。早在“尤里卡計劃”中就將納米技術研究納入其中,現在又將納米技術列入歐盟2002——2006科研框架計劃。日本在納米設備和強化納米結構領域處于世界先進地位。日本政府把納米技術列入國家科技發展戰略4大重點領域,加大預算投入,制定了宏偉而嚴密的“納米技術發展計劃”。日本的各個大學、研究機構和企業界也紛紛以各種方式投入到納米技術開發大潮中來。
中國在上世紀80年代,將納米材料科學列入國家“863計劃”、和國家自然基金項目,投資上億元用于有關納米材料和技術的研究項目。但我國的納米技術水平與歐美等國的差距很大。目前我國有50多個大學20多家研究機構和300多所企業從事納米研究,已經建立了10多條納米技術生產線,以納米技術注冊的公司100多個,主要生產超細納米粉末、生物化學納米粉末等初級產品。
三、前景展望
經過幾十年對納米技術的研究探索,現在科學家已經能夠在實驗室操縱單個原子,納米技術有了飛躍式的發展。納米技術的應用研究正在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤4大領域高速發展??梢灶A測:不久的將來納米金屬氧化物半導體場效應管、平面顯示用發光納米粒子與納米復合物、納米光子晶體將應運而生;用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學組裝計算機將投入應用;分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機器人、集成生物化學傳感器等將被研究制造出來。
納米技術目前從整體上看雖然仍然處于實驗研究和小規模生產階段,但從歷史的角度看:上世紀70年代重視微米科技的國家如今都已成為發達國家。當今重視發展納米技術的國家很可能在21世紀成為先進國家。納米技術對我們既是嚴峻的挑戰,又是難得的機遇。必須加倍重視納米技術和納米基礎理論的研究,為我國在21世紀實現經濟騰飛奠定堅實的基礎。整個人類社會將因納米技術的發展和商業化而產生根本性的變革。
醫藥納米技術范文4
論文摘要: 納米技術作為一種新興的科學技術,隨著技術的發展,納米技術已經被日趨應用于生活領域的各個方面。本文回顧了納米技術和納米材料的發展過程并對納米材料在食品安全的應用進行了介紹和論述。
納米技術是20世紀末興起并迅速發展的一項高科技技術,隨著研究的深入和科學的發展,納米技術已經日趨成熟并廣泛的應用于各種領域,近年來納米技術在醫藥上的許多研究成果正逐步地應用于食品行業,在此技術上開發、生產了許多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品,納米材料在食品安全上也發揮著越來越重要的作用。
納米是一種幾何尺寸的度量單位,l納米為百萬分之一毫米,即十億分之一米的長度。以納米為基礎的納米技術在20世紀90年代初起得到迅速發展并先后興起了一系列的像納米材料學、納米電子學、納米化學、納米生物學、納米生物技術和納米藥物學,納米技術就是一種多學科的交叉技術,最終實現利用納米機構所具有的功能制造出有特殊功能的產品和材料。因此,利用納米技術制造出來的材料就具有微觀性和一些普通材料所不具有的功能。
隨著納米技術的發展,納米食品生產也取得了很大的成就。目前,納米食品產品超過300種,一些帶有納米級別添加劑的食品和維生素已經實現商業化。據預測納米食品市場在2010年將達到204億美元,因此納米技術在食品上的研究有著很大的發展潛力。納米技術在食品上的研究和應用主要包括納米食品加工、納米包裝材料和納米檢測技術等方面。
所謂納米食品是指在生產、加工或包裝過程中采用了納米技術手段或工具的食品。納米食品不僅僅是指利用了納米技術的食品,更大程度上指里喲個納米技術對食品進行了改造從而改變食品性能的食品。尤其是利用納米技術改造過結構的食品在營養方面會有一個很大的提高,在這方面應用最廣泛主要有鈣、硒等礦物質制劑、維生素制劑、添加營養素的鈣奶與豆奶、納米茶等。
然而納米食品也存在一些問題,首先由于對于納米食品的加工主要是球磨法這就使得在納米食品生產的過程中容易產生粉料污染,同時現有的納米技術也會產生成材料的功能性無法預測,納米結構的穩定性不高等問題。納米食品還存在另外問題那就關于納米食品的安全檢測并沒有個一個同一的標準。目前,國際上尚未形成統一的針對納米食品的生物安全性評價標準,大多數是短期評價方法,短期的模型很難對納米食品的生物效應有徹底的認識。而部分納米食品存存在一些有害成分,并且經過納米化后,這些物質更加很容易進入細胞甚至細胞核內,因此副作用也就越大,而這些由于安全檢測的標準不統一可能在檢測的時候檢測不出來,因此納米食品的安全標準有待進一步統一。雖然納米食品存在一系列的問題但是納米技術在食品包裝和保險技術中卻得到了很好的應用。
首先,在已有的包裝材料中加入一定的納米微??梢栽黾影b材料的抗菌性從而產生殺菌功能。目前一些冰箱的生產技術中已經應用了這種技術生產出了一些抗菌性的冰箱。
其次,由于納米材料的特殊性質,加入一定的納米微粒還可以改變現有的包裝材料的性能,從而進一步保證食品的安全。目前,部分學者已經成功的將納米技術應用玉改進玻璃和陶瓷容器的性能,增加了其韌性。同時,由于納米微粒對紫外線有吸收能力,因此在塑料包裝材料中加入一些納米微粒還可以防止塑料包裝的老化,增加使用壽命。從而為食品生產提供了性能更加優越的包裝容器。
第三,由于納米材料的力磁電熱的性質,使得納米材料有著優越的敏感性。一些學者已經在研究將納米材料的敏感性應用到防偽包裝上面并取得了一定的成就。新的防偽包裝的產生,無疑能夠進一步加強普通食品和納米食品的安全。
第四,經過研究發現納米技術和納米材料的一些性能能夠很好的解決食品的保鮮問題。
經過研究發現傳統的食品保鮮包轉,在起到保鮮功能的同時還能夠產生乙烯,而乙烯又反過來加劇了食品的腐蝕,因此可以說傳統的食品保鮮包轉并沒有能夠很好的起到保鮮功能。在納米技術在研究過程中,發現納米ag粉具有對乙烯進行催化其氧化的作用。所以只要在現有的保鮮包轉材料中加入一些納米ag粉,就可以加速傳統保鮮包轉材料產生的乙烯的氧化從而抑制乙烯的產生,進而產生更好的保鮮效果。
綜上所述納米技術雖然還有一些不足和缺陷,但是經過多年的研究和發展納米技術已經取得了很大的進步和發展,并且已經開始應用于生產和生活領域。納米技術和納米材料以其特殊的性能不緊能夠生產出性質更加優越的納米食品同時通過改善包裝材料還可以進一步提高食品的安全。
參考文獻
[1]楊安樹,陳紅兵.納米技術在食品加工中的應用[j].食品 科技,2007(9).
[2]張汝冰,劉宏英,李鳳生.納米材料在催化領域的應用及 研究進展[j].化工新型材料,1999(5).
[3]何碧煙,歐光南.食品添加劑對番茄紅素穩定性的影響 [j].集美大學學報:自然科學版,2000(1).
[4]郭景坤,馮楚德.納米陶瓷的最近進展[j].材料研究學 報,1995(5).
[5]黃占杰.無機抗菌劑的發展與應用[j].材料導報,1999 (2).
[6]張倩倩.納米粒子增強蛋白質直接電子傳遞及其傳感應用 [d].南京師范大學,2007 .
[7]張濤,江波,沐萬孟.納米技術及其在食品中的應用研究 進展[j].安徽農業科學.
[8]郭衛紅,李盾,唐頌超,蘇誠偉,徐種德.納米材料及其 在聚合物改性中的應用[j].工程塑料應用,1998(4).
[9]袁飛,徐寶梁,黃文勝,唐英章.納米技術在世界范圍內 食品工業中的應用[j].食品科技.
醫藥納米技術范文5
關鍵詞:納米材料;制備方法;應用
德國科學家H.Gleiter教授最先提出納米晶體材料這一概念,指的是晶粒尺寸在納米數量級(通常該尺寸<100nm)以下的超細材料,隨著時代的進步科技的不斷發展,人們對納米材料的概念也在不斷發生轉變,理解初期階段,它是指由納米超微顆粒通過壓制等方法形成的納米固體或具有一定厚度的薄膜,時至今日,廣義的納米材料是指在材料的三維尺度中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構成的材料[1]。
經過時代的演變和發展,納米材料的概念一直演繹更新,國際上普遍認同凡是尺寸在納米數量級(1~100nm)或出現納米效應的超細材料均可認為是納米材料,在納米材料中金屬納米粒子一直是人們關注的焦點,金屬納米粒子由于自身的獨特性, 在醫藥、光電、電子產業、熱學、生物信息等方面具有重要的應用前景,在這些領域有許多新的突破和進展,如Frens采用不同濃度的檸檬酸鈉作為還原劑而得到了金納米顆粒系列,其粒徑范圍在 16~ 147nm[2];Nersisyam等利用溶膠-凝膠法制造銀納米粒子,通過使用不同的還原劑將銀納米粒子的范圍控制在20~50mm[3];王睿等利用乙二醇還原性,在對溶劑進行高溫加熱的情況下并施以光誘導作用將銀納米粒子的尺寸控制在50nm左右同時得到三角形和圓盤形兩種粒子形態[4]。除開金銀這些貴重金屬,對銅納米粒子的研究最近也掀起了一股熱潮,李延君等人通過對不同溫度和不同濃度試劑的調配在極性溶劑中制備了粒徑范圍在7~ 70nm的銅納米粒子[5]。
納米材料的晶粒尺寸一般在100nm以下數量級,在納米材料中晶粒的晶界呈多面性,而晶界的體積百分數往往和材料缺陷密度呈正比,體積百分數越大其缺陷密度越高,這種獨特的晶粒結構使得納米材料相對于傳統材料呈現出許多的優越性,它的奇特性能包括宏觀量子隧道效應、量子尺寸效應、導電性好、力學性能優異等等。
納米材料其實對我們每個人來說它并不陌生,自然界中就存在許多的天然的納米材料,比如牙齒、隕石等都是由納米顆粒組成,而如今大多數國家都將納米材料制作及技術發展作為重要的科研領域,它在某種程度上反應了一個國家在材料領域的發展水平,時至今日,制備納米材料的方法多種多樣,例如機械研磨、物理粉碎、氣相沉積、溶膠法及真空冷凝等方法[6]。針對納米材料的制備方法按照其原理不同分法亦不相同:發生反應的狀態不同主要分為干法(固體之間的反應)和濕法(水溶液里進行的反應);原料存在的狀態不同亦可分為固相法(金屬鹽或金屬氧化物混合后通過煅燒的方法直接發生固相反應)、氣相法(物質在氣體的狀態下發生物理或化學反應)與液相法(可溶性性鹽溶液通過蒸發、升華將金屬粒子結晶出來);按制備手段也可分為化學法(沉淀法、相轉變法、氣溶膠反應法等)、物理法(蒸汽冷凝法、電火花法、離子濺射法等)和綜合法(PECVD、LICVD等)。
這些方法各有所長各有所短,比如固相法利用熱分解原理得到的產物容易再次凝結成塊,需要重新粉碎、攪拌,增加了成本;物理粉碎法相對來說工藝簡單、低成本高產量,但是極易引入雜質,造成產物質量純度低;氣相法制備的納米顆粒純度較高,與之相應的成本高,對納米顆粒的粒徑尺寸也有要求,這些制備方法既有優勢也有自身的劣勢,而這些劣勢限制了納米材料的進一步發展。
納米材料作為材料科學領域的熱點焦點,納米技術也被國際公認為21世紀最具發展力的的科研領域,諾貝爾獲獎者Feyneman早年就預言:如果能在極小的尺度下對粒子進行重新組合排列,物質就會顯示出不一樣的特性?,F在我們明白他所說的就是納米材料,通過對納米材料中超微顆粒結構的變化得到的獨特性能解決科研領域中的許多難題,它的應用領域是非常廣泛的,以下列領域為代表:
陶瓷領域 納米技術在陶瓷中的應用越來越流行,其原理是將納米尺度的陶瓷粉加入瓷釉中,改善傳統陶瓷性能,達到抗菌、自凈等功能,特別是在力學增強方面,如材料的硬度、強度、韌性等。傳統陶瓷的加工工藝離不開高溫,可是通過高溫燒結會增加材料的脆性,陶瓷的斷裂韌度會隨著脆性的增加而降低,這就使得傳統陶瓷具有易碎的特點,納米陶瓷材料所需要的溫度在傳統的基礎上可降低接近600℃,同時無需催化劑,大大降低了對材料品質的污染,減少了能耗需要,納米陶瓷材料在較低的溫度下進行燒結,在保留陶瓷硬度的同時增加了它的韌性、彈性形變、耐腐蝕、耐高溫高壓等特點,新型的陶瓷甚至可以磨削,至此陶瓷材料遠離高能耗、易碎。
催化方向 納米技術廣泛的滲透到催化領域,納米催化的出現及關于它相關研究越來越受到更多人的重視,普通的催化劑對溫度有較高的要求,但是納米催化劑對溫度的要求較低的,通常在常溫后者低溫就可以進行,納米催化劑是超微顆粒,尺寸小,故高表面能高,發生反應后其效果是普通催化劑的數十倍或百倍以上,例如金屬納米粒子Ni和Cu-Zn組成的催化劑與傳統的催化劑Ni相比對有機加氫的效率增長了10倍。
醫藥方面 納米材料在醫藥方面的應用也有明顯的優勢,可增加患者的療效,而納米技術在醫藥生產上的應用可以使醫療技術更加細化,同時能研制出普通醫藥無法比擬具有特定功能的藥品,而一些具有納米技術的儀器在對疾病的診斷方面只需要患者極少的一點的血液,通過對蛋白質、DNA的匹對就可確定出疾病,如果將納米粒子作為藥物載體,那么藥物就具有靶向作用,可以直擊病灶。使治療更加直接,而藥物產生的毒性也能明顯降低。
復合材料 復合材料由于其優良的綜合性能而廣泛應用于光電、航天材料、交通運輸等領域,而納米復合材料更具吸引力,現如今納米復合材料主要括納米聚合物基、納米碳管功能、納米鎢銅,例如Wu-Cu納米復合物具有較高的綜合性能,導電性能優異,傳熱好,不易發生熱膨脹。(作者單位:重慶三峽學院機械學院)
參考文獻:
[1]張立德,牟繼美.納米材料和納米結構.第一版,北京科學出版社,2001年.
[2]Frens G. Regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions[J]. Nature:Physical Science,1973,241(105):20-22.
[3]Nesisyan H H, Lee H, Son H T, et al. Materials Research Bulletin,2003,38:949-956.
[4]王睿,等.不同形態銀納米粒子的非線性光學特性.高等學校化學學報.2012,33:149-152.
醫藥納米技術范文6
【關鍵詞】納米生物材料 納米技術 腫瘤診斷 腫瘤治療
1 納米生物材料和技術在腫瘤診斷中的應用
1.1納米生物材料和技術可用來進行前哨淋巴結成像,從而判斷有無轉移乳腺癌、黑色素瘤或胃腸癌的患者,通常會在手術前進行前哨淋巴結活檢,以確定癌癥是否轉移。納米顆粒制劑可通過不同的成像技術發現轉移灶,例如Kobayashi等在研究中發現,標記了MRI造影劑釓的樹突狀聚合物可以提供一種出色的影像,顯示充滿轉移癌細胞的淋巴結。
1.2納米生物材料和技術可用于腫瘤的早期檢測
1.2.1納米顆粒 納米材料通過雙功能螯合劑或物理包埋的方法將同位素與納米材料連接,再將可與病變組織特異結合的靶向分子連接到納米材料上。納米顆粒作為影像的對比劑,一方面靶向腫瘤顯像,另一方面還可攜帶藥物[1]。
1.2.2懸臂梁 納米裝置懸臂梁一端被瞄定,能縱來與特定分子結合,而這種特定分子代表與癌有關的某些改變。當這些分子結合到懸臂梁上,表面張力會發生改變,導致懸臂梁彎曲。通過檢測其彎曲,科學家們能夠判斷是否存在與癌有關的一些分子。
1.2.3納米孔 經過改進的基因碼閱讀方法可以幫助研究者檢測到可能引發癌癥的基因錯誤。納米孔一次只允許DNA穿過一條鏈,科學家能夠檢測鏈上每個堿基的形狀和電特性,使DNA測序效率更高,從而來獲取編碼信息,包括與癌有關的編碼錯誤。
1.2.4納米管 納米管是大小約為一個DNA分子直徑一半的碳棒,它不僅能檢測改變基因的出現,還能幫助研究者查明那些改變的準確位置。
1.2.5量子點 半導體量子點納米級的光輻射顆粒,具有獨特的光學及電子特點,其亮度高而穩定,并可發出不同的熒光顏色,量子點與腫瘤抗原連接后形成影像,從而對腫瘤進行診斷。
1.2.6納米生物傳感器 納米生物傳感器通過靶向分子與腫瘤細胞表面標志物分子結合,利用物理方法來測量傳感器中的磁信號、光信號等,可實現腫瘤的定位和顯像,有利于腫瘤的早期診斷。
1.2.7納米機器人 用納米微電子學控制形成納米機器人,尺寸比人體紅細胞還小。將納米機器人從血管注入人體后,可經血液循環對身體各部位進行檢測和診斷[2]。
1.2.8光學相干層析術 由清華大學研制,其分辨率可達1 個微米級,較CT和核磁共振的精密度高出上千倍,據此可以對疾病進行早發現和早診斷。
2 納米生物材料和技術在腫瘤治療中的應用
2.1納米顆粒能提高腫瘤基因治療的效果 針對腦膠質細胞瘤,基因治療系統中的關鍵物質是氯毒素和鐵氧物納米微粒。這種靶向基因傳遞系統提高了基因治療的療效。同時有研究表明微小的硅石顆粒能充當DNA載體,提供一種非病毒方法的基因治療。Deng等用納米微粒介導的基因轉染使腫瘤抑制基因FUS1外源表達,可提高人肺癌細胞(NSCLC細胞)對化療藥物順鉑的敏感性,同時出現MDM2的下調、p53的蓄積以及Apaf-1依賴凋亡通路的活化,使腫瘤抑制作用成倍提高。
2.2納米顆粒能提高化療的效果 Majoros等將甲氨蝶呤附著于樹枝納米顆粒中,制作成靶向納米微粒。研究表明靶向藥物制劑能提高藥物在病灶組織中的蓄積濃度,從而提高藥物的療效,降低藥物對其他正常組織的損傷及全身毒副作用。
2.3納米顆粒能提高腫瘤熱療的效果 熱療是通過加熱治療腫瘤,使腫瘤組織溫度上升至40-43℃,既使腫瘤縮小,又不損傷正常組織的一種治療方法[3]。納米顆粒提高了熱療靶向性和療效,降低了毒副反應。
2.4生物納米管治療癌癥 由細胞核心部位的部分自身結構制作的納米管,可作為納米級膠囊傳遞基因和藥物進入人體。Miguel等將抗癌藥物泰素摻入到蛋白質-脂質混合體,可使藥物到達癌細胞的同時減少化療的副作用。
2.5納米殼能殺死腫瘤細胞 納米殼是外殼涂金的微小珠子,科學家設計這些珠子吸收特定波長的光,納米殼吸收光能可產生一種強熱,納米殼吸收所產生的熱能成功地殺死腫瘤細胞,而鄰近細胞卻完好無損。
總之,納米科技正在以迅猛的勢頭快速發展,而且越來越滲透到各個學科和研究領域。納米醫學技術為基礎和臨床醫學研究提供了重大的創新機遇和巨大的市場前景,同時也帶來了風險和挑戰。有一些關鍵的問題有待解決,如納米藥物的藥代動力學、生物分布、毒副作用以及安全性等。這些問題的解決需要物理學家、化學家、生物學家及臨床醫生共同努力來完成。
參 考 文 獻
[1]劉金劍,劉鑒峰.納米材料在核醫學中的應用.國際放射醫學核醫學雜志,2010,34(6):326-329.