纳米技术在分子生物学和生物化学中的应用

纳米技术在分子生物学和生物化学中的应用

——纳米技术在分子生物学和

生物化学中的应用综述

学院：

班级：

姓名：

学号：

2

纳米技术在分子生物学和生物化学中的应用综述

摘要

近些年来，生物纳米材料的理论与实验研究已成为人们关注的焦点，在生物化学和分子生物学以及细胞生物学方面也得到了广泛的应用。而生物纳米材料的研究也有了很大的突破。通过查阅相关文献，本文主要对生物纳米材料的研究进行了综述，并列举了纳米技术在生物化学和分子生物学的一些具体应用。

关键词 纳米技术 生物化学 分子生物学 生物纳米材料

前言

很多生物现象发生在纳米水平。核酸与蛋白质

是执行生命功能的重要纳米成分，是最好的天然生物纳米材料。这些成分相互作用编织了一个复杂的、完美的生物世界。生物纳米材料可分为4类：（1）天然纳米材料；（2）生物仿生与人工合成的纳米材料；（3）智能纳米复合材料；（4）合成的纳米材料与活细胞形成的复合材料或组织工程纳米材料[1]。随着人类工业化进程的加

3

[1]

剧，环境中重金属的含量不断增加，导致环境质量恶化，造成重金属污染。重金属污染给人类健康带来了极大的危害，不仅导致身体紊乱，还毁坏器官功能，重者甚至对生命产生威胁。因此，对环境中重金属的检测就显得尤为重要。中国科技大学的硕士黄婧和导师曾令文的《用于检测铜离子和汞离子的核酸纳米金传感器的研究》一文就介绍了关于纳米传感器测铜离子和汞离子的方法。近年来，纳米材料与生物检测技术的结合，使得生物分子的检测有了重要的发展，这一交叉学科现已成为生物分析领域最具活力的研究方向。东南大学生物科学与医学工程系的陈扬和陆祖宏的《生物分子的纳米粒子标记和检测技术》对生物分子的纳米粒子标记和检测技术的原理和应用作了详细的介绍。随着纳米科技的兴起,纳米金粒子以其独特的光学、电学性质在许多领域表现出潜在的应用价值,引起了人们浓厚的研究兴趣。由于不存在内源酶干扰及放射性同位素污染等问题，纳米金粒子作为标记物或显色剂应用于免疫诊断和免疫分析中，逐渐取代传统的三大标记技术，也逐渐有取代酶联免疫分析等检测方法的趋势。上海交通大学硕士敖丽梅在

4

[2]

[3]

[4]

其硕士学位论文《纳米金粒子的制备及其在免疫分析中的应用》中，利用纳米金粒子的光学性能和荧光淬灭性能，建立两种新颖的免疫分析方法，即免疫纳米金凝集分光光度法和荧光淬灭分析法，检测两种常用的肿瘤标志物即癌胚抗原和甲胎蛋白，应用于疾病的诊断。由于细胞的尺寸在数微米到数十微米之间, 应用微纳米技术可以精细地调控细胞微观环境。国家纳米科学中心的王栋，张伟和蒋兴宇的《用表面微纳米技术研究细胞水平的生物力学》[5]一文介绍了作者所在的实验小组近年来在用表面微纳米技术研究细胞生物学方面取得的进展。厦门大学黄菊的硕士论文《铝酞菁杂化纳米粒子的制备应用及其生物安全性的初步研究》则又是纳米材料在生物化学方面应用的又一例。袁飞，王树斌等结合肿瘤的分子靶向技术和纳米技术，制备出一种新的具有靶向作用的纳米载体，以达到对肿瘤更好靶向作用的目的。制备了表皮生长因子偶联牛血清白蛋白纳米载体，联合核素标记的c-erbB2 反义寡脱氧核苷酸，体外观察乐人乳腺癌SK-BR3 细胞对其摄取情况。Nadrian C. Seeman的

[7]

[6]

[5][4]

Biochemistry

and 5

Structural DNA