納米金對生物醫學(xué)技術(shù)的應用研究
生物醫學(xué)是綜合醫學(xué)、生命科學(xué)和生物學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來(lái)的前沿交叉學(xué)科，基本任務(wù)是運用生物學(xué)及工程技術(shù)手段研究和解決生命科學(xué)，特別是醫學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題。
【摘要】現代生物醫學(xué)技術(shù)與納米技術(shù)相結合，形成了納米生物醫學(xué)。納米結構以及納米技術(shù)的出現加速了生物醫學(xué)的發(fā)展，而納米金具有良好的催化活性和光學(xué)特性，在納米器件制造、納米生物醫學(xué)和納米藥理學(xué)領(lǐng)域都被廣泛使用，本文從納米金在生物醫學(xué)技術(shù)方面的應用出發(fā)，探討納米金的應用現狀及優(yōu)化應用措施。
【關(guān)鍵詞】納米金;生物醫學(xué)技術(shù);應用現狀
1前言
如今納米技術(shù)隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，成為了科學(xué)研究的熱點(diǎn)，納米金是指直徑0.8～250mm的締合金溶膠，它屬于納米金屬材料中研究最早的種類(lèi)，納米金具有良好的納米表面效應、量子效應以及宏觀(guān)量子隧道效應，它具有很多良好的化學(xué)特性，比如抗氧性和生物相容性。
2納米金在病原體檢測技術(shù)中的應用現狀
近些年來(lái)生物醫學(xué)界對于流行病學(xué)的研究和對病原微生物的診斷已有了不小的進(jìn)展，傳統的分離、培養及生化反應逐漸被時(shí)代所淘汰，運用納米金的免疫標記技術(shù)作為新的高通量的、操作簡(jiǎn)單的檢測技術(shù)被廣泛應用于臨床病原體的檢測，這種檢測技術(shù)快速且準確，十分適合在臨床上使用。
1939年，兩位科學(xué)家Kausche和Ruska做了一個(gè)小小的納米金實(shí)驗，他們將煙草花病毒吸附在金顆粒上，并在電子顯微鏡下觀(guān)察，發(fā)現金離子呈高電子密度，就此打下了納米金在免疫電鏡中的應用基礎。從1939年后生物醫學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，納米金標記技術(shù)也廣受世人關(guān)注，成為了現代社會(huì )四大免疫標記技術(shù)之一。作為一種特殊標記技術(shù)，納米金在免疫檢測領(lǐng)域受到了廣泛的應用，使用納米金粒子做探針，觀(guān)察抗原抗體的特異性反應，放大檢測信號，由此檢測抗原的靈敏性。納米金技術(shù)具有良好的檢測靈敏性，在早期還支持診斷并監控了急性傳染性病毒，根據這一特性，秦紅設計了快速檢測黃熱病病毒的技術(shù)，在納米金顆粒上標記上金SPA-復合物的標志，通過(guò)免疫反應實(shí)驗我們發(fā)現病毒抗體與納米金顆粒結合，并形成了人眼可見(jiàn)的紅線(xiàn)。這種檢測方法的優(yōu)點(diǎn)有:不需要器材、簡(jiǎn)單、迅速、廉價(jià)、高效，極大地推動(dòng)了黃熱病病毒檢測技術(shù)的更新，在黃熱病的防控事業(yè)上有著(zhù)深遠意義。
利用納米金作為免疫標記物來(lái)檢測的除了黃熱病病毒，還有致病寄生蟲(chóng)。我國的民族種類(lèi)多樣，一些少數民族人民由于自身的文化特點(diǎn)，喜食生食或半生食物，這就形成了寄生蟲(chóng)病的傳播，我國經(jīng)濟大發(fā)展后，人民的生活水平得到了提高，但還是喜食半生動(dòng)物肉或者內臟，造成了食源性寄生蟲(chóng)病發(fā)病率的上升，嚴重影響人民身體健康。目前我國的臨床診斷寄生蟲(chóng)病技術(shù)包括三方面:病原學(xué)檢查、免疫學(xué)檢查以及影像學(xué)檢查。運用納米金檢測技術(shù)，不僅縮短了取材時(shí)間、縮小了取材范圍，而且檢出率高、創(chuàng )傷性小，受到了患者的廣泛歡迎。
3納米金在核酸、蛋白質(zhì)檢測中的應用現狀
納米金粒子具有特殊的表面等離子體共振現象，被應用在核酸構建和分析檢測蛋白質(zhì)領(lǐng)域中，可以把生物識別反映轉換為光學(xué)或電學(xué)信號，因此人們將其與DNA、RNA和氨基酸相結合，在檢測核酸和蛋白質(zhì)方面收效頗豐，并且這種檢測方法制備簡(jiǎn)單，同時(shí)還具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如良好的抗氧化性和生物相容性，下面具體講一下納米金檢測技術(shù)在核酸和蛋白質(zhì)檢測中的應用。首先是在核酸檢測中的應用。美國首先利用納米金連接寡核苷酸制成探針檢測核酸，將納米金做標記與靶核酸結合形成超分子結構，由此來(lái)檢測核酸。
利用納米金技術(shù)檢測特定病原體和遺傳疾病首先要做的就是檢測核酸的特定序列，在芯片點(diǎn)陣上整齊排列納米金顆粒，利用TaqDNA連接酶識別單堿基突變，等待連接后，就可以經(jīng)過(guò)一系列步驟得出單堿基突變結果，得到所需信息。在臨床應用中使用納米金技術(shù)的表現有高靈敏檢測谷胱甘肽和半胱氨酸的新型電化學(xué)生物傳感器，這種機器對于谷胱甘肽和半胱氨酸的檢出限值更低，在檢測及預防糖尿病、艾滋病等疾病方面具有很大的臨床優(yōu)勢。其次是在蛋白質(zhì)檢測中的應用。納米金與蛋白質(zhì)的作用方式非常多樣，有物理吸附方式、化學(xué)共價(jià)結合方式以及非共價(jià)特異性吸附等等方式，在此背景下，我們可以利用納米金檢測并治療疾病和檢測環(huán)境污染。
4納米金在生物傳感器制備中的應用現狀
目前納米金在生物傳感器檢測中的應用受到了人們的普遍關(guān)注，如上文所說(shuō)，納米金具有特殊的表面等離子體共振現象，這是制備生物傳感器的基礎。利用這種特性，科學(xué)家們做了許多實(shí)驗，比如拉曼光譜試驗，使用Uv-Vis光譜和拉曼光譜儀測試金納米顆粒的表征，得出結論是可以根據納米金顆粒的不同形貌制作不同濃度分子的探針，受外周環(huán)境介電特性和顆粒尺寸大小的影響，納米金顆粒會(huì )表現出不同的形貌特征，比如吸收光譜、發(fā)生藍移。納米金是屬于一種非常微小的貴金屬，作為貴金屬，它具有很好的導電性能，利用納米金進(jìn)行免疫檢測時(shí)會(huì )大量聚集納米金，從而增強反應體系的電導，順利通過(guò)電導檢測免疫反應。利用納米金的高檢測靈敏性可以進(jìn)行電化學(xué)免疫傳感器的制備。
5其他領(lǐng)域的應用現狀
目前納米技術(shù)的研究中，納米金在生物醫學(xué)技術(shù)中的應用研究是重要研究課題，除了上文中說(shuō)到的病原體檢測、核酸以及蛋白質(zhì)檢測還有生物傳感器制備中的應用，納米金技術(shù)同時(shí)也被廣泛應用于腫瘤的診斷與治療、藥物載體以及CT成像。納米金具有特殊的組成結構，它可以輕易被修飾并負載化合物，可以用于檢測并治療腫瘤，還可以被用于肺癌的檢測及治療，目前的大量數據都表明納米金技術(shù)在診斷并治療肺癌上有極大的優(yōu)勢。
6結語(yǔ)
21世紀生物醫學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是納米金標記技術(shù)，作為一種十分精細的技術(shù)，它幾乎不影響生物分子的活性，就這一點(diǎn)而言，它是非常好的標記物。我們可以想見(jiàn)，納米金技術(shù)因其自身的諸多優(yōu)點(diǎn)，必會(huì )獲得更大的生物醫學(xué)發(fā)展空間。
參考文獻:
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