13生物医学传感-纳米生物传感器PPT文档格式.ppt
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纳米技术引入生物传感器领域后,纳米技术引入生物传感器领域后,纳米技术引入生物传感器领域后,纳米技术引入生物传感器领域后,提高了生物传提高了生物传提高了生物传提高了生物传感器的灵敏度和其它性能,并促进了新型的生物传感感器的灵敏度和其它性能,并促进了新型的生物传感感器的灵敏度和其它性能,并促进了新型的生物传感感器的灵敏度和其它性能,并促进了新型的生物传感器的发展器的发展器的发展器的发展。
因为具有了亚微米尺寸的换能器、探针或。
因为具有了亚微米尺寸的换能器、探针或者纳米微系统,生物传感器的各种性能大幅提高。
但者纳米微系统,生物传感器的各种性能大幅提高。
但纳米生物传感器正处于起步阶段,目前仍有大量的工纳米生物传感器正处于起步阶段,目前仍有大量的工纳米生物传感器正处于起步阶段,目前仍有大量的工纳米生物传感器正处于起步阶段,目前仍有大量的工作需要进行作需要进行作需要进行作需要进行。
*4二、二、纳米材料介绍纳米材料介绍纳米材料纳米材料纳米材料纳米材料是指由尺寸小于是指由尺寸小于100nm100nm(0.1-100nm0.1-100nm)的)的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维材料或由它们作为基本单元构成的三维材料的总称。
材料或由它们作为基本单元构成的三维材料的总称。
纳米无创注射器纳米无创注射器纳米管阵列纳米管阵列*5*6荷叶表面上有一些微小的蜡质颗粒荷叶表面上有一些微小的蜡质颗粒,并且覆盖着无并且覆盖着无数尺寸约数尺寸约1010个微米的突包个微米的突包,每个突包的表面又布满了直径每个突包的表面又布满了直径仅为几百纳米的更细的绒毛。
仅为几百纳米的更细的绒毛。
这种特性可以应用在这种特性可以应用在玻璃上或是战机的雷达上。
玻璃上或是战机的雷达上。
自然界中的纳米结构自然界中的纳米结构*7飞檐走壁的壁虎在现实生活中在现实生活中,我们可以制造出抓地更牢的运动鞋我们可以制造出抓地更牢的运动鞋,可以可以制作雨雪环境中不再打滑的汽车轮胎。
而在影视剧拍摄中制作雨雪环境中不再打滑的汽车轮胎。
而在影视剧拍摄中,演员们可以告别工作室里的电脑演员们可以告别工作室里的电脑,真正在摩天大楼的玻璃幕真正在摩天大楼的玻璃幕墙上一展身手。
据此开发出的空间探测用攀爬型机器人墙上一展身手。
据此开发出的空间探测用攀爬型机器人,无无论在什么恶劣的条件下都可以在太空飞行器的外表面行走论在什么恶劣的条件下都可以在太空飞行器的外表面行走,给飞行器进行给飞行器进行“体检体检”。
*8“上善若水”的水黾超疏水特性超疏水特性(超强的不沾水的特性超强的不沾水的特性)*9水黾腿部上有数千根水黾腿部上有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛。
这。
这些像针一样的些像针一样的微米刚毛的表面上形成螺旋状纳米结构的构槽微米刚毛的表面上形成螺旋状纳米结构的构槽,吸附在吸附在构槽中的气泡形成气垫构槽中的气泡形成气垫。
*10五彩斑斓的蝴蝶纳米结构纳米结构:
光子晶体光子晶体,通过这种结通过这种结构构,蝴蝶翅膀能捕捉光线。
仅让某种蝴蝶翅膀能捕捉光线。
仅让某种波长的光线透过波长的光线透过,这便决定了不同的这便决定了不同的颜色。
颜色。
*11利用“罗盘”定位的蜜蜂利用在磁性纳米粒子中存储的图像来判明方向利用在磁性纳米粒子中存储的图像来判明方向。
*12蛛丝指路线、安全绳、滑翔索指路线、安全绳、滑翔索。
*131.1.表面效应表面效应
(一)
(一)纳米材料的特性纳米材料的特性纳米材料的表面效应纳米材料的表面效应纳米材料的表面效应纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数是指纳米粒子的表面原子数是指纳米粒子的表面原子数是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。
质上的变化。
比表面积比表面积比表面积比表面积表面原子百分数表面原子百分数表面原子百分数表面原子百分数纳米颗粒的表面能高、活性强纳米颗粒的表面能高、活性强纳米颗粒的表面能高、活性强纳米颗粒的表面能高、活性强颗粒直径颗粒直径颗粒直径颗粒直径性质变化性质变化性质变化性质变化*14高表面活性高表面活性高表面活性高表面活性交联或吸附性强交联或吸附性强交联或吸附性强交联或吸附性强Drug/GeneDeliverySystemDrug/GeneDeliverySystemDrug/GeneDeliverySystemDrug/GeneDeliverySystem药物药物药物药物/基因转运系统基因转运系统基因转运系统基因转运系统吸附在细胞膜上吸附在细胞膜上吸附在细胞膜上吸附在细胞膜上胞吞作用胞吞作用胞吞作用胞吞作用进入细胞进入细胞进入细胞进入细胞吸附药物吸附药物吸附药物吸附药物/质粒质粒质粒质粒DNADNADNADNA纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒-药物药物药物药物/DNA/DNA/DNA/DNA复合物复合物复合物复合物*15纳米载体纳米载体-绿色荧绿色荧光蛋白报道光蛋白报道基因基因转染细胞转染细胞*16纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒纳米粒用于检测或导向技术用于检测或导向技术用于检测或导向技术用于检测或导向技术*17BIOMAT190802MHNanoparticle抗原抗原抗原抗原抗体抗体抗体抗体有机与无机纳米有机与无机纳米粒子珠粒子珠巨噬细胞,淋巴细巨噬细胞,淋巴细巨噬细胞,淋巴细巨噬细胞,淋巴细胞等细胞。
胞等细胞。
*182.2.小尺寸效应小尺寸效应小尺寸效应小尺寸效应小尺寸效应小尺寸效应是指由于颗粒尺寸变小所引起的宏是指由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化。
观物理性质的变化。
尺寸变小尺寸变小+比表面积比表面积新奇的性质新奇的性质光学光学热学热学力学力学磁学磁学*19由无数的原子构成固体时,单独原子的能级就并合成由无数的原子构成固体时,单独原子的能级就并合成能带,由于电子数目很多,能带中能级的间距很小,因此能带,由于电子数目很多,能带中能级的间距很小,因此可以看作是可以看作是连续的连续的。
对介于原子、分子与大块固体之间的。
对介于原子、分子与大块固体之间的纳米颗粒而言,大块材料中连续的纳米颗粒而言,大块材料中连续的能带将分裂为分立的能能带将分裂为分立的能级级;
能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。
当热能、电场。
当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时,就会呈现一系列能或者磁场能比平均的能级间距还小时,就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性,称之为与宏观物体截然不同的反常特性,称之为量子量子量子量子/小尺寸效小尺寸效小尺寸效小尺寸效应应应应。
例如,导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体,磁例如,导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体,磁矩的大小矩的大小与颗粒中电子是奇数还是偶数有关,比热亦会反与颗粒中电子是奇数还是偶数有关,比热亦会反常变化,光谱线会产生向短波长方向的移动,这就是常变化,光谱线会产生向短波长方向的移动,这就是量子量子量子量子尺寸效应的宏观表现尺寸效应的宏观表现尺寸效应的宏观表现尺寸效应的宏观表现。
*20(1111)特殊的光学性质特殊的光学性质特殊的光学性质特殊的光学性质纳米颗粒当尺寸小到一定程度时具有很强的吸光性。
纳米颗粒当尺寸小到一定程度时具有很强的吸光性。
金属纳米颗粒对光的反射率很低,通常可低于金属纳米颗粒对光的反射率很低,通常可低于ll,大约,大约几微米的厚度就能完全消光。
几乎所有的金属纳米颗粒几微米的厚度就能完全消光。
几乎所有的金属纳米颗粒都可呈现黑色。
都可呈现黑色。
*21纳米涂料纳米涂料隐形飞机*22(2222)特殊的磁学性质特殊的磁学性质特殊的磁学性质特殊的磁学性质纳米颗粒的磁性与大块材料的磁性有显著的不同,纳米颗粒的磁性与大块材料的磁性有显著的不同,磁性纳米颗粒具有磁性纳米颗粒具有高矫顽力高矫顽力。
当纯铁颗粒尺寸减小到。
当纯铁颗粒尺寸减小到一定程度(二十个纳米)时,一定程度(二十个纳米)时,其矫顽力可其矫顽力可显著增加;
显著增加;
尺寸减小到尺寸减小到6nm6nm时,其矫顽力反而降低到零,呈现出时,其矫顽力反而降低到零,呈现出超顺磁性超顺磁性。
*23生物磁性生物磁性纳米颗粒纳米颗粒生物体内磁性超微颗粒生物体内磁性超微颗粒-生物磁罗盘生物磁罗盘*24磁性阿霉素磁性阿霉素纳米粒在磁场中的定向运动纳米粒在磁场中的定向运动磁性纳米粒磁性纳米粒运动轨迹运动轨迹*25磁性纳米球用于磁性纳米球用于细胞分离细胞分离癌症诊断癌症诊断磁性纳米粒在生物医学中的应用磁性纳米粒在生物医学中的应用*26(3333)特殊的热学性质特殊的热学性质特殊的热学性质特殊的热学性质固态物质在大尺寸形态时,其熔点是固定的,超细固态物质在大尺寸形态时,其熔点是固定的,超细固态物质在大尺寸形态时,其熔点是固定的,超细固态物质在大尺寸形态时,其熔点是固定的,超细微化后其微化后其微化后其微化后其熔点熔点熔点熔点将显著将显著将显著将显著降低降低降低降低,当颗粒小于,当颗粒小于,当颗粒小于,当颗粒小于10101010纳米量级时纳米量级时纳米量级时纳米量级时尤为显著。
尤为显著。
(4444)特殊的力学性质)特殊的力学性质)特殊的力学性质)特殊的力学性质呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬33335555倍。
倍。
陶瓷材料在通常情况下呈脆性,然而由纳米超
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