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纳米技术研究范文1
目前,纳米技术已广泛应用于材料学、电子学等领域,并逐渐向生物医学领域渗透。2000年,杨氏等[1]在通过研究不同粒径(≤100、150、200、500 nm)的矿物中药雄黄和石决明(纳米、微米和常态)对药效的尺寸效应后认为,利用改变中药颗粒的单元尺寸(使其小到一定程度)以改变其物理状态,可以显著改变中药制剂产生的药理效应,并由此首次提出了纳米中药的概念。此后,国内学者开始了纳米技术在中药领域的应用研究,并取得了一些突破性进展,申请了许多有关纳米中药的专利。纳米技术的应用对中药的研究和开发产生了巨大的推动作用。
1 纳米技术应用于中药研究与开发的意义
1.1 有助于对中医药基础理论研究的突破
1.1.1 揭示中药“归经”的实质 中药归经是中药选择性地归属于机体疾病状态的某些脏腑经络的属性,是药物作用的定位概念。传统的归经理论没有阐明归经所依据的经络、脏腑的实质,随着时代的发展,它已经难以继续指导中药新药的研究和开发。中药归经理论的进一步研究应该是全面探讨归经的物质基础,并从分子水平阐明这一理论所涉及的现代生理、生化、药理、病理等问题,揭示归经的实质。目前,中药归经理论实验研究的其中一类思路是观测中药有效成分在体内的分布及作用部位[2]。随着纳米中药粒子或纳米中药微胶囊的发明,可以利用其控释效应,使中药有效成分恒速稳定地作用于动物模型或人体的作用器官或特定靶组织,并较长时间地维持其有效的浓度,从而较好地确定药物主要作用的某些生理系统,揭示中药归经的实质。
1.1.2 进一步完善中药“升降沉浮”理论
中药的“升降沉浮”是指药物作用于人体的趋势。升降沉浮作为用药的基本原则,它与临床治疗有着密切的关系。在临床治疗时,需根据药物升降沉浮的不同特性选用相应的药物。传统理论认为,代赭石、半夏等能引药向下,作用趋势向下；人参、黄芪等能益气升提,作用趋势向上；金银花、细辛等可作升浮药；大黄、黄连等可作沉降药。因此,我们可以将纳米级的这些中药作用于生理器官,跟踪其作用趋向,确定其“升降”或“沉浮”。
1.1.3 揭示“五脏相音”的实质
五脏相音理论认为,五脏相应于不同的声音,五脏脾、肺、肝、心、肾相应于五音宫、商、角、徵、羽,可以根据人们声音的变化,以作为诊断和治疗的依据,提示应当进行何种经络调理和饮食调理,最终达到治未病的目的[3]。2004年,德国gimzewski教授[4]在《science》杂志上发表了其研究成果,利用原子力显微镜(atomic force microscope)精确地测知了单细胞细胞壁上的任何振动,并把它们转换为声音,开创了基于纳米水平的细胞声学,也开创了一个新的高科技研究领域——声音与疾病的关系。这与《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论具有惊人的相似之处[5]。因此,纳米技术的应用,将可能揭开中医“五脏相音”理论的神秘面纱,以更好地指导中药新药的研究和开发。
1.2 有助于提高制剂质量和水平,促进中药新产品的开发
1.2.1 改善传统制剂工艺,丰富中药剂型,提高制剂质量和水平
采用传统的水提或醇提的制剂工艺容易破坏中药的生物活性成分及有效成分,而一些与纳米技术相关的制剂技术的应用,如分子包合技术、脂质体技术、固体分散技术、固体脂质纳米粒技术、聚合物纳米粒技术和微乳技术等,不仅可以极大地丰富中药传统的以汤、丸、散、膏、丹为主的剂型,引入高效透皮释放制剂、口服控释片、口服含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌面速溶片以及植入制剂、微乳剂和脂质体等多种新剂型,也将显著地提高中药制剂的质量和水平,如可以极大地提高制剂的混合均匀性、分剂量准确性以及可压性。
1.2.2 增加新功效,促进中药新产品的开发
纳米中药的量子尺寸效应和表面效应将导致其物理化学性质、生物活性及药理性质发生根本的变化,从而赋予传统中药全新的药效,拓展治疗范围[3]。例如,纳米化后的牛黄和灵芝都呈现普通牛黄和普通灵芝不具有的药效。若将纳米中药应用到保健品或化妆品中,将促进中药材保健品、化妆品工业的发展,拓展中药的使用范围。此外,若将纳米中药作病毒诱导物,将可能实现不含抗生素的长效广谱抗菌功效和抗病毒功效,开发出新一代的广谱抗菌药物。总之,纳米技术在中药领域的应用,对加速中药新药的研制与开发具有重要的意义。
1.2.3 促进中药制剂的标准化和国际化,提升中药的市场竞争力
中药的多种新剂型,可以使其使用方法更符合现代医学标准,利于其在国际市场上的推广。将纳米技术引入中药的研究与开发,能在纳米中药的制药技术、药效等诸方面建立一系列具有自主知识产权的专利技术和创新方法,能使中药的质量评价有国际化的标准,从而有助于提升中药的市场竞争力。
1.3 有助于提高中药的生物利用度和疗效
中药一般都含有较多的木质素、纤维、胶质、脂肪、糖类等,用传统方法粉碎往往难以达到细胞破壁,影响了中药材中有效成分的浸出,妨碍了药物在生物体内的吸收。中药粒子的纳米化可以使细胞破壁,大大提高中药有效成分的渗透性或溶解度,提高药物的生物利用度；还可以利用纳米化的中药所具有的缓释功能和靶向给药功能,提高药效。另外,也可以利用中药的纳米包覆技术,改变一些中药制剂的亲水亲油性,提高中药的临床疗效。这将有利于减少用药量,节约有限的中药资源。
2 存在的问题
2.1 与中医“辨证用药”原则相悖
中药复方的药理作用机理较复杂,往往多元反应同时进行。中药从单味药到组合成方,不仅量变,而且质变,中药在不同复方中的功效可能有所不同,这与药物在不同的复方中可能发生不同的化学反应有关。随着纳米技术的应用,中药成分之间的某些物理化学反应将受到控制或发生根本性的变化,使得药物脱离了复杂的化学环境或使化学环境更加复杂,导致中药有效成分和药效的不确定性,并影响药物的稳定性,从而可能改变药物的功效,与中医“辨证用药”的原则相悖。
2.2 与中医药“价廉”的特点相悖
纳米技术在中药制备领域的应用将极大地提高其生产成本,势必会影响到中药的销售价格,使原本以质优价廉取胜的中药因价格因素而难以推广,也会影响到我国具有中国特色的医疗卫生保障体系的建设。
2.3 一些基础性研究工作有待加强
①纳米中药制备的理论与技术研究,包括适合中药制药行业使用的系列超细颗粒装备及配套设备的研制和产业化工作；②纳米中药质量评价和质量控制方法研究,建立纳米中药药理、疗效、病理学和毒理学的理论与系统评价方法；③纳米中药新产品开发的理论和技术研究以及产业化推广工作。
3 结语
纳米技术是21世纪最具发展前景的领域之一,它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。随着纳米技术在中药研究与开发领域的一些应用基础研究上获得突破,它必将极大地促进中药现代化的进程。
【参考文献】
[1] 杨祥良.基于纳米技术的中药基础问题研究[j].华中理工大学学报,2000, 28(12)：104－105.
[2] 赵宗江,胡会欣,张新雪.中药归经理论现代化研究[j].北京中医药大学学报,2002,25(1)：5－7.
[3] 高也陶,李捷玮,潘慧巍,等.五脏相音——《黄帝内经》失传2000多年的理论和技术的现代研究[j].医学与哲学(人文社会医学版),2006, 27(9)：51－53.
[4] pelling ae, sehati s, gralla eb, et al. local nanomechanical motion of the cell wall of saccharomyces cerevisiae[j]. science,
纳米技术研究范文2
关键词：替米考星纳米乳；小白鼠；急性毒性
中图分类号：S859.83 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）06-1383-03
替米考星（Tilmicosin）是一种半合成的大环内酯类畜禽专用广谱抗生素，它为泰乐菌素的衍生物，其抗菌谱与泰乐菌素相似，对革兰氏阳性菌及部分革兰氏阴性菌、霉形体、螺旋体等均有很强的抑制作用[1]，尤其对胸膜肺炎放线杆菌、畜禽巴氏杆菌及支原体作用最强[2]。然而替米考星在水中溶解度低，吸收不完全，生物利用度低，体内半衰期短。替米考星纳米乳（Tilmicosin Nanoemulsion）是将传统抗菌药物替米考星以纳米乳为药物载体研制而成的一种新型纳米制剂，在兽医临床上有望用于家畜肺炎、禽慢性呼吸道病及奶牛乳腺炎的防治。为了进一步探讨替米考星纳米乳的安全性，本研究采用小白鼠急性毒性试验来考察替米考星纳米乳的安全性，为该药在兽医临床合理、有效的利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 主要药品及试剂 吐温-80（化学纯），天津市致远化学试剂有限公司生产；乙醇，中国医药集团上海化学试剂公司生产；肉豆蔻酸异丙酯（IPM），购自陕西省医药公司；替米考星原料药，购自于山东齐鲁制药有限公司；蒸馏水，实验室自制。
1.1.2 试验动物 昆明系小白鼠（18～22 g，雌雄各半），由第四军医大学试验动物中心提供，小白鼠常规饲养管理，温度18～22 ℃，相对湿度50%～70%。
1.2 方法
1.2.1 替米考星纳米乳的制备 按照文献[3]的方法制备替米考星纳米乳。以吐温-80为表面活性剂、乙醇为助表面活性剂、IPM 为油相，按照替米考星 5.5%、无水乙醇 18.5%、吐温-80 27.5%、IPM 5.0%、蒸馏水 43.5%（以上各组分含量均为质量分数）的比例。先称取适量的替米考星溶解于助表面活性剂，充分溶解后加入表面活性剂，搅拌均匀，再缓慢加入油相，最后在磁力搅拌器的作用下逐滴地滴加蒸馏水，并观察溶液状态，溶液由澄清变浑浊，继续滴至溶液至澄清透亮状态，即制成了5.5%的替米考星纳米乳。
1.2.2 急性毒性试验
1）预试验。预试验按简化寇氏法设计[4，5]。首先取32只小白鼠按体重随机分4组，每组8只，雌雄各半进行编号。采用空腹按体重1次口服给药，最大剂量不超过1 mL。将替米考星纳米乳用蒸馏水稀释后，按等差数列从小到大配成不同浓度的稀释液，分4个剂量组，每组1个剂量分别灌胃给药，给药后观察10 d，观察中毒症状并记录死亡数。找出替米考星纳米乳能使小鼠全部死亡的最小剂量（Dm）和能使小鼠全部存活的最大剂量（Dn）。
2）正式试验。根据预试验结果设计正式试验。取56只小白鼠按体重随机分7组，每组8只，雌雄各半进行编号，注射剂量换算成替米考星原料药依次为1 600、1 800、1 910、2 120、2 450、2 620、2 800 mg/（kg・bw）。计算替米考星纳米乳相邻两组剂量比r=■，其中a为分组数，根据预试验所得的最小剂量（Dm）和最大剂量（Dn）及以上公式，算出各组小鼠的用药剂量，以此剂量组对小白鼠灌胃给药[6，7]。给药后观察10 d，记录各组的死亡数，剖检全部供试小鼠，观察并记录内脏器官的病理变化情况。将试验结果数据代入Bliss软件或简化寇氏法公式，求出替米考星纳米乳的半数致死量（LD50）和95%可信限。
2 结果与分析
替米考星纳米乳对小白鼠的急性毒性试验结果见表1。
经预试验测得替米考星纳米乳的毒性剂量范围约为1 750～3 020 mg/（kg・bw），相邻两组较合适的剂量比为r≈1.067。
采用简化寇氏法对替米考星纳米乳在小白鼠上进行了口服急性毒性试验，根据Bliss软件计算出替米考星纳米乳的LD50为2 260.4 mg/（kg・bw），95%可信限为2 094.5～2 456.5 mg/（kg・bw）。
小鼠死亡多发生于给药后1.5～2.0 h。主要症状为四肢无力、运动失调、嗜睡等。对死亡小鼠进行剖检，除可见急性死亡大剂量组小鼠胃稍膨胀外，其他脏器未见有明显异常。对存活小鼠10 d后称重，体重增长正常，剖检各内脏器官均未发现异常病理变化。
3 小结与讨论
药物的安全性评价是研究、开发新药的一个重要环节，为新药的上市提供全面客观的依据。安全性评价的目的在于了解药物单次或短时间多次给药后，动物所产生的毒性反应及其严重程度，为临床安全用药及监测提供一定的参考[5]。试验结果表明，替米考星纳米乳口服的LD50为2 260.4 mg/（kg・bw），根据WHO颁布的化学物质的急性毒性分级标准剧毒（LD501 mg/（kg・bw））、高毒（1～50 mg/（kg・bw））、中毒（51～500 mg/（kg・bw））、低毒（501～5 000 mg/（kg・bw））和微毒（5 001～15 000 mg/（kg・bw））[8，9]可知，替米考星纳米乳属于低毒级药物。目前已报道的国产替米考星的口服半数致死量（LD50）为2 071 mg/（kg・bw），95%可信限为1 932～2 219 mg/（kg・bw）[3]。虽然也属于低毒级药物，但替米考星纳米乳与其相比进一步降低了替米考星的毒性。
试验发现5%～8%的小白鼠在口服替米考星纳米乳后5 min内死亡。剖检可见除胃有些膨大外，其他脏器均未见异常。分析原因可能与过敏反应或心动过速有关[1]，对这一部分小鼠随即进行了补做，未计算入试验结果内。对死亡小鼠统计结果表明，大剂量组小鼠多在口服替米考星纳米乳后30～40 min左右死亡，剖检发现小鼠胃有些膨大，其他脏器未发现异常。对存活10 d的小鼠称重，体重增长正常，剖检均未发现任何脏器有异常变化。表明口服替米考星纳米乳对小鼠内脏器官无病理损害作用。
试验结果表明，替米考星纳米乳的口服急性毒性非常低，LD50为2 260.4 mg/kg，95%可信限为2 094.5～2 456.5 mg/kg。本研究制备的替米考星纳米乳具有较低的口服毒性，对内脏器官无病理损害作用，兽医临床使用比较安全，适合用于口服给药。
参考文献：
[1] 孙永学，陈杖榴. 替米考星在兽医临床上应用的研究概况[J].兽药与饲料添加剂，2002，7（6）：22-25.
[2] FODOR L，REEVE J L，HODGE A，et al. Efficacy evaluations of the use of oral tilmicosin in pneumonic calves[J]. Veterinary Journal，2000，159（2）：194-200.
[3] 李向辉，欧阳五庆，杨雪峰，等. 替米考星纳米乳的制备及其质量评价[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2009，37（4）：42-46.
[4] 孙红武，欧阳五庆.黄连素口服纳米乳的研制、质量及安全性评价[J].上海交通大学学报（农业科学版）， 2007，25（1）：60-65.
[5] 何 庆，夏忠玉. 冰片口服制剂安全性的试验研究[J].中国药师，2006，9（5）：419-421.
[6] 朱蓓蕾. 动物毒理学[M]. 上海：上海科学技术出版社，1983.
[7] 张桂枝，罗永煌，李 竞，等. 复方磺胺间甲氧嘧啶缓释型注射液的毒性研究[J]. 中国兽医医药杂志，2005（3）：36-37.
纳米技术研究范文3
【关键词】 纳米；检验医学；纳米技术；磁性纳米粒；纳米粒子
作者单位：256617 山东省滨州市结核病防治院（孙本海）； 滨州职业学院（金仲品）
纳米是一种长度计量单位，又称为毫微米（10-9 m）。纳米技术（Nanoscale technology，NT）是一门在0.1～100nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工，制造具有特定功能的产品、或对某物质进行研究、掌握其原子和分子的运动规律和特性的崭新高技术学科。NT领域不仅包括纳米材料学、纳米电子学、纳米制造学、纳米生物学和纳米显微学、纳米机械加工技术，而且是多学科交叉的横断学科［1］。NT产生的基础是现代化学、物理学和先进工程技术相结合的产物，是与高技术紧密结合的一门新型科学技术。生物医学工程是现代生命科学和医学、工程学相结合而发展起来的边缘学科，它与信息、材料、电子技术、计算机科学密切相关。Zhongguo［2］研究发现NT的发展正越来越成为世界各国科技界所关注的焦点，谁能在这一领域取得领先，谁就能占据 21 世纪科学的制高点。NT可以为生物医学工程中的诸多方面提供坚实的物质基础和强有力的技术保证。Song等［3］总结了快速发展的纳米微粒和生物分子轭合物的制备方法，已逐渐将生物连接制备的纳米粒子商品化，并对检验医学产生深远影响。
1 磁性纳米粒
Li等［4］认为磁性纳米粒（magnetic nanoparticle）已广泛用于生物分子固定化的载体和有机固相合成，其中磁性材料主要有铁、钴、镍等过渡金属及其氧化物和混合材料等。磁性纳米粒具有超顺磁性，在外磁场作用下，固液相的分离非常简单，不需离心、过滤等繁杂的操作，撤去磁场后没有剩磁残留，并在外磁场作用下可以定位。磁性纳米粒可通过共聚、表面改性赋予其表面多种反应基，可连接各种基团或DN段而用于不同的检测。
1.1 生物活性物质和异生质分析与检测 生物活性物质的检测方法虽然很多，但以抗体为基础的技术不多而且是最重要的。目前采用免疫分析加上磁性修饰已成功地用于检测各种生物活性物质和异生质（如药物、致癌物等）。在纳米磁球表面固定上特异性抗体或抗原，并以荧光染料、放射性同位素、酶或化学发光物质为基础所产生的检测，与传统微量滴定板技术相比，具有更简单、快速和灵敏的特点。Helden等［5］将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统，已成功地用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型抗体的检测。还创建了用于人胰岛素检测的全自动夹心法免疫测定技术，其中亦用到抗体蛋白A纳米磁性微粒复合物和碱性磷酸酶标记二抗。
1.2 免疫磁性微球 检测生物活性物质或细胞的富集是在检验医学中一项重要内容，亲和配体技术在分选和回收方面提供了强有力的工具。Taubert等［7］采用白细胞分化抗原单抗标记的IMMS除去外周血中的白细胞，从而实现癌细胞的富集，随后用免疫细胞化学方法检测癌细胞。如果将寡核苷酸（dT）链交联到纳米磁性微粒上，即可用于真核细胞mRNA的分离纯化。Nagy等［8］已用胎儿红细胞抗原标记的免疫磁性微球很容易将母体外周血中的极少量胎儿细胞富集，该方法简便，并能通过进一步荧光PCR检测确定胎儿性别，进行非创伤性产前诊断。对癌症的早期诊断是医学界极为关注的难题。从理论推测，利用免疫磁性微球进行细胞分离技术可在早期癌症患者血液中检出癌细胞，实现对肿瘤的早期诊断。
2 纳米粒子
纳米粒子表面积大而直径很小，偶联容量高，悬浮稳定性较好，便于发生各种高效反应，常用于各种不同的生物分析系统。与传统的生物制剂相比较，纳米粒子作为一种试剂有很多优越性。
2.1 纳米粒子作定量标签用于生物分析 与传统的有机荧光染料或放射性元素的标记相比，纳米粒子作为生物分析不仅可以代替，而且克服了它们的缺点。纳米粒子的主要两个领域是：金属纳米粒子和量子点（quantum dot，QD）。
2.1.1 金属纳米粒子 金属纳米粒子可用于包括光学、电化学、显微学和质谱等多种检测途径。Rojas-Cha-pana等［9］将胶体金用于电子显微镜检测，如用扫描隧道显微镜通过检测DNA的表面密度而用于目标序列的检测，在此系统中先将胶体金标记的dT探针与被测DNA序列杂交，使目标序列带上胶体金标记链。Leary等［10］将纳米金属粒子标记到dT探针上，与样品中的目标DNA序列杂交，然后在金属纳米粒子上沉析出银，通过电势测定法检测目标序列。Huang等［11］则将电感耦合等离子体质谱测定法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICPMS）和夹心免疫测定法相结合建立了一种新的免疫检测方法。在这个系统中，他们将胶体金标记的羊抗兔抗体作为ICPMS的分析物间接检测兔抗人IgG。这个系统还可通过在分析物上标记不同无机纳米粒，而达到同时检测不同物质的目的。
2.1.2 量子点 利用量子的限制作用，赋予纳米粒子独特的光学和电子的特性，也称为半导体纳米微晶体。这是一种最新的荧光材料，QD能够克服荧光分子重要的化学和光学局限性而具有多种特性，如根据QD的大小，可产生多种颜色，在同一激发波长下，不同长短直径的QD可发出不同颜色的激发光，利用这一特点，可同时检测多种指标的要求，这是传统染料分子根本无法实现的；QD的荧光时间较普通荧光分子延长数千倍，并便于长期追踪和保存结果。QD技术可用于检测活细胞里多种蛋白质活动［11］。Leary等［9］在QD上包被一层迪羟基硫辛酸（di hydroxy lipoic acid，DHLA）后，则易与亲和素连接，再针对不同的QD给予不同的蛋白质抗体，制备出具有蛋白质专一性的一批QD。
2.2 纳米粒子作信号的转导物 纳米粒子（Nanoparticles，NPs）在检验诊断中作为信号转导物，可免去标记生物样品的需要，就可显示出巨大的发展空间。由于免去样品制备的步骤，使检验技术变得更简便和价廉。在这个系统中，纳米粒子对生物复合物的干扰作用或纳米粒子之间相对位置的改变都可成为一种检测信号。Hirsch等［12］根据以上原理建立了一种其他金属纳米粒子信号转导的应用，包括金纳米粒子介导的荧光淬灭，凝集反应检测血液中的免疫球蛋白方法。2006年Li等［4］这个系统中开发了一种新型生物传感器，这种传感器的核为直径2.5nm的金微粒，外面包裹一层dT分子，该分子的一端为巯基，一端联有荧光分子，由于纳米金微粒是一种有效的能量受体，能够作为荧光的淬灭物，当这种传感器与样品中的目标分子杂交后，引起传感器构像的改变，导致淬灭的荧光分子复原。再则，由于此系统荧光背景极低，与传统的有机淬灭物相比，该类传感器具有独特的结构和光学特性。
3 小结
作为一门新兴学科的NT近年来被应用于医学领域刚刚开始，基本处于探索阶段，就已显示出将推动检验技术的进步与发展潜能。从含有纳米微粒的各种实验方法来看，纳米微粒在检验医学中的应用价值与现有技术相比，它的特异性、灵敏度和速度等性能都有了极大提高。随着NT的发展，在不久的将来一定会有更多的新纳米材料出现，并被应用于新的检验医学的检测方法中，检验医学将出现划时代的进展。
参考文献
［1］ Qi Y，Li B.A sensitive，label-free，aptamer-based biosensor using a gold nanoparticle-initiated chemilumines-cence system.Chemistry，2011，17（5）：1642-1648.
［2］ ZhongguoYi Xue.Application of nanobiological technology in medicine and its advances in China.Ke Xue Yuan Xue Bao，2006，28 （4）：579-582.
［3］ Song J，Zhou J，Waang ZL.Piezoelectric and Semiconducting Coupled Power Generating Process of a Single ZnO Belt/Wire.A Technology for Harvesting Electricity from the Environment.Nano Lett，2006，6（6）：1141-1145.
［4］ Li N，Huang Y，Du F，et al.Electro magnetic interference （EMI）shielding of single-walled carbon nanotube epoxy composites.2006，6（8）：1656-1662.
［5］ van Helden J，Denoyel G，Freeman J，et al.Performance of a new HIV 1/O/2 assay on the Bayer ADVIA Centaur immunoassay system.Clin Lab，2004，50（1）：83-90.
［6］ Taubert H，Blumke K，Bilkenroth U，et al.Detection of disseminated tumor cells in peripheral blood of patients with breast cancer：correlation to nodal status and occurrence of metastases.Gynecol Oncol，2004，92（2）：256-261.
［7］ Nagy GR，Ban Z，Sipos F，et al.First attempts of detecting fetal cells in the maternal circulation.Orv Hetil，2004，145（11）：2231-2236.
［8］ Rojas-Chapana JA，Giersig M.Multi-walled carbon nanotubes and metallic nanoparticles and their application in biomedicine.J Nanosci Nanotechnol，2006，6（2）：316-321.
［9］ Leary SP，Liu CY，Apuzzo ML.Toward the emergence of nanoneurosurgery：part II-nanomedicine：diagnostics and imaging at the nanoscale level.Neurosurgery，2006，58（5）：805-823.
［10］ Huang JM，Wang XX，Dong Y.Electrochemical allylation reactions of simple imines in aqueous solution mediated by nanoscale zinc architectures.Angew Chem Int Ed Engl，2011，50（4）：924-927.
纳米技术研究范文4
1982年， Boutonmt首先报道了应用微乳液制备出了纳米颗粒：用水合胼或者氢气还原在W／O型微乳液水核中的贵金属盐，得到了单分散的Pt，Pd，Ru，Ir金属颗粒（3～nm）。从此以后，不断有文献报道用微乳液合成各种纳米粒子。本文从纳米粒子制备的角度出发，论述了微乳反应器的原理、形成与结构，并对微乳液在纳米材料制备领域中的应用状况进行了阐述。
1微乳反应器原理
在微乳体系中，用来制备纳米粒子的一般是W／O型体系，该体系一般由有机溶剂、水溶液。活性剂、助表面活性剂4个组分组成。常用的有机溶剂多为C6～C8直链烃或环烷烃；表面活性剂一般有 AOT［2一乙基己基］磺基琥珀酸钠］。AOS、SDS（十二烷基硫酸钠）、SDBS（十六烷基磺酸钠）阴离子表面活性剂、CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）阳离子表面活性剂、TritonX（聚氧乙烯醚类）非离子表面活性剂等；助表面活性剂一般为中等碳链C5～C8的脂肪酸。
W／O型微乳液中的水核中可以看作微型反应器（Microreactor）或称为纳米反应器，反应器的水核半径与体系中水和表面活性剂的浓度及种类有直接关系，若令W＝［H2O／［表面活性剂］，则由微乳法制备的纳米粒子的尺寸将会受到W的影响。利用微胶束反应器制备纳米粒子时，粒子形成一般有三种情况（可见图1、2、3所示）。
（l）将2个分别增溶有反应物A、B的微乳液混合，此时由于胶团颗粒间的碰撞，发生了水核内物质的相互交换或物质传递，引起核内的化学反应。由于水核半径是固定的，不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换不能实现，所以水核内粒子尺寸得到了控制，例如由硝酸银和氯化钠反应制备氯化钠纳粒。
（2）一种反应物在增溶的水核内，另一种以水溶液形式（例如水含肼和硼氢化钠水溶液）与前者混合。水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内与另一反应物作用产生晶核并生长，产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。例如，铁，镍，锌纳米粒子的制备就是采用此种体系。
（3）一种反应物在增溶的水核内，另一种为气体（如 O2 、 NH3，CO2），将气体通入液相中，充分混合使两者发生反应而制备纳米颗粒，例如，Matson等用超临界流体一反胶团方法在AOT一丙烷一H2O体系中制备用Al（OH）3胶体粒子时，采用快速注入干燥氨气方法得到球形均分散的超细Al（OH）3粒子，在实际应用当中，可根据反应特点选用相应的模式。
2微乳反应器的形成及结构
和普通乳状液相比，尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处，即有O/W型和W／O型，其中W／O型可以作为纳米粒子制备的反应器。但是微乳液是一种热力学稳定的体系，它的形成是自发的，不需要外界提供能量。正是由于微乳液的形成技术要求不高，并且液滴粒度可控，实验装置简单且操作容易，所以微乳反应器作为一种新的超细颗粒的制备方法得到更多的研究和应用。
2．1微乳液的形成机理
Schulman和Prince等提出瞬时负界面张力形成机理。该机理认为：油/水界面张力在表面活性剂存在下将大大降低，一般为l～10mN／m，但这只能形成普通乳状液。要想形成微乳液必须加入助表面活性剂，由于产生混合吸附，油/水界面张力迅速降低达10-3～10-5 mN／m ，甚至瞬时负界面张力 Y＜ 0。但是负界面张力是不存在的，所以体系将自发扩张界面，表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上，直至界面张力恢复为零或微小的正值，这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液。若是发生微乳液滴的聚结，那么总的界面面积将会缩小，复又产生瞬时界面张力，从而对抗微乳液滴的聚结。对于多组分来讲，体系的Gibbs公式可表示为：
--dγ=∑Гi dui=∑ГiRTdlnCi
（式中γ为油/水界面张力，Гi为i组分在界面的吸附量，ui为I组分的化学位，Ci为i组分在体相中的浓度）
上式表明，如果向体系中加入一种能吸附于界面的组分（Г＞0），一般中等碳链的醇具有这一性质，那么体系中液滴的表面张力进一步下降，甚至出现负界面张力现象，从而得到稳定的微乳液。不过在实际应用中，对一些双链离子型表面活性剂如AOT和非离子表面活性剂则例外，它们在无需加入助表面活性剂的情况下也能形成稳定的微乳体系，这和它们的特殊结构有关。转贴于
2．2微乳液的结构
RObbins， MitChell和 Ninham从双亲物聚集体的分子的几何排列角度考虑，提出了界面膜中排列的几何排列理论模型，成功地解释了界面膜的优先弯曲和微乳液的结构问题。
目前，有关微乳体系结构和性质的研究方法获得了较大的发展，较早采用的有光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法等；较新的有小角中子散射和X射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、静态和动态荧光探针法、NMR、ESR（电子自旅共振）、超声吸附和电子双折射等。
3微乳反应器的应用——纳米颗粒材料的制备
3．1纳米催化材料的制备
利用W／O型微乳体系可以制备多相反应催化剂，Kishida。等报道了用该方法制备
Rh／SiO2和Rh/ZrO2载体催化剂的新方法。采用NP－5/环已烷／氯化铑微乳体系，非离子表面活性剂 NP－5的浓度为0.5mol/L，氯化铑在溶液中浓度为0．37mol／L，水相体积分数为0．11。25℃时向体系中加入还原剂水含肼并加入稀氨水，然后加入正丁基醇锆的环乙烷溶液，强烈搅拌加热到40℃而生成淡黄色沉淀，离心分离和乙醇洗涤，80℃干燥并在500℃的灼烧3h，450℃下用氧气还原2h，催化剂命名为“ME”。通过性能检测，该催化剂活性远比采用浸渍法制得的高。
3．2无机化合物纳粒的制备
利用W／O型微乳体系也可以制备无机化合物，卤化银在照像底片乳胶中应用非常重要，尤其是纳米级卤化银粒子。用水一AOT一烷烃微乳体系合成了 AgCl和 AgBr纳米粒子， AOT浓度为0．15mol／L，第一个微乳体系中硝酸银为0．4mol／L，第二个微乳体系中NaCl或NaBr为0．4mol／L，混合两微乳液并搅拌，反应生成AgCl或AgBr纳米颗粒。
又以制备 CaCO3为例，微乳体系中含 Ca(OH)2，向体系中通入CO2气体，CO2溶入微乳液并扩散，胶束中发生反应生成CaCO3颗粒，产物粒径为80～100nm。
3．3聚合物纳粒的制备
利用W／O型微乳体系可以制备有机聚丙烯酸胺纳粒。在 20mlAOTt——正己烷溶液中加入 0．1 mlN－N一亚甲基双丙烯酰胺（2mg／rnl）和丙烯酰胺（8mg／ml）的混合物，加入过硫酸铵作为引发剂，在氮气保护下聚合，所得产物单分散性较好。
3．4金属单质和合金的制备
利用W／O型微乳体系可以制备金属单质和合金，例如在AOT－H2O－n—heptane体系中，一种反相微胶束中含有 0．lmol／L NiCl2，另一反相微胶束中含有0.2mol/L NaBH4，混合搅拌，产物经分离、干燥并在300℃惰性气体保护下结晶可得镍纳米颗粒。在某微乳体系中含有0．0564mol/L，FeC12和 0．2mol／L NiCl2，另一体系中含有0．513mol/L NaBH4溶液，混合两微乳体系进行反应，产物经庚烷、丙酮洗涤，可以得到Fe－Ni合金微粒（r=30nm）。
3．5磁性氧化物颗粒的制备
利用W／O型微乳体系可以制备氧化物纳米粒子，例如在AOT－H2O－n－heptane体系中，一种乳液中含有 0．15mol／L FeCl2和 0．3mol／L FeCl3，另一体系中含有NH4OH，混合两种微乳液充分反应，产物经离心，用庚烷、丙酮洗涤并干燥，可以得到 Fe3O4纳粒（ r=4nm）。
3．6高温超导体的制备
利用W／O型微乳体系可以合成超导体，例如在水一CTAB一正丁醇一辛烷微乳体系中，一个含有机钇、钡和铜的硝酸盐的水溶液，三者之比为1：2：3；另一个含有草酸铵溶液作为水相，混合两微乳液，产物经分离，洗涤，干燥并在820℃灼烧2h，可以得到Y－Ba－Cu—O超导体，该超导体的Tc为93K。另外在阴离子表面活性剂 Igegal CO－430微乳体系中，混合Bi、Pb、Sr、Ca和Cu的盐及草酸盐溶液，最终可以制得Bi－Pb－Sr－Ca－Cu—O超导体，经DC磁化率测定，可知超导转化温度为Tc＝112K，和其它方法制备的超导体相比，它们显示了更为优越的性能。
目前对纳米颗粒材料的研究方法比较多，较直接的方法有电镜观测（SEM、TEM、STEM、STM等）；间接的方法有电子、X一射线衍射法（XRD），中子衍射，光谱方法有EXAFS，NEXAFS，SEX－AFS，ESR，NMR，红外光谱，拉曼光谱，紫外一可见分光光度法（UV－VIS），荧光光谱及正电子湮没，动态激光光散射（DLS）等。
纳米技术研究范文5
摘 要：针对半导体器件进入16 nm及以下技术代将面临的可制造性难度大、功耗限制、性能退化等核心问题，重点开展了新型围栅纳米线器件、新型超低功耗TFET器件、高迁移率沟道器件、闪存器件以及纳米尺度器件的可靠性及涨落性研究，为新型器件在将来纳米集成电路中的应用奠定了基础。在纳米线器件研究方面，设计了侧墙转移法和TMAH各向异性腐蚀法制备超精细硅纳米线的可控工艺，并进行了实验验证；建立了自限制氧化法硅纳米线制备工艺理论模型，可对工艺进行精确预测；提出了一种原子层掺杂结构可有效调控纳米线器件的阈值电压，同时避免了迁移率的损失；研究了纳米线器件中的GIDL电流机制，提出了抑制GIDL电流的优化方法；提出了一套新的器件-电路优化设计方案，针对纳米线器件在数字电路、模拟/射频电路中的应用分别进行优化设计，得到了相应的设计窗口。在新型低功耗器件研究方面，提出了一种结调制型TFET，显著提升了器件的亚阈特性和开态电流；通过引入pocket层进一步优化了器件结构，实验制备获得了非常低的SS（36mV/dec）和高的开态电流。提出了一种隧穿触发注入场效应晶体管，能同时实现高开态电流、低泄漏电流和陡直的亚阈特性。在纳米尺度MOS器件的可靠性与涨落性研究方面，提出了由AC NBTI引入的工作循环间涨落的两种重要来源的表征方法，实验发现了AC NBTI退化及其涨落的频率依赖性的新现象，建立了物理模型。研究了多栅新器件中的AC RTN，发现比平面器件中的AC RTN活跃程度增强。提出了一种新的AC RTN表征方法，可拓展RTN的栅压探测范围区域。在高迁移率器件研究方面，提出了两种氮等离子体处理方法来提高栅介质/沟道界面质量，进行了实验验证；采用P/Sb共注入技术既有利于提升NiGe薄膜质量，也利于电学性能的提升。针对工艺集成中的关键工艺，对锗刻蚀技术进行了实验研究，得到了适于锗的优化刻蚀条件；在此基础上建立了一个线性RIE刻蚀模型，得到了实验验证；完成了Ge NMOS和PMOS器件的工艺制备，分析了不同钝化技术对Ge器件的影响。在新型闪存器件研究方面，针对TFET-Flash器件的优化器件设计结构，并制备出TFET-FLASH器件，测试结果表明，与传统闪存器件相比，其编程效率提高100倍左右。针对三维闪存技术面临的问题，提出了一种三维围栅结构的TFT陷阱闪存及其NAND型阵列架构，可有效提高闪存存储密度和降低单元成本；并制备了双层围栅TFT闪存原型。测试结果表明，该新型围栅结构TFT闪存在电流开关比、亚阈斜率、迁移率、编程和擦除速度等方面均获得较大改善，并具有多值存储的潜力。
关键词：纳米尺度 硅纳米线器件 低功耗 高迁移率 闪存器件
Abstract：To overcome the problems of manufacturability， power and performance degradation in conventional semiconductor devices when entering 16 nm technology node and beyond， a series of novel devices are investigated for future nanoscale IC applications， including gate-all-around nanowire FETs， ultralow-power TFETs， high-mobility channel devices， Flash memory devices， as well as the device reliability and variability. For nanowire FETs： novel spacer transfer and TMAH etching techniques for controllable nanowire formation are proposed and demonstratedtechnology models for self-limiting oxidation of nanowires are developed for precision process predictionan atomic doping structure is proposed for nanowire threshold voltage control and mobility improvementGIDL in nanowire FETs are studied for its further suppressiona new design methodology for device/circuit optimizations is proposed and demonstrated in nanowire FETs for digital and analog/RF applications. For novel ultralow-power devices： a junction-modulated TEFT is proposed for subthreshold and Ion improvementrecord SS of 36mV/dec and high current are demonstrated by introducing pocket structuresa tunneling-injection FET is proposed for high-Ion， low-Ioff and steeper SS. For device reliability and variability： characterization methods for AC NBTI induced dynamic variability are proposedthe frequency dependence of AC NBTI degradation and variation are observed and modeledAC RTN in multi-gate devices is found have enhanced activity than that in planar FETsa new AC RTN technique is proposed for expanding RTN test window. For high-mobility devices： two plasma techniques for improving gate stack interface are proposed and demonstratedP/Sb co-implantation technique is adopted for improving NiGe film quality and electrical performanceGe etching is experimentally studied and modeled for process optimizationGe NMOS and PMOS devices are fabricated with various passivation techniques. For novel flash memory devices： a new TFET-FLASH device is proposed and fabricated， which have 100x improvement in programming efficiencya 3D gate-all-around TFT flash and its NAND array are proposed for increasing density and reducing costtwo-level gate-all-around TFET prototypes are fabricated， which exhibit enhancement in ON/OFF ratio， SS， mobility， programming/erasing speed and the potential for multi-bit storage.
Key Words：Nanoscale；Silicon Nanowire Transistor；Low Power；High Mobility；Flash
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纳米技术研究范文6
关键词：试验药剂；马铃薯晚疫病；防治效果
1、试验材料与方法
1.1 试验材料
试验作物：马铃薯，试验药剂：30%甲霜灵・嘧菌酯悬浮剂和2.4%复硝酚钠・萘乙酸悬浮剂，由甘肃富民生态农业科技有限公司提供。对照药剂：克露，72%可湿性粉剂，上海杜邦农化有限公司生产。
该试验设在河南乡仁发村，面积30亩。土壤为黑壤土，肥力中等，有机质含量4.O%，PH值6.7。秋翻春起垄。播种时间5月4日，土壤墒情较好，人工点种施肥，株行距为25cm×70cm，品种为克新13号，施肥量为每亩25公斤（磷酸二铵10公斤、马铃薯专用肥15公斤）。出苗时间为5月31日，出苗率为90%。前茬作物是马铃薯，用过封闭除草剂，对马铃薯生长无影响。
1.2 试验设计与安排
试验共设3个处理，采用大区对比法，处理1为20亩，处理2和处理3各5亩，每亩兑水40公斤。
处理1：30%甲霜灵・嘧菌酯悬浮剂+2.4%复硝酚钠・萘乙酸悬浮剂；
处理2：克露72%可湿性粉剂；
处理3：清水对照。
施药方法：
按示范方案要求剂量先用少量水兑好母液后再加入实际用水量，采用机械喷雾。施药器械采用3W-400牵引悬挂式喷雾机（北京丰茂喷雾机械公司生产），由小型四轮拖拉机牵引。
施药时间和次数：
每隔7～10天施药一次，共施三次药，时间分别为7月11日（马铃薯现蕾期始见病斑）、7月18日（马铃薯初花期）、7月25日（马铃薯盛花期）。
处理1：用药三次，第一次每亩用30%甲霜灵・嘧菌酯悬浮剂50克与2.4%复硝酚钠・萘乙酸悬浮剂15克混合稀释喷雾剂；第二次每亩用30%甲霜灵・嘧菌酯悬浮剂50克兑水稀释喷雾；第三次每亩用30%甲霜灵・嘧菌酯悬浮剂50克与2.4%复硝酚钠・萘乙酸悬浮剂15克混合稀释喷雾。
处理2：72%克露可湿性粉剂100克/亩三次叶面喷雾。
1.3 试验调查与记录
1.3.1 气象资料
施药当日情况，7月11日天气晴、西南风1～2级、平均温度21.6℃、相对湿度92%，7月18日天气晴、西南风1～2级、平均温度25.2℃、相对湿度82%，7月25日天气晴、西南风1～2级、平均温度26.6℃、相对湿度84%。
1.3.2 调查方法、时间与次数
调查方法：施药前调查发病基数，最后一次施药后10天调查防效。每大区对角线五点取样，每点取5株，共调查25株，查全部叶片，并根据以下分级标准记录病级：
0级：无病斑；1级：个别叶片上有个别病斑；3级：1/3以下叶片有病斑；5级：1/3～1/2叶片有病斑；7级：几乎所有叶片都有病斑；9级：全部叶片霉烂几乎无绿色部分。
药效计算方法：
防治效果（%）={1-（药前对照区病情指数×药后防治区病情指数）/（药后对照区病情指数×药前防治区病情指数）×100
调查时间与次数：
共调查三次。第一次调查：施药前（7月11日）调查病情基数；第二次调查：最后一次施药前（7月25日）；第三次调查：最后一次施药后10天（8月3日）。
安全性调查：
于施药后1～7天观察，未发现矮化、畸形、皱缩现象，说明试验药剂对马铃薯安全。
2、试验调查结果与分析
2.1 产量调查结果与分析
产量取样采用对角线五点取样法，每个示范区取5点，每点10m2，五点平均。
从田间测产结果来看，药剂处理区均比清水对照区增产。处理1公顷产量32160公斤，比清水对照增产17.12%；处理2公顷产量30380公斤，比清水对照增产10.63%，每处理产量详见下表：
2.3 效益分析
30%甲霜灵・嘧菌酯悬浮剂与2.4%复硝酚钠・萘乙酸悬浮剂配套用药防治马铃薯晚疫病效果好，防效为83.05%，从产量上看，处理1公顷产量32160公斤，每公顷增收7520元，处理2公顷产量30380公斤，每公顷增收4672元，（每公斤按1.6元计算），具有显著的经济效益和社会效益。
