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第1章 概论1

1.1 概念1

1.2 纳米技术的发展史1

1.3 国内外研究现状和各国发展战略2

1.4 在医药领域的应用6

1.4.1 诊断6

1.4.2 治疗8

1.5 在农业领域的应用27

1.5.1 品种改良27

1.5.2 促进生长27

1.5.3 饲料28

1.5.4 兽药29

1.5.5 肥料29

1.6 国内外纳米生物技术研究最新进展30

1.6.1 国际纳米生物技术研究进展30

1.6.2 我国纳米生物技术研究进展32

第2章 纳米技术常用检测仪器与方法36

2.1 原子力显微镜36

2.1.1 原子力显微镜基本原理36

2.1.2 轻敲模式成像技术37

2.1.3 接触模式成像技术38

2.1.4 结构简介39

2.1.5 AFM探头39

2.1.6 AFM探针40

2.1.7 PZT压电陶瓷管扫描器40

2.1.8 探头底座40

2.1.9 粗调驱进装置41

2.1.10 抗震设备41

2.1.11 AJ-ⅢAFM电子控制系统42

2.1.12 AJ-ⅢAFM在线软件系统42

2.1.13 AJ-Ⅲ型操作步骤43

2.1.14 常见问题及可能的解决方法46

2.2 扫描隧道显微镜47

2.2.1 基本原理47

2.2.2 STM控制装置简介49

2.2.3 AJ-I型STM仪器简介49

2.2.4 仪器系统构成50

2.2.5 AJ-I型STM探头系统51

2.2.6 AJ-I型STM电子系统52

2.2.7 操作和实验53

2.2.8 疑难解答56

2.3 其他纳米技术仪器56

2.3.1 纳米测长仪56

2.3.2 量块快速检测仪57

2.3.3 近场光学显微镜57

2.3.4 X射线衍射仪59

第3章 纳米生物材料60

3.1 纳米材料的分类61

3.2 纳米生物材料的特性61

3.2.1 表面效应62

3.2.2 小尺寸效应63

3.2.3 宏观量子隧道效应65

3.3 纳米生物材料的制备方法66

3.3.1 固相法66

3.3.2 液相法67

3.3.3 气相法73

3.4 纳米生物医学材料及其应用81

3.4.1 无机纳米生物材料82

3.4.2 有机纳米生物材料86

3.4.3 纳米复合材料94

3.4.4 纳米组织工程材料94

第4章 纳米药物载体102

4.1 概况102

4.2 纳米药物载体的基本类型103

4.2.1 纳米粒的类型103

4.2.2 几种常见的纳米药物载体104

4.3 纳米药物载体的特征106

4.3.1 靶向性106

4.3.2 可控释放性108

4.3.3 生物相容性和生物可降解性111

4.4 纳米药物载体的制备、修饰111

4.4.1 纳米药物载体材料111

4.4.2 纳米药物载体的制备方法112

4.4.3 纳米粒载药方法114

4.4.4 纳米载体的修饰与改性114

4.5 纳米药物载体的应用115

4.5.1 癌症治疗115

4.5.2 基因载体116

4.5.3 疫苗辅剂117

4.5.4 细胞内靶向给药117

4.5.5 定量给药118

4.5.6 口服用药118

4.5.7 眼科用药119

4.5.8 定位显影剂119

4.6 纳米药物载体研究的进展120

4.6.1 半乳糖化磁性白蛋白阿霉素纳米粒的制备及物理性质的研究120

4.6.2 半乳糖化磁性白蛋白阿霉素纳米粒的生物相容性、生物降解性研究123

4.6.3 半乳糖配体修饰的磁性白蛋白阿霉素纳米粒治疗肝癌的体外实验研究123

4.6.4 半乳糖化磁性白蛋白阿霉素纳米粒对肝癌细胞株HepG2侵袭力的影响127

4.6.5 半乳糖化磁性白蛋白阿霉素纳米粒静脉给药药物毒理实验130

4.6.6 半乳糖化磁性白蛋白阿霉素纳米粒在家兔体内的动力学134

4.6.7 半乳糖化磁性白蛋白纳米粒运载的阿霉素在大鼠体内分布的研究136

4.6.8 半乳糖化磁性白蛋白阿霉素纳米粒在大鼠体内的肝靶向性138

4.6.9 纳米基因载体139

4.7 纳米药物载体的未来144

第5章 纳米生物传感器与诊断技术146

5.1 概论146

5.2 生物传感器146

5.2.1 生物传感器的基本概念146

5.2.2 生物传感器的原理146

5.2.3 生物传感器的种类147

5.3 纳米传感器中的纳米材料147

5.3.1 电化学和光化学制备纳米银、纳米金和硒化物147

5.3.2 微波合成纳米硫化物及氧化物147

5.3.3 超声化学法制备纳米硫化物、硒化物和氧化物147

5.3.4 纳米生物传感器的组装148

5.4 光纤纳米生物传感器148

5.4.1 纳米纤维的制作148

5.4.2 近场光学显微镜和光谱分析仪149

5.4.3 化学纳米传感器149

5.4.4 生物纳米传感器150

5.4.5 神经芯片151

5.5 总结152

第6章 纳米技术在分子生物学中的应用153

6.1 对生物大分子结构、功能及相互关系的研究153

6.1.1 纳米级生物分子的观测154

6.1.2 DNA合成过程、基因调控过程的STM研究154

6.1.3 质粒DNA及其与限制性内切核酸酶相互作用的研究155

6.1.4 对染色体的AFM研究155

6.1.5 对生物分子之间及分子内部的力的测量156

6.1.6 生物大分子动态过程的研究156

6.1.7 生物大分子的直接操纵和改性156

6.2 在纳米尺度上获取生命信息158

6.3 纳米技术在分子生物学中的应用159

6.3.1 分子马达159

6.3.2 生物计算机160

6.3.3 纳米技术与基因生物学的结合161

6.4 纳米技术在基因转运与基因工程中的应用162

6.4.1 纳米作为基因转移载体在基因治疗中的应用162

6.4.2 纳米技术在克隆技术中的应用163

6.4.3 在基因工程中的应用——多肽疫苗及其佐剂165

6.5 其他方面的应用166

6.5.1 细胞分离166

6.5.2 细胞内部染色167

第7章 纳米中药169

7.1 纳米中药概念及其产生的背景169

7.2 纳米中药的特点与应用169

7.2.1 纳米中药的特点169

7.2.2 纳米技术在中药中的应用171

7.2.3 纳米中药前景展望179

第8章 纳米生物技术前沿181

8.1 概况181

8.2 纳米分子仿生学182

8.2.1 模拟酶机器人184

8.2.2 生物导弹机器人184

8.2.3 模仿叶绿体、线粒体机器人185

8.2.4 基因修复机器人185

8.2.5 “分子伴侣”机器人185

8.3 纳米生物芯片的研究进展186

8.3.1 传统的生物芯片与纳米生物芯片的比较188

8.3.2 蛋白质芯片的发展188

8.3.3 基因芯片的发展190

主要参考文献193

编著者简介199