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納米生物傳感器應用：發(fā)展歷史
1.一種是美國航空航天局（NASA）完成的電化學基因芯片。他們將DNA 探針固定在碳納米管陣列上，在探針捕獲靶基因之后可以利用電化學方法探測鳥嘌呤堿基的電化學活性，實現(xiàn)對多種基因的快速檢測。在這種傳感器當中，碳納米管陣列既可以作為一種良好的納米載體又因為其卓越的導電能力可以極大提高檢測性能。
2.另一種被稱為“納米孔”的生物傳感器也是由美國科學家完成的，他們采用了一種毒素膜通道蛋白。這種蛋白質內有一個納米尺度的空腔，單鏈的DNA 探針分子可以自由地通過這個通道；而當DNA 探針捕獲到靶基因或靶蛋白之后體積就會變大，從而堵塞在空腔內。因此通過探測膜通道的離子電流就可以實現(xiàn)單個分子的探測。
3.檢測細菌、病毒、蛋白質（抗原、抗體、酶等）、有機小分子（農藥殘留物、毒品等）、重金屬離子等，其探測范圍涵蓋了我們生活的方方面面。
4.幫助臨床醫(yī)生快速地檢測癌細胞和多種腫瘤標記物，從而實現(xiàn)癌癥的早期診斷；在傳染病防治方面可以實現(xiàn)快速反應，把具有傳染性的SARS、禽流感、肝炎病毒等限制在最小范圍；
生物傳感器應用：發(fā)展歷史 第2張" title="納米生物傳感器應用：發(fā)展歷史 第2張-傳感器知識網(wǎng)"/>
納米生物傳感器應用：納米生物傳感器
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納米生物傳感器
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納米技術引入生物傳感器領域后，提高了生物傳感器的靈敏度和其它性能，并促發(fā)了新型的生物傳感器。因為具有了亞微米尺寸的換能器、探針或者納米微系統(tǒng)，生物傳感器的各種性能大幅提高。
中文名
納米生物傳感器
外文名
Nanobiosensors
應用技術
納米技術
應用領域
生物傳感器
誕生時間
1967年
例 子
葡萄糖傳感器
目錄
1
技術結合
2
技術研究
3
應用
納米生物傳感器技術結合
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納米技術和生物技術是21世紀的兩大領先技術，在這兩者之間存在著許多技術交叉，其中，納米生物傳感技術將有望成為新興產(chǎn)業(yè)。自從1967年第一支葡萄糖傳感器誕生以來，生物傳感技術已成為一前沿技術，它是一個由生物、化學、醫(yī)學、物理、電子技術等多種學科相互滲透形成的研究領域。生物傳感器具有選擇性高、分析速度快、操作簡易和儀器價格低廉等特點，而且可進行在線甚至活體分析，在臨床診斷、環(huán)境監(jiān)測、食品工業(yè)等方面得到了高度重視和廣泛應用。納米技術主要是針對尺度為1nm～100nm之間的分子世界的一門技術。該尺寸處在原子、分子為代表的微觀世界和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，基于此尺寸的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，因此有著獨特的化學性質和物理性質，如表面效應、微尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應等，呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的優(yōu)越性能。
納米生物傳感器技術研究
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新技術的基礎是科學家們對細胞內天然生物傳感器的研究成果。參與研究的羅馬第三大學的弗朗西斯科-里奇表示，探測轉錄因子活動的所有信息已被編入基因組中，而且當處于受激狀態(tài)時，這數(shù)千個不同的轉錄因子會依附于特定的目標DNA序列中，因此，可使用這些序列作為起始點來構建新的納米傳感器。從細菌到人，所有生物都使用“生物分子開關”（由RNA或蛋白制成、可改變形狀的分子）來監(jiān)測環(huán)境。這些“分子開關”的誘人之處在于：它們很小，足以在細胞內“辦公”，而且非常有針對性，足以應付非常復雜的環(huán)境。該研究團隊受到這些天然納米傳感器的啟發(fā)，用DNA而非蛋白質或RNA合成出了新的納米傳感器。他們將三種天然DNA序列（每種能識別出不同的轉錄因子）進行了調整，將其編入分子開關中，當這些DNA序列與其目標結合時，這些分子開關就會變成熒光。科學家們能用這樣的納米傳感器，通過簡單測量熒光強度來直接確定細胞內轉錄因子的活動。
納米生物傳感器應用
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科學家們主要通過細胞編程技術改變某些轉錄因子的濃度，將干細胞變成特定的細胞。新傳感器能監(jiān)測轉錄因子的活動，因此可確保干細胞被正確地重新編程。它也能確定病人癌細胞中的哪個轉錄因子被激活，哪個被抑制，以便醫(yī)生對癥下藥。因為其能直接在生物樣本體內工作，因此，它也能用于篩選和測試抑制腫瘤的新藥。科學家們無需花費數(shù)小時將蛋白質從細胞中提取出來，只需將傳感器直接放入細胞中，測量熒光強度即可。這種傳感器可用來監(jiān)測數(shù)千個轉錄因子的活動，以幫助科學家們更好地理解細胞分裂和發(fā)育機制。
生物傳感器應用：發(fā)展歷史 第3張" title="納米生物傳感器應用：發(fā)展歷史 第3張-傳感器知識網(wǎng)"/>
納米生物傳感器應用：納米生物傳感器的應用有哪些？來看看吧！
信息化技術日益成熟，為我國科技發(fā)展帶來了巨大的促進作用。目前，生物傳感器在和納米技術相互結合以后，傳感器靈敏度會大大提高，而整體使用性能也隨之提升。納米生物傳感技術已經(jīng)慢慢成為一項前沿的技術，它操作簡便、分析速度快、成本低。并且在各行各業(yè)中極其受歡迎，下面就為大家詳細介紹一下納米生物傳感器的相關應用。
納米生物傳感器的應用有哪些？
生物傳感技術與納米技術融合，開創(chuàng)了醫(yī)療行業(yè)應用新領域。
細胞的編程技術可改變了某些轉錄因子的濃度，并且可以將干細胞轉變成特定的細胞。而新傳感器也能檢測出轉錄因子的活動，所以可以被用來檢測干細胞，以便于被正確地重新編程。除此之外，它還能確定出病人癌細胞中有哪些轉錄的因子被激活，被抑制又有哪些，以便于醫(yī)生對癥下藥。而因為它能夠直接在生物樣本體內工作，所以，它也能用于篩選和測試抑制腫瘤的新藥。
納米生物傳感器研究方向
對于納米生物傳感器而言，它是科學家們對細胞內天然生物傳感器的重大研究成果。
從最初的細菌到人體，所有的生物都可以使用生物分子開關來（由RNA或蛋白制成、可改變形狀的分子）來探測監(jiān)測環(huán)境。而這些“分子開關”的亮點就在在于：體積較小，也可以在細胞內“辦公”，同時非常有針對性，能夠應對各種復雜的環(huán)境。
研究團隊受到了天然納米傳感器的啟發(fā)，因此采用了DNA而不是蛋白質或RNA，并且合成出了新的納米傳感器。他們可以將三種天然DNA序列（每種能識別出不同的轉錄因子）進行調整，同時可以將其編到分子開關中，每當這些DNA序列與其目標結合時，這些分子的開關會直接轉變成熒光，因此科學家們能通過這樣的納米傳感器，簡單測量出熒光強度，并可以確定出細胞內轉錄因子活動情況。
看完以上為您介紹的納米生物傳感器應用，您對于納米生物傳感器的認識是否又深入一些了呢？納米生物傳感器是一種精細化操作的傳感器，目前在市場上有著大量的需求，而基于大量需求的趨勢之下，納米生物傳感器技術將會越發(fā)展越加成熟，而未來的市場應用也會逐漸擴大。
納米生物傳感器應用：納米生物傳感器的研制及應用
研究方向
聯(lián)系方式
地址：江蘇省南京市棲霞區(qū)仙林大道163號化學樓A511室郵箱：wangzl@nju.edu.cn電話: 025-傳真: 025-
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南京大學
南京大學化學化工學院
RSC
小木蟲
納米生物傳感器的研制及應用
發(fā)布時間：2019-06-14
作者：王志林
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功能納米材料是納米材料科學中 最富有活力的領域,它對生物、能源、環(huán)境、信息、宇航等高科技領域將產(chǎn)生深遠的影響并具有廣闊的應用前景。我們制備了一系列以納米材料為基底的能分別識別 環(huán)境污染物對苯二酚、藥物分子阿司匹林、神經(jīng)遞質多巴胺以及生物大分子牛血紅蛋白等分子印跡聚合物，同時制備了一系列配位聚合物納米粒子，初步提出了配合 物納米材料形成的機制，系統(tǒng)研究了配合物納米材料的熒光性質，抗菌和抗腫瘤活性，并將其衍生材料用作鋰離子電池儲能材料和超級電容器的電極材料(代表作: Chem. Eur. J. 2013, 19, 7084; Cryst. Growth Des. 2012, 12, 5606; Cryst. Growth Des. 2012, 12, 3786; J. Phys. Chem. B 2010, 114, 3999; Anal. Chem. 2009, 81, 7625; J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4849.)。
