纳米生物技术-培训课件.pptx

第三部分 纳米生物技术;主要内容;3.1、纳米技术概述; 如果把一粒纳米材料放在乒乓球上，就好像把一个乒乓球放在地球上一样;;;纳米材料的特性——基本物理效应;粒子的大小与表面原子数的关系;体积效应（小尺寸效应、量子尺寸效应）：光、电、磁、化学特性和体材料相比发生很大变化 等离子体共振频率随颗粒尺寸变化（宽频微波吸收材料） 磁性变化：纳米磁性材料表现为超顺磁性 电阻率发生突变：金属变成非导体，电阻温度系数发生变化;“纳米技术”和“纳米粒技术”;纳米生物技术 (Nanobiotechnology);纳米生物技术 (Nanobiotechnology);纳米生物技术 (Nanobiotechnology);纳米生物技术;纳米生物技术的研究范围;3.2、纳米粒子标记和检测技术;活体线粒体中NADH的多光子成像。Karl Kasischke, et al. , Cornell University.;;What are quantum dots;（c）三种不同尺寸的量 子点的荧光光谱;CdS溶胶颗粒在不同尺寸下的紫外吸收光谱;量子点的荧光优越性（与传统有机染料相比）;量子点在生物学研究中的应用;;Making hydrophobic quantum dots bio-compatible;量子点标记过程示意;Conjugating quantum dots to biomolecules;Dihydrolipoic acid (DHLA) Maltose binding protein (MBP) Avidin 抗生物素蛋白;细胞内部染色 细胞内部染色对用光学显微镜和电子显微镜研究细胞内各种组织是十分重要的一项技术。未加染色的细胞衬度很底，目前有几种染色技术，如荧光抗体法、铁蛋白抗体法和过氧化物酶染色法等，目的是提高用光学显微镜和电子显微镜观察细胞组织的衬度。随着细胞学研究的发展，要求进一步提高观察细胞内组织的分辨率，这就需要寻找新的染色方法。纳米微粒的出现，为建立新的染色技术提供了新的途径。;;2）复合纳米粒子标记物;荧光分子易被细胞内某种细胞器封存，或与胞内成分发生非特异结合，造成荧光信号失真 稳定性差，存在荧光漂白 单一的荧光波长,受探针浓度分布、光电子系统的随机漂移影响 为适应自由进出细胞膜，分子结构需特殊的功能化;Hydrophilic Fluorescent Nanogel Thermometer for Intracellular Thermometry，C. Gota et al.， J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2766.;纳米温度传感器的横截面示意图。温度探针分子Eu-DT随机分布于纳米颗粒内部（由BTD-PMMA组成） ，纳米颗粒表面覆盖着完整（或间断的）二氧化硅薄层。;Eu-DT荧光特性： 大的斯托克斯位移(200-300 nm) 针状发射峰 5D0发射具有强的温度依赖特性 可见光激发;温度纳米传感器的制备及表征;;根据温度敏感度的定义?I /(Iref?T), 纳米颗粒在生理温度范围内（25-45 oC）的敏感度为-3.07%/oC。假设荧光强度测量的精确度为±1%，那么Eu-DT纳米传感器的温度分辨率可以达到± 0.3 oC。;25-45oC之间，荧光寿命温度敏感度为-2.2%/oC。;基于Eu-DT纳米颗粒的生物温敏薄膜的荧光成像;Ratiometric fluorescent nanoparticles for sensing temperature, Peng Hongshang et al., J. Nanopart. Res. 2010, DOI: 10.1007/s11051-010-0046-8.;;Honghao Sun，et al., Chem. Mater., 2006, 18 (15), 3381;纳米水凝胶的截面示意图及组成成分化学结构式。在聚亚胺酯水凝胶中，溴百里酚兰，香豆素6和尼罗红随机分布。;比率荧光pH纳米水凝胶的制备及表征;;;在505 nm和620 nm处的荧光强度变化分别为+8% 和-8%，说明微量荧光分子的泄露。;;3.3、纳米技术与生物医学（纳米药物载体）;纳米体系/亚微米体系 纳米微粒尺寸： 1nm~1000nm 应用目的： —难溶性药物 —难吸收药物 —不稳定药物;纳米微粒载体 ——脂质体 ——脂质微粒 ——纳米囊和纳米球 ——聚合物胶束;A. 纳米脂质体;Liposomes are closed spherical vesicles consisting of a lipid bilayer that encap