生物的纳米世界

生物的纳米世界（共10篇）

生物的纳米世界 篇1

0 引言

细菌纤维素(Bacterial cellulose,或称微生物纤维素)是当今生物材料研究的热点之一[1,2,3]。由于其具有较高的结晶度、化学纯度、力学强度和吸附容量而越来越受到人们的重视,随着对纤维素的生物合成机制的深入了解和发酵技术的提高,结晶细菌纤维素的应用越来越广泛。目前,国外已成功地将其应用于食品、医药、化工、造纸、滤膜渗透膜和精纺等领域[4,5]。木醋杆菌在以椰子水为主要培养基质的培养液中静置培养,能形成优质的纤维凝胶[6]。近年来,冯玉红等[7]合成了低相对分子质量的细菌纤维素。

本实验采用木醋杆菌(A.xylinumHN001)[8],以海南椰子水为原料,辅以适量蔗糖和其它盐合成了三维纳米细菌纤维素(Nano bacterial cellulose,NBC),并研究了培养温度、培养时间和培养基初始pH值对纳米细菌纤维素分子的影响;采用凝胶过滤色谱仪测定了相对分子质量及其分布,并采用红外光谱仪和透射电镜分别测定了结构和形貌。

1 实验

1.1 主要试剂及仪器

木醋杆菌(A.xylinumHN001)在海南大学食品综合实验室保藏;椰子水(海南产);乙醇、正丁醇、氯仿、乙醚、苯酚、硫酸均为AR。

MF-2020型膜分离装置,南京工业大学膜科学技术研究所;UV-2450型紫外可见光光谱仪,日本岛津公司;美国Waters 515HPLC凝胶色谱仪(GFC),Waters717自动进样,Waters2410折光检测器,流动相为纯水;红外光谱仪(IR),德国BrukerT27型FTIR,KBr压片制样;日本JEM-1010型透射电镜(TEM),树脂包埋法制样。

1.2 实验步骤

以发酵椰子水(新鲜椰子水自然发酵4～7天)、硫酸铵0.3%﹑磷酸二氢钾0.1%﹑硫酸镁0.05%﹑蔗糖3%为原料配制成液体种培养基,培养基初始pH=4.2,高温(105℃)高压快速灭菌,培养一段时间后过滤取清液,依次除去蛋白质、脂肪、无机盐以及酸性多糖[9,10],收集中性多糖即为目的产物。所得产品采用GFC测定NBC的数均分子量及相对分子质量分布[11]。采用TEM观察形貌。纯化后的样品经冷冻干燥用IR检测其结构信息。

2 结果与讨论

2.1 培养基初始pH值对NBC相对分子质量的影响

在30℃时设置几种初始pH值不同的培养液体系,静态培养48h,得到的NBC溶液经除杂后进行GFC测试,得到的相对分子量及其分布见表1。

表1表明,随着培养基初始pH值的增大,NBC相对分子质量先增大后减少,但其相对分子质量分布指数变化不大,均在1.0附近。其原因是,A.xylinumHN001中纤维素合成酶的活性受到培养基pH值影响。

2.2 培养时间对NBC相对分子质量的影响

在30℃、培养基初始pH=4.2条件下分别设置不同时间静态培养NBC 24h、36h、48h、60h和72h,然后将所得NBC溶液经除杂后进行GFC测试,得到相对分子量及其分布(见表2)。

从表2中可以明显看出,随着培养时间的延长,NBC相对分子质量先增大后减小。其原因是,随着培养时间的延长,A.xylinumHN001分泌的细菌纤维素分子逐渐延长,当分子长度达到一定程度时,纤维素的溶解度会随着纤维素分子长度量的增加而降低,细菌纤维素就会逐渐从培养液中析出,从而导致溶液中测得的NBC相对分子质量降低。

2.3 培养方式对NBC相对分子质量的影响

在30℃、培养基初始pH=4.2条件下分别静态培养和动态培养48h,然后将所得NBC溶液经除杂后进行GFC测试,得到的相对分子量及其分布见表3。

从表3中可以明显看出,选用动态培养的NBC的相对分子质量明显低于静态培养的,而其相对分子质量分布指数高于静态培养的,说明较静态培养的NBC,动态培养的NBC的相对分子质量分布不均匀。其原因是,在动态培养过程中NBC分子受摇动易从A.xylinumHN001菌体上脱落,导致NBC的相对分子质量较小且分布指数较大。

2.4 NBC产率测定

在30℃、培养基初始pH=4.2条件下静态培养48h得到NBC溶液,经除杂后采用苯酚-硫酸法测定NBC的产率为1.2g/L。

2.5 IR测试

图1为纳米细菌纤维素的红外光谱图。由图1可知,纤维素多糖在3424cm-1处的宽峰是O-H伸缩振动吸收峰;2931cm-1处为糖类C-H伸缩振动吸收峰,这个区域的吸收峰是糖类的特征吸收峰;1411cm-1处是纤维素糖环中叔醇结构的吸收峰;1107cm-1和990cm-1处是多糖的β构型糖苷键的特征峰,也是β-D-吡喃葡萄糖苷的特征吸收区域,由此可以证实此化合物是纤维素。

2.6 形貌观测

将得到的NBC样品进行TEM测试,结果见图2。从图2中可以看出,NBC分子近似球形,与文献[7]报道的相符,直径约为100nm。

3 结论

NBC的相对分子质量可以通过培养时间、培养基初始pH值及培养方式进行适当控制,其中培养方式较培养时间和培养基初始pH值对NBC相对分子质量的影响大,静态培养的NBC的相对分子质量分布指数较稳定。经红外光谱测试证实NBC结构是纤维素。通过透射电镜观察,NBC分子近似球形,直径约为100nm。

参考文献

[1]Masanobu M,Takayasu T,Kazunobu M,et al.Synthetic medium for bacterial cellulose production by Acetobacter xylinumsubsp sucrofer mentans[J].Biosci Biotech Bio-chem,1996,60(4):575

[2]Takaaki N,Tohru K,Hisato Y,et al.Influence of broth ex-change ratio on bacterial cellulose production by repeat-bactch culture[J].Process Biochem,2002,38:41

[3]Naoki T,Mari T,Kunihiko W,et al.Degree of polymeriza-tion of cellulose from acetobacter xylinumBPR2001de-creased by cellulose produced by the strain[J].Biosci Bio-tech Biochem,1997,61(11):1862

[4]Mitsuro I,Masahiro M,Noriko H,et al.Utilization of D-xy-lse as carbon source for production of bacterial cellulose[J].Enzyme Microbial Techn,2002,31:986

[5]Rainer J,Luiz F.Production and application of microbial cellulose[J].Polym Degradation Stability,1998,59:101

[6]Budhiono A,Rosidi B,Taher H,et al.Kinetic aspects of bac-terial cellulose formation innata-de-cococulture system[J].Carbohydrate Polym,1999,40:137

[7]Feng Yuhong,Lin Qiang,Wang Xibin,et al.Biosynthesis of low relative molecular mass bacterial cellulose[J].Fine ChemIcals,2006,23(10):954

[8]Niu Cheng,Wu Zhouxin,Wang Xibin,et al.Research on the characteristics of acetobater xylinumHN001strain[J].J Hainan Normal University,2009,22(1):55

[9]Pei Chonghua,Lin Qiang,Sun Zhongliang,et al.Nanomicro-bial cellulose separated from fermentive solution[C]//Pro-ceedings of the Sixth International Conference on Measure-ment and Control of Granular Materials.Shengyang,2003:585

[10]Lin Qiang,Pei Chonghua,Feng Yuhong,et al.The charac-teristics of nano microbial cellulose[C]//Proceedings of the Sixth International Conference on Measurementand Control of Granular Materials.Shengyang,2003:588

[11]Strobin G,Wlochowicz A,et al.GPCstudies on bacterial cel-lulose[J].Int J Polym Mater,2004,53(10):889

纳米世界的科学与艺术 篇2

看不见的艺术

一张明媚的笑脸，一只可爱的小狗，几丝风中凌乱的柳条，一池碧绿的荷叶……当40多幅奇妙的照片呈现在眼前时，人们惊讶，赞叹。这些作品由来自复旦大学、东华大学等多所大学的教师、学生参与完成，涉及物理、化学、生物、信息学、医学、材料科学等各个学科。“很难想象，微纳空间里竟然隐藏着大千世界。”一位观众感慨。每一幅画前，都有不少观众驻足，想象着作者和那些神奇瞬间的相遇。

“采用纳米加工技术制备纳米尺度的菲涅耳波带片，应用于同步辐射X射线显微成像的透镜。在纳米制备工艺的研究中，要对试验波带片做切割检测，于是，形成了图示的结果。”在一幅题为《麦田怪圈》的纳米摄影作品下方，写着这样的标签。《凯撒大帝》《一步一步向上爬》……被赋予了名字之后，一幅幅奇妙的画面显得更加立体、丰满。而更神奇的是，这些瞬间是无法复制的，是一种艺术的创造。

“这其实是一个科学与艺术结合的过程。”复旦大学信息学院教授陈宜方说。纳米艺术，科学家称之为“看不见的”艺术，是电子非物质艺术的新形式。纳米尺度是十亿分之一米的尺度，只有在高倍显微镜里方能看到。在他看来，连续两届在复旦大学举办这一展览，就是希望引起更多科研人员的创作共鸣，激起不同专业学生的好奇心。“一方面让科研人员能够去展示科学中的美，实现一种自我表达，增强对科学和美的热爱。另一方面，则让其他专业的学生能够有机会看到这个肉眼看不到的微纳世界，去亲身体验观察微纳世界的美。”

小即是美

纳米技术同纳米艺术紧紧相连。纳米技术的诞生，不亚于电子的发现，给人类的生活和活动，带来了翻天覆地的变化。电脑、数码相机、手机、卫星导航系统、通讯技术、遥感技术、生物仿生、医疗保健、环境监测与保护、新能源开发利用……无处不在。

纳米科技的发展，给人类带来一个全新的文化纳米艺术。用艺术家的眼睛，在纳米世界里重新发现。在陈宜方看来，无论纳米技术还是纳米艺术，一个最突出的特点是：“小即是美”。“纳米结构的实现，需要经验和智慧的投入，甚至于艺术般的思维方式。”

陈宜方介绍，当前纳米技术在艺术加工方面最成功的应用是，在平整的表面上制备出周期性的或者准周期性的纳米尺度结构，通过纳米科学和技术，利用纳米领域发生的自然现象（光的现象），来构筑人工设计的纳米结构，实现由纳米结构作为基本单元的具有艺术效果的工艺品。这当中，充分利用了人眼的视觉差，起到以假乱真的效果。比如，通过仿生学，采用化学合成等手段，来制备出纳米尺度的具有一定规律排列的颗粒层，通过表面这层颗粒同光的相互作用，来实现艺术效果。

此外，还可以通过纳米加工上的一些特殊手段，来表现纳米加工的艺术性，这种方法更为常见。比如，实验中的一些偶然现象：一些失败的结构，样品表面的一些纳米灰尘或者残留水迹，自然结晶体的纳米结构……一粒样品表面的灰尘，在充分发挥想象力下，也许就变成了一辆纳米电瓶车。

纳米技术就是一门艺术

不管手段如何，一件纳米艺术品的最终完成，离不开作者和观众想象力的共同驰骋。

陈宜方告诉记者，纳米艺术并不一定要求做出非常精细的纳米结构，也无需采用先进昂贵的实验室仪器和设备，需要的只是作者丰富的想象力，来捕捉、展现其艺术的一个侧面。在这些作品面前，观众也尽可以有自己的解读。

比如，一个硅片表面的一个小水滴蒸发后留下的痕迹，在纳米镜头下，就犹如星球表面被飞来的陨石所击中。近年来，一些重大的年度纳米技术国际会议，都专门设有微纳显微照片比赛。在这样的比赛中，反映精美的纳米结构可以得奖，而一些反映失败结构的照片，配合以奇思妙想，照样可以获得殊荣。

“纳米技术要构筑的世界是一个丰富多彩的介观世界。在这个介观世界里所发生的一切自然现象，正在被人们广泛地应用于日常生活的每一个角落。它的成功，将大大地提高我们的生活质量，保护人类的生活环境，解决地球的资源问题。可以说，纳米技术本身，就是一门艺术。”陈宜方说。

19世纪法国作家福楼拜有句名言：“艺术越来越科学化，科学越来越艺术化，两者在山麓分手，有朝一日，将在山顶重逢。”纳米技术与纳米艺术的结合与发现，就是这样一个美好的相遇。

（原载于2013年6月26日《光明日报》第06版）

生物医用超高强纳米钛的制备 篇3

性能指标

(1) 纳米Ti板材:长度200 mm、宽度200 mm、厚度3mm时, 强度和塑性都明显超过通用钛合金 (Ti-6Al-4V:屈服强度850～900 MPa、抗拉强度960～970 MPa、拉伸延伸率10～15%) 。

(2) 纳米Ti棒材:直径10 mm、长度100 mm时, 屈服强度680 MPa、抗拉强度780 MPa、拉伸延伸率23%。

适用范围、市场前景

骨创伤及脊柱矫形内固定系统、牙种植体、人工关节、人工心脏瓣膜、介入性心血管支架。据统计, 每年关节置换量约150万例。近10多年以来, 生物医用材料及制品的市场增长率一直保持在20%～25%左右, 钛作为生物医用金属材料的首选, 预计未来10至15年内, 包括生物医用材料在内的医疗器械产业将达到医药制品市场规模, 成为21世纪世界经济的支柱产业之一。

合作方式

技术转让, 技术交易额面议。

单位:江苏大学机械学院

地址:江苏镇江学府路301号

邮编:212013

纳米改变世界 篇4

陶瓷可以做成刀具，只要在烧制过程中加入纳米材料；打针可以不痛也不出血，药物反而更容易被人体吸收，只要使用无痛纳米微针；液晶显示器可以显示效果更好，只要用纳米微球作液晶板间的“支架”；使用纳米技术，一分钟就能分辨出地沟油；使用纳米技术，中巴车充电三十分钟就能从苏州开到南京……拥有纳米技术，即使没有刘谦，也能见证奇迹。

事实上，纳米技术由来已久。1990年，第一届国际纳米科学技术会议召开，这是纳米技术诞生的重要标志。在此后多年中，纳米技术只是扮演了一个冷冰冰的科学名词。如今，其已经悄然蜕变，并走进了人们的衣食住行。更值得欣慰的是，将来纳米技术还能被广泛应用于七大新兴产业的上游高端环节，引领新兴产业发展，推动战略性新兴产业发展。

据了解，纳米技术理念最早由诺贝尔物理学奖获得者费曼提出。作为一个长度单位，纳米是十亿分之一米。因为在1～100纳米的尺度内，物质特性发生许多不同于宏观世界的物理和化学变化，而正是这些特性，注定纳米技术必将对产业带来颠覆性的革命。

细数纳米技术对世界产生的深远影响：除了大量原创性成果不断涌现，近十项重大突破性技术荣获诺贝尔奖，材料、能源、微电子、生物技术等众多产业领域发生了深刻的变革，产业规模迅速壮大。美国市场研究人员预测，到2014年，全世界纳米技术产业市场规模将到达2.6万亿美元，相当于IT和通信两大行业的总和。

苏州纳米技术产业发展首席顾问，中科院院长、国家纳米领域首席科学家白春礼院士曾这样预测纳米技术产业的未来：会像今天的计算机技术一样普及。他指出，纳米技术是对21世纪一系列高新技术有重要影响的关键技术，将引发人类社会的新一轮产业革命。纳米技术及应用国家工程研究中心主任助理何丹农也曾指出，纳米技术与信息技术、生物技术共同成为21世纪社会发展的三大支柱，它是当今世界大国争夺的战略制高点。

如此，在全球范围内，世界主要国家都把推动新一轮产业革命的纳米技术产业列入国家重大战略性产业并不意外。而各国都在加快布局，抢占纳米技术的战略制高点。韩国、美国、日本、欧盟、俄罗斯等世界主要国家都将纳米技术产业作为国家重大战略性产业，纷纷制定国家层面的发展战略和计划，重视政府资金投入，强化产业国际合作与交流。

韩国最为突出。据了解，韩国正大力发展纳米生物科技、纳米能源、纳米材料技术、纳米环境等产业。韩国甚至还为纳米产业的发展制定了特别法，过去十年财政投入超过20亿美元。此外，韩国政府还整合教育部、科技部等相关政府部门，实施2020计划，渗透新市场，加快纳米产业化。美国也不例外。美国也从2000年开始实施《国家纳米技术计划》，近几年在纳米技术领域的研发投入都保持在每年近20亿美元的规模。

2005年，欧盟制定《欧洲纳米技术发展战略》，欧盟成员国德国、法国、芬兰等分别制定了本国纳米技术发展计划，欧盟及主要成员国已累计投入超过140亿美元。俄罗斯从2001年开始重点推动纳米技术产业，2007年专门成立国有“俄罗斯纳米技术集团”推动产业化发展。此外，埃及、印度、泰国、沙特、南非等国也不甘落后，加大研发投入和产业化促进力度。全球形成争夺纳米科技制高点的竞争态势。

在纳米技术领域，中国也不落人后。中国从20世纪80年代起就一直高度重视纳米技术，作为较早开展纳米技术研究的国家之一，2001年就成立国家纳米科技指导协调委员会，同年7月科技部等五部委发布《国家纳米科技发展纲要（2001～2010）》。

科技部技术研究司司长张先恩指出，上世纪80年代初，中国纳米领域的论文发表量几乎为零，进入21世纪以来，呈曲线上升的趋势。直至去年，中国的论文发表量占全世界总量的20%，同时论文的引用次数也在增长，其中中科院的论文的引用次数位居全国首位。

数据显示，2001～2009年，中国用于纳米科技的研发经费超过26亿元人民币。“973”计划、“863”计划设立纳米技术专项，吸引了包括国家杰青、中科院百人、教育部长江学者在内的约342名高端人才从事纳米技术研究，在基础研究方向取得众多原创性技术成果；清华大学等50所大学和中科院的36个研究所从事纳米技术研究；2009年，我国发表纳米科技SCI-E论文总数首次超越美国，跃居世界第一，专利申请量世界第二；先后建设“国家纳米技术科学中心”和“纳米技术及应用国家工程研究中心”等国家纳米科技研发载体。

纳米技术的前景更得到产业界的认可。众多世界500强企业看好纳米技术产业的战略前景。美国IBM公司持续20几年推进纳米技术研发，在多个领域拥有突破性的优势。2010年4月，韩国三星公司开始建设“三星纳米城”，全面推进纳米级超精密半导体产业。日本的索尼公司积极布局纳米科技，在半导体显示及存储领域已经取得优势地位。

毋庸置疑，发展纳米技术与相关产业，对提升国家及区域竞争力的巨大战略意义。然而，与物联网等相关产业类似，纳米技术问世也已有20余年时间，但现在，技术产业化过程并不理想。“纳米技术成果产业化之路走得并不顺畅。”业内人士告诉记者。

科技部万钢部长（国家纳米科技指导协调委员会主任）在总结过去十年中国纳米科学领域取得的成果时指出，中国已迈入纳米大国行列，但还不是纳米强国。这主要表现为产业化水平低，无规模企业广泛参与，不能有效推进协调纳米技术资源。亟待从产业发展角度对国家纳米技术产业进行整体规划，形成良好的技术成果产业化机制。

在联想之星副总裁梁青看来，这正是纳米技术产业化面临的最大问题。“没有设备、没有原料、没有应用，一切都要从新开始。这也是我们在投资过程中面临的最头痛的问题。材料做出来了，但还得等6年才能实现部件销售，应用时间更长。因为周期长，投资额也很大。”

他告诉记者，“纳米技术是变革性的，不是改良性的。其产业化周期很长，需要产业链上下游的协调与配合。正常情况下，要先做出材料，再做出配件，再做出应用。但现实的情景是，很多部件企业会认为，上游材料没有大规模生产前，不敢冒然采用，而材料大规模生产至少要两三年，部件大规模生产也要两三年，应用同样如此。它们之间的矛盾很明显。”

然而，在纳米技术产业，国外并没有成功经验可以借鉴。梁青指出，“因为，在纳米技术领域，中国并不落后。但国外有更多的钱，更好的投资环境，企业不是那么急功近利，而国内中小企业功利性比较强。现在，很多地方政府和学研机构对科技成果产业化也有疑虑。国家科技经费投资研发出某项技术，后被企业以某种方式获取的状况时有发生。当然，更应该看到，技术如果一直放在研究所里就不值钱。”

不久前的一项调查结果显示，日本80家大企业中，有大约40%的企业设置了专门机构，已经或者即将着手发展这一高新科技。三菱、伊藤忠和丸红等综合商社已经或计划同美国的风险企业设立合资公司，把纳米技术列为新的发展项目。富士通公司设立了纳米技术研究中心，住友电工公司也组织了纳米技术研究班子。

在日本，企业界是发展纳米技术的主力军。与之不同，中国在纳米技术产业化过程中，并未实现“以企业为主体”。尽管从纳米领域的专利方面看，中科院申请的数量已经位居世界排名的首位，但是与其他国家相比，中国的专利大都是研究机构在申请，而在国外企业却占主导，“这也说明中国纳米企业科研的进展还有很大的努力空间。”张先恩说。

何丹农认为，在纳米技术成果集成方面，要始终坚持把市场需求作为出发点和归宿点，选择具有市场前景的技术和成果。由于纳米技术的跨学科性、实验和技术上的局限性、技术的成熟度不够、研究成本高周期长等问题，仅靠一个工业部门或者研究机构将无法加快推动纳米技术产业化进程，所以，急需采用合理的产业化与投融资模式。

梁青认为，在纳米技术产业并没有规模化的企业，而这制约了产业化的进程。“事实上，只有像联想、3M等大型企业才会考虑三五年后的事情，一般的中小企业无暇，也没有实力去考虑长远。所以，它们就宁愿等着，反正没有威胁，它并不着急。而最着急的是新创立的企业，但它们也是干着急。很多纳米产业投资进去后，都出现越来越难熬的状况。”

当然，资本的助力对纳米技术产业化来说也必不可少，然而，现在资本市场偏好投资中后期项目，而不愿意投资早期项目？而这对于更多处在孵化阶段的纳米技术产业的融资环境更是雪上加霜。梁青说，“很多项目就是在从科技部到发改委的阶段，中间有一个断层，没有人管。但是，对国家来说，如果不做纳米技术，可能会丧失未来。”

他建议，“能不能让政府投资，材料、部件、应用等三个层面的企业一起干。在遵循市场规律的同时，给予足够的扶持政策，消除企业对规模化生产的疑虑。这等于把一个串行动作，变成一个并行的。如果能做到这一点，产业就能非常快地推进，长远对行业是有好处的。”

芬兰Culminatum创新公司的经验值得借鉴，该公司业务总监Eeva Viinikka指出，“纳米产业化趋向愈演愈烈，纳米产业如何取得成功？纳米技术创新、市场策略、政策扶持、合作创新、资金支持等方面是关键因素。”她指出，“在纳米技术方面，相关调查显示在纳米产业中端的企业较容易成功，因此，一些小型公司可以选择纳米中游产业进行市场开发，而不只是‘埋头’做自己感兴趣的研究。在合作创新方面，政府、科研机构、企业等多方面应该联合组成研发集群，这样就可以避免一些单方面不可避免的因素。而且，在资金方面，中小型企业要加强资金链的构建，在这一点上，美国企业做得比欧洲企业好。”

纳米生物技术对玉米产量的影响 篇5

近年来,由于化肥施用过量,化肥利用率低下,增加了土地成本,对环境造成了污染。并且通过作物危害人体健康,研究纳米生物技术在肥料方面的应用,改性单纯使用化肥对土地及作物的不良影响,成为人类关注的热点。

1 实验材料与方法

实验在山西省潞城市良种场进行。供试作物为玉米;品种为良玉9号;供试肥料为当地常规用肥硝酸磷肥、尿素及0.3%纳米碳硝酸磷肥、0.3%纳米碳尿素。试验地面积2.5亩(含保护行),净面积945m2,地势平坦、肥力均匀、中等以上地力,前茬及栽培管理措施一致,属石灰性土壤。试验地历年施肥量基肥硝酸磷40kg/亩,尿素20kg/亩。田间试验小区长10m、宽4.5m,净面积(不包括畦埂)45m2,设7个施肥小区,3个处理,3次重复,共21个小区,南北走向,各小区随机排列。重复之间设观察道,宽1.5m;小区之间设畦埂,宽20-30cm,试验田周围种植4行同品种玉米作为保护行,保护行宽3.2m。每个小区种植16行,每行16株,株距27cm,行距62.5cm,每小区共256株。播种日期:4月27日。

试验地底肥在播种前结合整地一次施入(撒施),追肥在玉米长到11-12叶时,穴施植株根旁,施肥方案见表1。

(单位:kg)

2 试验田间管理及记载项目

2.1 田间管理:

试验地4月18日试验田规划,4月19日-20日整地、起埂;4月25日试验田按照施肥方案穴施;4月26日试验田用点播器点播。

5 月8日降中雨,5 月11-12日出苗;5 月19-20日降小雨;5 月29日定、间苗。

5 月30日中耕除草,平均株高22cm,叶龄4-5。

6 月29日观察:10-11片叶,记载叶龄并制定追肥方案。7月1日下午按照方案进行追肥;7月2-3日降大雨,株高平均76cm。

7 月16日雄穗开始抽出,7 月18日进入抽雄盛期。

7 月14日第二次中耕除草。

7 月14日叶龄观察记载。

2.2对生育性状的影响。

通过对田间观测记录的数据可以看出,纳米碳增效肥对玉米的生长有一定影响:(1)前期主要表现在长势上,叶片颜色有所变浓。(2)叶片长出时间有所提前但不明显。(3)供试玉米抽雄期没有明显改变。(4)玉米株高没有明显改变。

(单位:叶片数)

3产量分析

(单位:kg)

备注:(1)处理产量为小区256株玉米地总产量;(2)水分含量16.3%,除去13%国家规定库存水分,应扣除3.3%的水分.

(单位:千克kg、%)

(单位:kg、%)

(单位:kg)

从各小区产量对比结果分析可以看出:(1)处理5(70%纳米碳硝酸磷肥)施肥在玉米种植上产量最高;(2)随着纳米碳含量的增加从50%到70%产量处于递增,到70%为最佳施肥量,100%的纳米碳产量反而处于下降;

总之,纳米碳增效肥在玉米生产应用中确实具有增加产量的作用,70%纳米碳增效肥比常规施肥增产幅度为16.75%。

4小结

通过试验,进一步验证了纳米生物材料在肥料方面的应用,验证了它的玉米增产效应及最佳施肥量。

摘要：目的:研究纳米生物技术对玉米的增产效益,为纳米增效肥料的推广提供依据。方法:在不同地块实验小区内,设计不同的试验方案,按随机排列的方法,分别研究纳米碳增效肥料对玉米的增产效益。结果:结果表明,与普通肥料相比,70%纳米硝酸磷肥纳米增效肥料使玉米增产16.75%。结论:该试验是在粮食上的研究,开拓了纳米材料在肥料应用方面的新领域。

生物纳米计算机 篇6

最近几十年, 生物数据的数量和质量产生了爆炸式的增长, 包括人的基因组序列和高输出量的基因表达式化验。从表面看来, 这些方面的发展为生物反应过程积累了丰富的知识, 这些知识可以让我们更好地理解疾病的因果关系。我们可以预见, 通过能够分析和响应内生生物信号的分子系统, 可以帮助我们在分子水平上实施诊断方法和治疗方法。

魏茨曼科学院的研究者们发明了一种新的自治的分子级水平的计算机, 这种计算机可以通过编程来检查疾病症状, 根据医学知识诊断这些症状, 并根据诊断结果开出在合适时间服用的合适剂量。这种计算机的可操作性在活体外简化疾病的分子模型中得到了验证。疾病模型由几种分子级疾病病因组合构成, 包括基因的过表达和欠表达, 显现癌症或遗传病的基因变异。诊断的规则将医学知识编码成简化的形式, 这些规则控制着计算机的操作。例如, 对于某一种疾病 (如某一种癌症) , 诊断规则应该表示为:如果基因A和基因B欠表达, 基因C和基因D过表达, 则控制单链DNA分子X (X是一种基于反义DNA的药物) , 专门用来治疗所诊断的疾病。除了医学应用, 这些系统如果在活体外操作, 则可以探测出单细胞的m RNA的水平。因此, 它可以成为科研上度量m RNA的水平的重要工具。

技术优势:

1.这种分子级水平的计算机可以通过编程来检查诊断疾病, 并在合适时间给予合适剂量的必需药品。这种计算机在简化分子模型中通过验证具有可操作性, 这些分子模型包括基因的过表达和欠表达, 显示癌症和遗传病的基因变异;2.在以研究为目的的实验中, 分子计算机可作为一种很重要的工具测试m RNA的水平和它们的组合。

应用领域:

生物活性纳米玻璃纤维 篇7

科学家近日研究一种生产玻璃纳米纤维的新方法, 该方法依赖于众所周知的“激光纺纱”技术。研究人员来自美国的维戈大学和罗格斯大学、英国的伦敦帝国理工学院。该研究小组研究人员成功地从生物活性玻璃中提取出纳米纤维。这种材料与用于医药的材料相同, 能够促进骨骼再生。

激光纺纱技术能够从组成物中提取出玻璃纳米纤维, 而其他方法是不能达到这个目的的。该新技术的一个亮点是使用高能量激光, 用于前置物质, 通过再加热, 然后一个强大的气体电流用来延长和冷却产生的超精细纤维材料。另一重要突破是, 新技术已经能够在相对共同的环境条件下使用, 甚至该技术每项过程都能在该条件下轻松进行。这意味着在产品生产出来期间, 科学家将更容易地控制生产环境, 这在纳米技术生产领域是很难看到的。研究人员说, 在不久的将来, 这项新成就可用于医院。由于其纳米结构, 玻璃纳米纤维的多种生物活性更富弹性, 更耐用, 这意味着它可以促进骨骼再生。根据以往的研究, 新的骨细胞更容易接受纳米材料的介入。这项新技术也可用于其他用途, 如生产阻燃面料, 二氧化碳捕获系统, 甚至复合材料。

生物的纳米世界 篇8

纳米这一尖端技术, 其结构和材料到目前为止, 是当今世界新材料研究领域范围中最具活力与高科技的。它是社会未来经济发展的重要研究对象, 是纳米科技中最接近应用、实用的重要组成部分。特别是2000年以来, 纳米的结构与材料在不断运用中, 取得了突破性的成就。纳米结构与材料的运用, 将会对怎样调解国民经济支柱产业的全新布局, 创建最新的产品, 不断形成先进的产业以及更新传统产业摄入高科技的含量提供了更好、更新、更齐全的机遇。

1 纳米及其纳米医药的概述

纳米技术是指:“用纳米材料制造新型产品的科学技术。它是现代技术 (合成技术、计算机技术、扫描隧道显微镜技术、微电子、核分析技术) 和现代科学 (化学、量子力学、混沌物理、介观物理学、分子生物学) 综合的产物。”如今, 纳米这一尖端科学技术, 将会不断引发一系列的全新科学技术, 例如纳米光学、纳米电子学、纳米机械与材料学等等。在新的世纪, 纳米技术将陆续为人类带给更多超功能的生活用品与生产工具, 将人类带向一个从未谋过面, 高科技又完善的生活环境。

当前, 关于纳米技术的研究进展来看, 它存在着三个不同概念:概念一:将纳米技术定位成微加工技术的极限;概念二:分子纳米技术, 即美国科学家德雷克斯勒于1986年《创造的机器》著作中的全新概念;概念三:以生物的角度为出发点。

2 目前我国纳米医药的研究状况以及存在的问题

纳米技术的兴起, 在我国的各大高科技行业的应用逐渐形成了热门, 而且一年比一年浪潮高。据我国科研调查小组在统计调查中发现, 直至2001年六月份, 我国的纳米企业, 已超过了320多家。其中有将近60家的大型企业, 都以“纳米”的字样进行注册的, 纳米材料的生产线有30多条, 我国社会的资金投入有三十亿元。但是, 我国纳米科技的产业化却还是未能达到理想的效果。那么它的根本原因是:我国纳米技术项目的研发属启动阶段, 因为很多纳米技术项目的研发时间都未超过一年。然而, 在我国以及世界各高科技发达国家的纳米科技论文的研究与突破点都很高, 而真正实际运用却相差甚远, 便导致了潜心于纳米技术的后续运用工作与技术支持明显力不从心了。

由于纳米材料具有大的结面, 其性能的特殊与优越, 将纳米材料与纳米科技, 无论运用到工业生产的任何区域, 都可以带来产品性能上的巨大效益和提高。若是能真正地, 成功地实际结合纳米尖端技术的突破点, 运用纳米科技, 它对于重工业以及传统工业进行重新构造, 都会给传统的旧产业带来全新的机遇, 这中间存在着很大的开发空间, 这早已是诸多国外大企业的高科研技术秘密。而我国进入WTO后最有潜力的领域, 便是纳米生物医药了。而目前我国来说, 将纳米生物医药的研究, 不断创新与突破将是一个最为重要与关键的环节。

3 我国纳米生物医药的研究及其前景应用

3.1 纳米生物医学研究

目前, 纳米生物材料可以划分为两大类:其一:运用生物分子的活性, 以此来研制出纳米材料, 它们可以不被运用于生物体, 而被运用于微制造或其他纳米技术上。其二:完全能适应于生物体内的纳米材料。

从RNA、DNA与蛋白质在到病毒, 都是在1至100nm的尺度范围类, 如此一来生命现象中最基本的东西, 便是纳米结构了。生物细胞中的各个结构单元和细胞器都是发挥某项功能的纳米机械器材, 而细胞就仿佛一个个纳米车间, 植物中的化合作用等都是纳米工厂的最基本典型例子。遗传基因序列的自组装排列已完成了原子级结构的精确化, 神经系统的反馈现象以及信息的传递等等都是纳米科学技术的至高典范。生物过程与合成已成为启动和制造全新的纳米结构的源头, 而我国的科研工作者们, 正不断效法生物的结构特性来实现技术上的纳米级操纵和控制。

3.2 纳米生物医药发展前景的对策

3.2.1 加快我国生物医药科技产业的基地建设

中国, 在生物医药领域的起步较早, 基础较好, 人才储备又充足, 整体是处在全球较领先的水平, 完全具备建设更多的生物医药科技产业基地的基础。笔者认为, 应该将中国生物医药科技产业基地建设作为振兴中国生物医药产业的突破口与振兴中华高科技发展的宏伟目标, 集中精力, 抓出纳米生物发展的成效。

3.2.2 完善人才培养机构, 加快生物研究人才的队伍建设

纳米生物医药产业要想长远发展, 人才是先导, 人才是关键。人才是我国医药产业发展的战略性资源, 所以, 要进一步改变传统观念, 解放思想, 通过制定一系列优惠政策, 在稳定我国已有人才的同时, 还需吸引更多的一流生物技术人才。结合我国生物医药产业的发展实际, 要建立“立足用好并留住现有人才, 力争引进关键领域的领军人才, 尤其是海归生物科技人才”的人才保障体系, 培养和引进不同层次的生产人才、技术人才、管理人才和营销人才等等。

要制定和完善吸引人才的政策措施, 营造尊重人才, 促进人才成长发展的环境, 以多种形式吸引国内外高级生物医药人才来我国创业、研究、合作等等, 积极吸引海外留学的高级人才到我国讲学咨询, 科研合作, 投资兴办企业。对于引进的各类拔尖人才, 国家给予必要的资助和补偿, 给予必要的社会待遇、法律地位和收入保障, 鼓励高层次人才以管理, 技术, 市场资源等要素积极地参与收益分配。设立专项奖励基金, 对研制开发创新产品, 成绩突出的人员给予重奖, 以此来提高与完善我国纳米生物医药的研究发展前景。

摘要：纳米技术, 是促进21世纪医学经济不断增长的助推器, 它的巨大作用, 可以使微电子学于20世纪后半叶对世界的影响相形见绌, 而纳米技术, 则是在纳米尺度上, 研究物质结构的特性, 通过利用纳米材料与组建, 从中来实现智能作用和特有功能的高科技尖端技术。目前, 这一高科技顶级技术, 不仅受到了世界各个发达国家的广泛青睐, 还给我国医学行业带来了革命性的变革。这里主要概述我国纳米生物医药的研究现状, 以及发展前景, 并提出一系列的相关看法和分析。

关键词：纳米生物,纳米技术,医药

参考文献

[1]Rice R F.Science, 2003.Brumfiel G.Nature, 2003.Kelly K L.Science, 2004.

纳米机器人改变世界 篇9

上文的故事听起来像天方夜谭，可随着人类对于生物的分子机器仿生学的不断探究和技术上的进步，也许这样的幻想在几十年后就能成为现实。早在2001年1月，美国总统克林顿就宣布成立美国国家纳米研究机构，提供50亿美元进行这方面的研究。现在，全世界的研究机构都在想方设法将这些幻想变成现实。在未来的世界里，纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活，为我们制造钻石、舰艇、鞋子、牛排，甚至在我们的血液中穿梭，为我们医治疾病。

逼近“小”的极限

1959年，美国加利福尼亚理工学院教授理查德•费曼向全世界的工程师发出了挑战，他希望有人能够设计出一种可以装入边长为0.4毫米的立方体中的电动机。他的设想是，通过设计和制造这样一种电动机，工程师们能够开发出新的生产方法，最终生产出纳米级别的机器人。1960年，比尔•麦克里兰制造出了合乎规格的电动机。虽然麦克里兰的这个电动机是手工制造的，并没有设计出新的生产方法，但费曼还是把奖金授予了他。

现在，人们能够生产的微小元件已经远远小于0.4毫米。比如，有一种大小为1.5纳米左右带开关的传感器，能够计算出化学样品中的特异分子。最近，美国莱斯大学研制了一种由巴基球作为轮子的单分子汽车，它是通过控制环境温度和定位扫描显微镜的针尖驱动的。巴基球是由60个碳原子构成的小球，直径只有1纳米左右。今天，借助于扫描隧道电子显微镜，纳米机械专家已经能将独立的原子排列成自然界从未有的结构；此外，他们还设计出了只由几个分子组成的微小齿轮和马达。

科学家预计，在未来二三十年内，真实的、可以工作的纳米机器人就将问世。这些纳米机器人有微小的手指可以精巧地处理各种分子，有微小的电脑来指挥手指如何操作。手指可能由碳纳米管制造，它的强度是钢的100倍，粗细是头发丝的5万分之一；电脑可能由碳纳米管作为晶体管和导线，也可能由DNA制造。纳米机器人的一个主要优势在于经久耐用，理论上说，它们可以连续工作几十年，甚至几个世纪。由于位移较小，纳米尺度的系统也比大型系统运行得更快。

导航、动力和移动方式

为了让纳米机器人具有实用性，研究人员需要重点解决三个问题：导航、动力和移动方式。

导航可以分为外部导航和机载导航。外部导航系统可以使用很多不同的方法指示纳米机器人到达正确的位置，其中一种是让纳米机器人发出超声波脉冲信号，使用者通过使用带有超声波传感器的特殊设备来检测信号，从而跟踪纳米机器人的位置，指引它去往正确的目的地。

机载系统也叫内部传感器，同样可能在导航方面发挥重要作用。一个带有化学传感器的纳米机器人可以探测并根据特定的化学物质进行追踪，找到目的地。带有光谱传感器的纳米机器人则能够探知周围物体发出的光谱，发现所要寻找的部位。

尽管有些让人难以置信，但纳米机器人还可能装载微型摄像机。操作员将通过纳米机器人传回的实况图像，指引机器人移动。摄像系统比较复杂，因此可能还需要若干年时间，科学家们才能设计出一套可靠的、能装入纳米机器人中的系统。

和导航系统一样，纳米机器人的动力也可以从内外两个方面来考虑。制造一种小到足以放进纳米机器人体内的电池是有可能的，但这种方式大概没有什么前景。因为电池所能提供的能量与其本身的体积及重量有关，很小的电池不足以保证纳米机器人所需的全部能量。

纳米机器人内部动力的另一种选择是核能。利用核能的想法也许会让人担忧，但是实际上由于纳米机器人极其微小，为其提供动力的核物质是很少的，因此其安全性也容易得到保障。

将来，纳米机器人的动力最有可能来自外部，即从周围环境中获取能量。例如医用纳米机器人可以直接从人体血液获取能量，一个配有电极的纳米机器人利用血液中的电解液就可以变身为一节电池。

最后，我们来看看纳米机器人的推进系统。

一些科学家正在研究微生物的推进系统，希望从中获取灵感。例如草履虫可以划动纤毛，在水中自由活动；一些细菌通过舞动鞭毛，就可以向任意方向自由移动。

纳米机器人还可能通过振动膜的交替收缩和扩张，来产生微弱的动力。对于纳米机器人来说，这种微小的动力已经足够使其移动。

其他发明听起来更加不可思议。人们可以利用电容器来产生磁场，使导电液体从电磁泵的一头喷射到另一头，这种情况下纳米机器人的移动看起来就像一架喷气式飞机。小型的喷气泵甚至可以利用人的血浆来移动纳米机器人。

必须有快速“繁殖”能力

纳米机器人执行任何任务，都必须动用大量的机器个体协同作战。如果是进行疾病的治疗，可能需要数以百万计的纳米机器人在血液中工作；在每一个有毒废物地点可能需要数以万亿计的纳米机器人；要制造一辆汽车可能要调动数以百亿亿计的纳米机器人同时工作。然而没有一个生产线可以生产如此巨大数量的纳米机器人。

但是纳米科学家眼中的纳米机器可以做到这点。他们设计的纳米机器人可以完成两件事情：执行它们的主要任务和制造出它们自身完美的复制体。如果第一个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，很快就可以获得亿万个纳米机器人。

但是，假如纳米机器人忘记停止复制会发生什么？如果没有一些停止信号，使纳米机器人晓得停止复制，这种灾难的后果将是不堪设想的。纳米机器人在人体内快速复制能够比癌症扩散还要快地布满正常组织；如果制造食物的机器人集体发疯，它们能够把地球的整个生物圈变成一块巨大的奶酪。

纳米技术学家没有回避危险，但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软件程序，使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人，例如只有在有毒化学物质以较高浓度出现时机器人才能复制，或者在一个很窄的温度和湿度范围内才能复制。

就像电脑病毒的传播一样，所有以上这些努力都无法阻止那些不怀好意的人有意释放某种纳米机器人作为害人武器。事实上，一些批评家指出，纳米技术可能的危险要大于它的益处。然而，仅仅这些利益就已经太具诱惑力了，纳米技术必将超过电子计算机和基因制药而成为新世纪的技术发展方向。世界可能会需要一个纳米技术免疫系统，在这个微观系统中，纳米机器人警察将同那些不怀好意的机器人进行不断的战斗。

（作者单位：上海科技馆）

生物的纳米世界 篇10

肝素是一种抗凝血药物,最早是得自肝脏,故名肝素。肝素由D-葡糖胺、L-艾杜糖醛酸及D-葡糖醛酸交替组成的粘多糖硫酸酯,结构式如图1。

肝素可用于手术,预防危险的血栓栓塞性疾病,如静脉血栓,肺栓塞。肝素先与抗凝血第三因子(AntithrombinIII)结合,进而加速凝血酶(thrombin)之去活性作用,而达成抗凝血作用。肝素也可与多种凝血因子(IIa、Xa、XIa、XIIa)结合,使之失去活性[1]。由于肝素本身是带有大量负电荷的单链结构,相当于一种显负电的聚电解质。当其与带有正电荷的表面活性剂小分子静电结合后,基于肝素链的高度亲水性和表面活性剂的疏水链段,能在适当的环境下形成胶束组装体。加入合适的荧光探针后,用该荧光传感器检测与肝素发生作用的物质。诱导胶束解体的刺激可以是直接将肝素剪切的肝素酶,或者能与肝素结合形成稳定复合物的Tat等。具有强荧光性质、高水溶性。当聚合物与肝素结合后,荧光被部分淬灭。用此聚合物探测肝素,随着肝素浓度的下降,荧光强度下降,并且最终达到平衡[2]]

Tat蛋白是HIV-1编码的重要调控蛋白,其最主要的功能就是在病毒感染的细胞内反式激活病毒基因组转录的起始和延伸,启动病毒复制。近年来发现,Tat蛋白还具有其它多种胞内外活性,在HIV-1感染所引起的免疫抑制、神经系统损伤及Kaposi肉瘤形成等过程中发挥重要作用。Tat蛋白在艾滋病的免疫抑制形成中也发挥了极为重要的作用。该体系找到了对Tat蛋白含量检测的手段,为HIV-1的检测研究提供新的理论依据[3]。

基于超分子组装与解组装的荧光生物传感器有诸多优点:

的方法被转变成可定量和1)分析速度快,准确度较高;

道待测物的信息,如浓度等。2)由于荧光检测本身具有较高的灵敏度,故基于荧光信号变化的生物传感器灵敏度较高;

3)操作系统比较简单,容易实现自动分析。

肝脏,故名肝素。肝素由D-葡糖胺、L-而当形成检测体系的分子或超分子具有选择性时,检测的专一性强,只对特定的底物起反应。

1 材料和方法

1.1 材料和仪器

材料:芘Pyrene(C16H10)、十六烷基三甲基溴化铵CTAB(C19N42BrN)、三(羟甲基)氨基甲烷Tris(C4H11NO11)、肝素钠Heparin Sodium、tat蛋白由浙江大学高分子系生物医用材料实验室提供

仪器:荧光测试仪(Perkin-ElmerLS 55 luminescence spectrometer)、超声振荡仪

1.2 纳米生物传感器的构建

我们测定了CTAB在Tris缓冲液(10mM,pH7.4)中的临界胶束浓度;固定CTAB浓度(0.1mM),改变高分子量肝素浓度,对两者静电结合体系的临界胶束浓度进行测定;选取肝素与CTAB的比例为0.03mg/ml:0.1mM,测定tat蛋白含量;由上述实验确立了一个由肝素和CTAB形成基于组装与解组装的荧光生物传感器。

1.3 Tat蛋白的检测

使用高分子量肝素钠与CTAB0.03mg/mL:0.1mM的tris缓冲液,初步验证了tat对于胶束聚集体的解组装情况;然后又具体绘制了不同tat蛋白浓度下的荧光减弱比,确定最佳浓度检测范围,测定了不同含量tat蛋白引起荧光变化的趋势图,根据该图可确定tat蛋白的含量。

2 结果和分析

2.1 生物传感器的构建

2.1.1 CTAB的CMC(临界胶束浓度)的测定

随着CTAB浓度的升高,I339/I334值升高,并有一段较点两侧线条的切线,交点处,即为CTAB在Tris缓冲-4随着CTAB浓度的升高,I339/I334值升高,并有一段较窄的突变范围。作第一拐点两侧线条的切线,交点处,即为CTAB在Tris缓冲液中的临界胶束浓度,为1.78×10-4M。在该浓度以下,CTAB在溶液中未形成胶束;在该浓度以上,胶束形成,胶束浓度随着CTAB浓度的增加而逐渐增大。由此,我们选择临界胶束浓度1.78×10-4M以下的浓度0.1mM后续实验。

2.1.2 CTAB与肝素结合CMC的测定

CTAB在Tris缓冲液(10mM,pH7.4)中的浓度为0.1mM,与的tris缓冲液,初步体绘制了不同tat蛋定了不同含量tat蛋肝素形成胶束,临界胶束浓度时肝素的浓度为6.31×10-4mg/mL。第二拐点处以后,我们认为溶液中胶束的浓度达到稳定值,肝素浓度继续增大,并不影响胶束浓度。我们取第二拐点后不远处的肝素浓度值0.03mg/mL,与0.1mMCTAB形成固定两者比例的体系。此时CTAB本身不会形成胶束,说明肝素的加入使CTAB在更低的浓度下就能形成胶束。液中胶束的浓度达到稳定值,肝素浓度继续增大,并不影响胶二拐点后不远处的肝素浓度值0.03mg/mL,与0.1mMCTAB形成系。此时CTAB本身不会形成胶束,说明肝素的加入使CTAB在形成胶束束

2.2 Tat蛋白的检测

TAT蛋白的检测tat蛋白的浓度范围为0μg/m L~300μg/mL时,随着tat蛋白浓降的比值([I-I]/I)呈现良好的增加趋势。当浓度到达100tat蛋白的浓度范围为0μg/mL~300μg/mL时,随着tat蛋白浓度的增加,荧光下降的比值([I-I0]/I0)呈现良好的增加趋势。当浓度到达100μg/mL时,荧光下降接近到达平衡。比值增加非常缓慢。

可以看出,tat的浓度范围处于0μg/mL~80μg/mL。随着tat蛋白浓度的增加,荧光下降的比值([I0-I]/I0)与tat蛋白的浓度基本成直线关系。此时的检测灵敏度较好,能检测到较低浓度的tat蛋白。

3 结论

的突变范围。作第一拐的临界胶束浓度,为在该浓度以上,胶束形们选择临界胶束浓度本实验采用超分子(由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组成复杂的、有组织的分子)的组装与解组装实现荧光变化,基于这一原理发展的荧光纳米生物传感器是一种新型的检测手段,体系具有稳定、便捷、灵敏度高等优点。我们构建的生物传感器可以用来检测Tat蛋白,检测范围0μg/mL~80μg/mL,灵敏度较好。同时,此纳米生物传感器的检测对象并不局限于tat蛋白,凡是具有静电结合能力的生物组织材料均可找到合适的体系进行生物传感器的构建,以及用于检测。可以说,该生物传感器的构建是具有开拓性的一项研究,为将来一系列的组装解组装纳米生物传感器的研究奠定基础。

摘要：灵敏度和选择性一直是生物传感器领域研究的重点。作为一种信号输出方式,荧光检测因其自身分子级别的高灵敏度而被应用于传感器中。本文利用带负电荷的生物大分子肝素与带有正电荷的小分子表面活性剂CTAB静电结合,形成带有亲水高分子主链和疏水侧链的超分子。该超分子在其临界胶束浓度以上,形成胶束组装体,在给予特定刺激后,诱导其解组装。利用芘在水环境中呈单分子分散状态,荧光很弱,在疏水环境中形成激发二聚体,荧光较强的性质,设计荧光探针。基于以上原理,制作荧光纳米生物传感器,并成功的对Tat(transactivator of transcription反式转录激活因子)蛋白进行了检测。

关键词：生物传感器,荧光探针,肝素,Tat蛋白

参考文献

[1]R.D.Rosenberg,P.S.Damus,J.Biol.Chem,1973,248,6490-6505.

[2]ElamprakashN.Savariar,J.AM.CHEM.SOC.2008,130,5416-5417.