纳米材料在生物医学中的应用.pdf

2012正河北大学学报(自然科学版)2O12
第32卷第2期Journa1ofHebeiUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．32NO．2

学科综述

纳米材料在生物医学中的应用

周国强，谷广其，王文颖，王书香，张金超
(河北大学化学与环境科学学院，河北省化学生物学重点实验室，河北保定071002)

摘要：纳米生物医学是纳米技术与现代生物医学技术结合的产物，近年来这一领域逐渐受到科学界和
企业界的重视，得到了许多振奋人心的进展，具有广泛的应用前景．结合本课题组在纳米材料和生物医学方
面取得的研究成果，介绍了量子点、纳米金、碳纳米管、纳米氧化铁和富勒烯几种典型纳米材料在生物医学领
域的应用研究现状．
关键词：纳米材料；生物医学；量子点；碳纳米管
中图分类号：06—1文献标志码：A文章编号：lO00—1565(2012)02～0218—07

Applicationofnanomaterialsinbiomedicine

ZHOUGuo—qiang，GUGuang—qi，WANGWen—ying，WANGShu—xiang，ZHANGJin—chao

(KeyLaboratoryofChemicalBiologyofHebeiProvince，CollegeofChemistryandEnvironmentScience，

HebeiUniversity，Baoding071002，China)

Abstract：NanobiomedieineistheoffspringofnanotechnologyandbiomedicinewhichisnOWpursuited

byboththescientificcommunityandtheindustrialcommunity．Withsomeoutstandingprogress，itisbe—

lievedthatnanobiomedicinehasgreatapplicationpotentialsinvariousfields．Inthisreview，itisdiscussed

theapplicationofquantumdots，goldnanoparticles，carbonnanotubes，nano-ironoxideand[ullerenesin

biomedicine．

Keywords：nanomaterials；biomedicine；quantumdots；carbonnanotubes

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1～100nm)或由纳米粒子作为基本单元构
成的材料．纳米粒子也叫超微颗粒，处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，这样的体系既非典型的微观系
统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，与常规尺度物质相比具有表面效应、小尺寸效应和宏观量
子隧道效应等口]．纳米技术是通过对纳米尺度物质的操控来实现材料、器件和系统的创造和利用，例如在
原子、分子和超分子水平上的操控．纳米技术应用于生物领域产生了纳米生物技术，纳米生物技术的发展已
经对医学产生很大的影响，过去的几十年中，市场上已经出现基于纳米技术的一些药物，许多具有药物诊断
和药物传输功能的纳米材料都可以应用到生物医学中．纳米技术打开了微米尺度以外的世界，而细胞水平上
的生理和病理过程都发生在纳米尺度，因此纳米技术将对生物医学产生深远影响．纳米生物技术和生物医学

收稿日期：2011—10—15
基金项目：国家自然科学基金资助项目(21001038)；保定市科技局科技研究与发展计划项目(1lZF124)
第一作者：周国强(1982一)，男，河北威县人，河北大学讲师，主要从事纳米材料生物效应和安全性评价的研究
E～mail：[e-mail]
第2期周国强等：纳米材料在生物医学中的应用

以及其他技术的关系如图1所示．本文仅对量子点、纳米金、碳纳米管、氧化铁和富勒烯等纳米材料在生物
医学中的应用研究现状及发展前景做一综述．

图1纳米生物技术和纳米医学及其他生物技术的关系
Fig．1RelationshipofnanObi0techn0Iogytonanomedicineandotherbiotechnologies[]

2纳米材料在生物医学中的应用

2．1量子点
量子点(quantumdots，QDs)是一种粒径为2410nm的半导体纳米晶，主要包括硒化镉、碲化镉、硫化
镉、硒化锌和硫化铅等．与传统的有机荧光染料相比，QDs具有激发波长可调、荧光强度更高、稳定性更强、
不易发生光漂白和同时激发多种荧光等优点．通过对多种量子点同时进行激发，可以达到多元化检测的目
的，有利于进行高