英鑒別750多生物標志物助力癌癥篩查(腫瘤標志物檢測的臨床意義)

近日，刊登在國際雜志ebiomedicine上的一項研究報告中，來自英國謝菲爾德大學的研究人員通過研究在血液中鑒別出了788個生物標志物(biomarkers)，這些生物標志物或可用于開發(fā)針對一般人群的早期癌癥篩查測試技術(shù)。文章中，研究者表示，他們首次創(chuàng)建出了相關(guān)的癌癥血液生物標志物的全面列表，這些生物標志物在過去5年里就已經(jīng)開始被研究了。

研究人員表示，他們以過去5年里發(fā)表的1.9萬篇研究論文開始他們的研究，這些研究論文都基于生物標志物對血液進行了相應的調(diào)查，而且系統(tǒng)性的評價方法（排除了少于50個病人的研究）將上述研究論文最后限定到4000個，這樣一來研究者就可以對最終的生物標志物列表進行匯編了。

研究者lesley uttley說道，由于該領(lǐng)域有大量的出版物，而此前的一些綜述文章也僅僅是去分析一種或一小類的生物標志物，而我們的數(shù)據(jù)挖掘方法將可以幫助我們對5年期間的相關(guān)研究進行分析，這就意味著我們將可以繪制出最大范圍的血液生物標志物列表，而且這些生物標志物同早期癌癥的診斷直接相關(guān)。

文章中，研究者調(diào)查了是否一種劃算的篩查測試技術(shù)可以被用于一般人群來幫助鑒別早期的癌癥患者；下一步他們將對生物標志物的詳細信息進行分析，來檢查這些生物標志物是否能夠幫助進行準確的篩查檢測，在早期階段生物標志物將會根據(jù)癌癥類型被分組，被驗證的生物標志物也將用于臨床研究中，同時研究者也將利用癌癥患者的樣本，并以健康個體為對照來檢查其鑒別出癌癥存在的有效性。

最終被證實可以成功用于篩查的生物標志物將會被考慮進入臨床試驗中，來觀察是否這些篩查檢測技術(shù)可以更好地在實際工作中使用。研究者認為，一旦驗證過程和臨床研究完成的話，我們將會得到一組包括50個生物標志物的系列，而且最終會進入到臨床試驗中去，為了完成這項驗證過程，這項試驗將需要6-8年時間來完成，但從理論上來講，研究者將會在三年內(nèi)對高風險的個體開展試驗。

最后研究者表示，我們的愿望是新型的篩查技術(shù)可以在癌癥早期階段利用少量的生物標志物來對患者進行診斷，而并不需要鑒別出這些生物標志物和哪一類癌癥相關(guān)，隨后患者就會被進行多種特殊的檢測，并且縮小對患者機體腫瘤類型的鑒別。

腫瘤標志物檢測的臨床意義

早期診斷是治療腫瘤的關(guān)鍵。惡性腫瘤一旦發(fā)病，病人往往每況愈下，尤晚期病人，預后較差，故早期診斷、早期治療極為重要。因此人們對惡性腫瘤要有足夠的認識和警惕，有相關(guān)癥狀必須積極就診。腫瘤的特殊檢查手段很多：如X線檢查、超聲檢查、CT檢查、磁共振檢查、內(nèi)腔鏡檢查、生物標志物檢查、細胞學檢查、組織學檢查和分子生物學檢查等。這些檢查手段能夠從不同角度、不同側(cè)面地對腫瘤進行診斷，各有其局限性。在腫瘤的早期診斷方面腫瘤標志物概念的出現(xiàn)起到了很大的促進作用。隨著分子生物學和人類基因組計劃的進展，越來越多的特異的腫瘤標志物被發(fā)現(xiàn)和應用，為腫瘤的早期診斷提供了一個新的途徑。如：CEA、AFP、CA-153、CA-199、CA-125、PSA、NSE等等。
其臨床意義有：
1、腫瘤早期篩查。全部腫瘤標志物整體篩查，在腫瘤的篩查中有一定的普通意義。一般情況，每種腫瘤標志物主要針對一種癌癥，但是每種腫瘤標志物又普遍同時存在于每個患者體內(nèi)，我們國家70年代以后在上海等地，通過對大量人群的AFP普查，曾檢出不少肝癌特別是小肝癌患者。前列腺癌等患者亦可達到同樣的效果。所以腫瘤標志物的篩查對高危人群有很大應用價值。所以腫瘤標志物的篩查對高危人群有很大應用價值。
2、出現(xiàn)腫瘤癥狀或可疑腫物后的鑒別診斷。當一個患者被懷疑患腫瘤時，此時腫瘤標志物的檢測對鑒別是良性和惡性腫瘤十分有幫助。
3、生物特點和疾病階段的判斷。一旦明確診斷，應馬上測定腫瘤標志物的基礎(chǔ)水平，以便對估計預后提供幫助。
4、療效觀察和判斷預后。是腫瘤標志物最有價值的作用。手術(shù)前腫瘤標志物升高，術(shù)后下降，表明手術(shù)成功;術(shù)后略有下降，隨即重新升高，提示手術(shù)未奏效;術(shù)后下降，過段時間后又明顯升高，提示腫瘤復發(fā)或轉(zhuǎn)移。這種提示往往早于臨床癥狀出現(xiàn)前數(shù)個月。腫瘤患者經(jīng)治療后，腫瘤標志物的升降與患者的療效和預后有良好的相關(guān)性。治療后腫瘤標志物下降說明治療有效;治療后腫瘤標志物繼續(xù)升高，應更換治療方案，如果更換治療方案后腫瘤標志物持續(xù)升高，往往預示著復發(fā)或轉(zhuǎn)移。
5、多種腫瘤標志物聯(lián)合檢測可提高診斷的敏感性。腫瘤是單一變異細胞多次克隆的結(jié)果，其發(fā)生是多步驟、多基因的癌變過程。腫瘤細胞生物學特性具有復雜性及多態(tài)性，表現(xiàn)為癌變后不同種腫瘤病理類型的差異、同種病理類型的腫瘤細胞的異質(zhì)性、腫瘤細胞基因型即細胞表型的差異等。
在一個腫瘤中存在著不同特性的細胞，在生長速率、表面受體、免疫特性、侵潤性、轉(zhuǎn)移性、對藥物毒性方面均可能不同。因此同一種腫瘤可含一種或多種腫瘤標志物，而不同腫瘤或同種腫瘤的不同組織類型既可有共同的腫瘤標志物，也可有不同的腫瘤標志物。為了提高腫瘤標志物檢測的陽性率，選用一些特異性較高的腫瘤標志物進行聯(lián)合檢測，可以提高腫瘤標志物的應用價值。如：腫瘤全套(男、女)。

癌癥可以篩查嗎？

常寧博士的團隊研發(fā)了采用光子晶體微球技術(shù)檢測腫瘤標志物的方法，讓檢測更加快捷、準確，所用血量也很少，這是這個團隊厲害的地方，但這并不意味著癌癥能被更好、更準地篩查出來。
這個團隊所用的腫瘤標志物，仍然是原來老的標志物，跟我們平時體檢可能抽血化驗的腫瘤標志物沒什么區(qū)別。而實際上，權(quán)威的醫(yī)學指南并不用腫瘤標志物來篩查癌癥，而是用其他的檢查辦法。
原因在于，腫瘤標志物檢測出現(xiàn)假陽性或假陰性的可能性很大。也就是說，腫瘤標志物異常的人往往并沒有患癌，腫瘤標志物正常的人也有可能患癌。用腫瘤標志物來查癌的性價比很低，結(jié)果也不準確。雖然你用了很高端的技術(shù)，讓腫瘤標志物的檢測更加快捷、準確，但跟實現(xiàn)更加有效的癌癥篩查，還是有差距的。

納米技術(shù)的認識

理論含義

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納米技術(shù)(nanotechnology），也稱毫微技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1納米至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應用的一種技術(shù)。1981年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后，誕生了一門以1到100納米長度為研究分子世界，它的最終目標是直接以原子或分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品?[2]??。因此，納米技術(shù)其實就是一種用單個原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。

從迄今為止的研究來看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念：

第一種，是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機器》一書中提出的分子納米技術(shù)。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機器實用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結(jié)構(gòu)。這種概念的納米技術(shù)還未取得重大進展。

第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過納米精度的"加工"來人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級的加工技術(shù)，也使半導體微型化即將達到極限?，F(xiàn)有技術(shù)即使發(fā)展下去，從理論上講終將會達到限度，這是因為，如果把電路的線幅逐漸變小，將使構(gòu)成電路的絕緣膜變得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型的納米技術(shù)。

第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來，生物在細胞和生物膜內(nèi)就存在納米級的結(jié)構(gòu)。DNA分子計算機、細胞生物計算機的開發(fā)，成為納米生物技術(shù)的重要內(nèi)容。

利用納米技術(shù)將氙原子排成IBM

主要內(nèi)容

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納米技術(shù)是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米科學與技術(shù)主要包括：

納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學等 。這七個相對獨立又相互滲透的學科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征這三個研究領(lǐng)域。納米材料的制備和研究是整個納米科技的基礎(chǔ)。其中，納米物理學和納米化學是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

納米纖維

1993年，第一屆國際納米技術(shù)大會(INTC)在美國召開，將納米技術(shù)劃分為6大分支：納米物理學、納米生物學、納米化學、納米電子學、納米加工技術(shù)和納米計量學，促進了納米技術(shù)的發(fā)展。由于該技術(shù)的特殊性，神奇性和廣泛性，吸引了世界各國的許多優(yōu)秀科學家紛紛為之努力研究。 納米技術(shù)一般指納米級(0.1一100nm)的材料、設(shè)計、制造，測量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)?[3]??。納米技術(shù)主要包括：納米級測量技術(shù)：納米級表層物理力學性能的檢測技術(shù)：納米級加工技術(shù)；納米粒子的制備技術(shù)；納米材料；納米生物學技術(shù)；納米組裝技術(shù)等。

納米技術(shù)包含下列四個主要方面：

1、納米材料：當物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在0.1—100納米這個范圍空間，物質(zhì)的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。 這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。

如果僅僅是尺度達到納米，而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。

過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個中間領(lǐng)域，而這個領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認識到這個尺度范圍的性能。第一個真正認識到它的性能并引用納米概念的是日本科學家，他們在20世紀70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個導電、導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導電、也不導熱。磁性材料也是如此，像鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料。

為什么磁疇變成單磁疇，磁性要比原來提高1000倍呢？這是因為，磁疇中的單個原子排列的并不是很規(guī)則，而單原子中間是一個原子核，外則是電子繞其旋轉(zhuǎn)的電子，這是形成磁性的原因。但是，變成單磁疇后，單個原子排列的很規(guī)則，對外顯示了強大磁性。

這一特性，主要用于制造微特電機。如果將技術(shù)發(fā)展到一定的時候，用于制造磁懸浮，可以制造出速度更快、更穩(wěn)定、更節(jié)約能源的高速度列車。

2、納米動力學：主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統(tǒng)（MEMS),用于有傳動機械的微型傳感器和執(zhí)行器、光纖通訊系統(tǒng)，特種電子設(shè)備、醫(yī)療和診斷儀器等.用的是一種類似于集成電器設(shè)計和制造的新工藝。特點是部件很小，刻蝕的深度往往要求數(shù)十至數(shù)百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用于制作三相電動機，用于超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測準原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度，但有很大的潛在科學價值和經(jīng)濟價值。

理論上講：可以使微電機和檢測技術(shù)達到納米數(shù)量級。

3、納米生物學和納米藥物學：如在云母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精細結(jié)構(gòu)等。有了納米技術(shù)，還可用自組裝方法在細胞內(nèi)放入零件或組件使構(gòu)成新的材料。新的藥物，即使是微米粒子的細粉，也大約有半數(shù)不溶于水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶于水。

納米生物學發(fā)展到一定技術(shù)時，可以用納米材料制成具有識別能力的納米生物細胞，并可以吸收癌細胞的生物醫(yī)藥，注入人體內(nèi)，可以用于定向殺癌細胞。（上面是老錢加注）

4、納米電子學：包括基于量子效應的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光/電性質(zhì)、納米電子材料的表征，以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術(shù)的趨勢要求器件和系統(tǒng)更小、更快、更冷，更小，是指響應速度要快。更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度。 納米技術(shù)是建設(shè)者的最后疆界，它的影響將是巨大的。

歷史沿革

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納米技術(shù)的靈感，來自于已故物理學家理查德·費曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。這位當時在加州理工大學任教的教授向同事們提出了一個新的想法。從石器時代開始，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術(shù)，都與一次性地削去或者融合數(shù)以億計的原子以便把物質(zhì)做成有用的形態(tài)有關(guān)。費曼質(zhì)問道，為什么我們不可以從另外一個角度出發(fā)，從單個的分子甚至原子開始進行組裝，以達到我們的要求？他說：“至少依我看來，物理學的規(guī)律不排除一個原子一個原子地制造物品的可能性?！?/p>

70年代，科學家開始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想，1974年，科學家谷口紀男（Norio Taniguchi）最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機械加工；

1981年，科學家發(fā)明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，為我們揭示一個可見的原子、分子世界，對納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極促進作用；

1990年，

理查德·費曼

IBM公司阿爾馬登研究中心的科學家成功地對單個的原子進行了重排，納米技術(shù)取得一項關(guān)鍵突破。他們使用一種稱為掃描探針的設(shè)備慢慢地把35個原子移動到各自的位置，組成了IBM三個字母。這證明費曼是正確的，二個字母加起來還沒有3個納米長。不久，科學家不僅能夠操縱單個的原子，而且還能夠“噴涂原子”。使用分子束外延長生長技術(shù)，科學家們學會了制造極薄的特殊晶體薄膜的方法，每次只造出一層分子?，F(xiàn)代制造計算機硬盤讀寫頭使用的就是這項技術(shù)。著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德· 費曼預言，人類可以用小的機器制作更小的機器，最后將變成根據(jù)人類意愿，逐個地排列原子，制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢想?[4]??。

1990年7月，第一屆國際納米科學技術(shù)會議在美國巴爾的摩舉辦，標志著納米科學技術(shù)的正式誕生；

1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強度卻是鋼的10倍，成為納米技術(shù)研究的熱點，諾貝爾化學獎得主斯莫利教授認為，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導線、超微開關(guān)以及納米級電子線路等；

1993年，繼1989年美國斯坦福大學搬走原子團“寫”下斯坦福大學英文、1990年美國國際商用機器公司在鎳表面用35個氙原子排出“IBM”之后，中國科學院北京真空物理實驗室自如地操縱原子成功寫出“ 中國”二字，標志著中國開始在國際納米科技領(lǐng)域占有一席之地；

1997年，美國科學家首次成功地用單電子移動單電子，利用這種技術(shù)可望在2017年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬倍的量子計算機；

1999年，巴西和美國科學家在進行納米碳管實驗時發(fā)明了世界上最小的“秤”，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當于一個病毒的重量；此后不久，德國科學家研制出能稱量單個原子重量的秤，打破了美國和巴西科學家聯(lián)合創(chuàng)造的紀錄；

到1999年，納米技術(shù)逐步走向市場，全年基于納米產(chǎn)品的營業(yè)額達到500億美元；

2001年，一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地?[5]??。日本設(shè)立納米材料研究中心，把納米技術(shù)列入新5年科技基本計劃的研發(fā)重點；德國專門建立納米技術(shù)研究網(wǎng)；美國將納米計劃視為下一次工業(yè)革命的核心，美國政府部門將納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資從1997年的1.16億美元增加到2001年的4.97億美元。中國也將納米科技列為中國的“973計劃”進行大力的發(fā)展與其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大力扶持。

應用領(lǐng)域

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英特爾cpu

當前納米技術(shù)的研究和應用主要在材料和制備、微電子和計算機技術(shù)、醫(yī)學與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強、壽命更長、維修費更低、設(shè)計更方便。利用納米材料還可以制作出特定性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，制作出生物材料和仿生材料?[6]??。

1、納米是一種幾何尺寸的度量單位，1納米=百萬分之一毫米。

2、納米技術(shù)帶動了技術(shù)革命。

3、利用納米技術(shù)制作的藥物可以阻斷毛細血管，“餓死”癌細胞。

4、如果在衛(wèi)星上用納米集成器件，衛(wèi)星將更小，更容易發(fā)射。

5、納米技術(shù)是多科學綜合，有些目標需要長時間的努力才會實現(xiàn)。

6、納米技術(shù)和信息科學技術(shù)、生命科學技術(shù)是當前的科學發(fā)展主流，它們的發(fā)展將使人類社會、生存環(huán)境和科學技術(shù)本身變得更美好。

7、納米技術(shù)可以觀察病人身體中的癌細胞病變及情況，可讓醫(yī)生對癥下藥。

測量技術(shù)

納米級測量技術(shù)包括：納米級精度的尺寸和位移的測量，納米級表面形貌的測量。納米級測量技術(shù)主要有兩個發(fā)展方向。

一是光干涉測量技術(shù)，它是利用光的干涉條紋來提高測量的分辨率，其測量方法有：雙頻激光干涉測量法、光外差干涉測量法、X射線干涉測量法、F一P標準工具測量法等，可用于長度和位移的精確測量，也可用于表面顯微形貌的測量。

二是掃描探針顯微測量技術(shù)(STM)，其基本原理是基于量子力學的隧道效應，它的原理是用極尖的探針(或類似的方法)對被測表面進行掃描(探針和被測表面實際并不接觸)，借助納米級的三維位移定位控制系統(tǒng)測出該表面的三維微觀立體形貌。主要用于測量表面的微觀形貌和尺寸。

用這原理的測量方法有：掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)等。

加工技術(shù)

納米級加工的含意是達到納米級精度的加工技術(shù)。

由于原子間的距離為0.1一0.3nm，納米加工的實質(zhì)就是要切斷原子間的結(jié)合，實現(xiàn)原子或分子的去除，切斷原子間結(jié)合所需要的能量，必然要求超過該物質(zhì)的原子間結(jié)合能，即所播的能量密度是很大的。用傳統(tǒng)的切削、磨削加工方法進行納米級加工就相當困難了。

截至2008年納米加工有了很大的突破，如電子束光刻(UGA技術(shù))加工超大規(guī)模集成電路時，可實現(xiàn)0.1μm線寬的加工：離子刻蝕可實現(xiàn)微米級和納米級表層材料的去除：掃描隧道顯微技術(shù)可實現(xiàn)單個原子的去除、扭遷、增添和原子的重組。

粒子制備

納米粒子的制備方法很多，可分為物理方法和化學方法。

應用納米技術(shù)制成的服裝

納米技術(shù)應用——計算機磁盤

真空冷授法：用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。其特點純度高、結(jié)晶組織好、位度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。

物理粉碎法：透過機械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點操作簡單、成本低，但產(chǎn)晶純度低，順粒分布不均勻。

機械球磨法：采用球磨方法，控制適當?shù)臈l件得到純元素、合金或復合材料的納米粒子。其特點操作簡單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。

氣相沉積法：利用金屬化合物蒸汽的化學反應合成納米材料。其特點產(chǎn)品純度高，粒度分布窄。

沉淀法：把沉淀劑加人到鹽溶液中反應后，將沉淀熱處理得到納米材料.其特點簡單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合制備載化物。

應用納米技術(shù)制成的服裝

水熱合成法：高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。其特點純度高，分散性好、粒度易控制。

溶膠凝膠法：金屬化合物經(jīng)溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)低沮熱處理而生成納米粒子。其特點反應物種多，產(chǎn)物顆粒均一，過程易控制，適于氧化物和11一VI族化合物的制備。

徽乳液法：兩：互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液，在徽泡中經(jīng)成核，聚結(jié)、團聚、熱處理后得納米粒子。其特點粒子的單分散和接口性好，11一VI族半導體納米粒子多用此法制備。

水熱合成法——高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得到納米粒子。其特點是純度高，分散性好，粒度易控制。

材料合成

自1991年Gleiter等人率先制得納米材料以來，經(jīng)過10年的發(fā)展納米材料有了長足的進步。如今納米材料種類較多，按其材質(zhì)分有：金屬材料、納米陶瓷材料、納米半導體材料、納米復合材料、納米聚合材料等等。納米材料是超徽粒材料，被稱為“21世紀新材料”，具有許多特異性能。

例如用納米級金屬微粉燒結(jié)成的材料，強度和硬度大大高于原來的金屬，納米金屬居然由導電體變成絕緣體。一般的陶瓷強度低并且很脆。但納米級微粉燒結(jié)成的陶瓷不但強度高并且有良好的韌性。納米材料的熔點會隨超細粉的直徑的減小而降低。例如金的熔點為1064℃，但10nm的金粉熔點降低到940℃，snm的金粉熔點降低到830℃，因而燒結(jié)溫度可以大大降低。納米陶瓷的燒結(jié)溫度大大低于原來的陶瓷。納米級的催化劑加入汽油中。可提高內(nèi)燃機的效率。

加入固體燃料可使火箭的速度加快。藥物制成納米微粉。可以注射到血管內(nèi)順利進入微血管。

疾病診斷

當前常規(guī)的成像技術(shù)只能檢測到癌癥在組織上造成的可見的變化，而這個時候已經(jīng)有數(shù)千的癌細胞生成并且可能會轉(zhuǎn)移。而且，即使是已經(jīng)可以看到腫瘤了，由于腫瘤本身的類別（惡性還是良性）和特征，要確定有效的治療方法也還必須通過活組織檢查。如果對癌性細胞或者癌變前細胞以某種方式進行標記，使用傳統(tǒng)設(shè)備即可檢測出來則更有利于癌癥的診斷。

要實現(xiàn)這一目標有兩個必要條件：某技術(shù)能夠特定識別癌性細胞且能夠讓被識別的癌性細胞可見。納米技術(shù)能夠滿足這兩點。例如，在金屬氧化物表面涂覆可特異識別癌性細胞表面超表達的受體的抗體。

由于金屬氧化物在核磁共振成像（MRI）或計算機斷層掃描（CT）下發(fā)出高對比度信號，因此一旦進入體內(nèi)后，這些金屬氧化物納米顆粒表面的抗體選擇性地與癌性細胞結(jié)合，使檢測儀器可以有效地識別出癌性細胞。同樣地，金納米粒也可以用于增強在內(nèi)窺鏡技術(shù)中的光散射。納米技術(shù)能夠?qū)⒆R別癌癥類別及不同發(fā)展階段的分子標記可視化，讓醫(yī)生能夠通過傳統(tǒng)的成像技術(shù)看到原本檢測不到的細胞和分子。

在人類與癌癥的斗爭中，有一半的勝利是得益于早期的檢測。納米技術(shù)使得癌癥的診斷更早更準確，并可用于治療監(jiān)測。納米技術(shù)也可以增強甚至完全變革對組織和體液中生物標志物的篩查。癌癥與癌癥之間，以及癌細胞與正常細胞之間由于各種分子在表達和分布上的差異而各不相同。隨著治療技術(shù)的進步，對癌癥的多個生物標志物進行同時檢測是確定治療方案時所必須的。

納米顆?！缒軌蚋鶕?jù)它們本身大小發(fā)出不同顏色光的量子點——可以實現(xiàn)同時檢測多種標記物的目的。包被有抗體的量子點發(fā)出的激發(fā)光信號可用于篩查某些類型的癌癥。不同顏色的量子點可與各種癌癥生物標記物抗體結(jié)合，方便腫瘤學家通過所看到的光譜區(qū)分癌細胞與健康細胞。

組裝技術(shù)

由于在納米尺度下刻蝕技術(shù)已達到極限，組裝技術(shù)將成為納米科技的重要手段，受到人們很大的重視。

納米組裝技術(shù)就是通過機械、物理、化學或生物的方法，把原子、分子或者分子聚集體進行組裝，形成有功能的結(jié)構(gòu)單元。組裝技術(shù)包括分子有序組裝技術(shù)，掃描探針原子、分子搬遷技術(shù)以及生物組裝技術(shù)。分子有序組裝是通過分子之間的物理或化學相互作用，形成有序的二維或三維分子體系?，F(xiàn)在，分子有序組裝技術(shù)及其應用研究方面取得的最新進展主要是LB膜研究及有關(guān)特性的發(fā)現(xiàn)。生物大分子走向識別組裝。蛋白質(zhì)、核酸等生物活性大分子的組裝要求商密度定取向，這對于制備高性能生物微感膜、發(fā)展生物分子器件，以及研究生物大分子之間相互作用是十分重要的。在進行l(wèi)gG歸生物大分子的組裝過程中，首次利用抗體活性片斷的識別功能進行活性生物大分子的組裝。這一重要的進展使得生物分子的定向組裝產(chǎn)生了新的突破。

除以上幾種組裝外，在長鏈聚合物分子上的有序組裝、橋連自組裝技術(shù)、有序分子薄膜的應用研究等技術(shù)也有進展。采用納米加工技術(shù)還可以對材料進行原子量級加工，使加工技術(shù)進人一個更加徽細的深度。納米結(jié)構(gòu)自組裝技術(shù)的發(fā)展，將會使納米機械、納米機電系統(tǒng)和納米生物學產(chǎn)生突破性的飛躍。

中國在納米領(lǐng)域的科學發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)化研究有一定的優(yōu)勢?，F(xiàn)代同美、日、德等國位于國際第一梯隊的前列。雖然現(xiàn)代中國己經(jīng)建立了一定數(shù)量的納米材料生產(chǎn)基地，納米技術(shù)的開發(fā)應用也已經(jīng)興起，并初步實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。納米要實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，還有許多的工作要做，只有依賴大量的資金和高科技投人才能換取高額的利潤回報。

生物技術(shù)

納米生物學是以納米尺度研究細胞內(nèi)部各種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能。研究細胞內(nèi)部，細胞內(nèi)外之間以及整個生物體的物質(zhì)、能量和信息交換。納米生物學的研究集中在下列方面。

DNA研究在形貌觀察、特性研究和基因改造三個方面有不少進展。

腦功能的研究

工作目標是弄清人類的記憶、思維，語言和學習這些高級神經(jīng)功能和人腦的信息處理功能。

仿生學的研究

這是納米生物學的熱門研究內(nèi)容?，F(xiàn)在取得不少成果。是納米技術(shù)中有希望獲得突破性巨大成果的部分。

世界上最小的馬達是一種生物馬達—鞭毛馬達。能象螺旋槳那樣旋轉(zhuǎn)驅(qū)動鞭毛旋轉(zhuǎn)

納米陶瓷

。該馬達通常由10種以上的蛋白質(zhì)群體組成，其構(gòu)造如同人工馬達。由相當?shù)亩ㄗ?、轉(zhuǎn)子、軸承、萬向接頭等組成。它的直徑只有3onm，轉(zhuǎn)速可以高達15r/min，可在1μs內(nèi)進行右轉(zhuǎn)或左轉(zhuǎn)的相互切換。利用外部電場可實現(xiàn)加速或減速。轉(zhuǎn)動的動力源，是細菌內(nèi)支撐馬達的薄膜內(nèi)外的氮氧離子濃度差。實驗證明。細菌體內(nèi)外的電位差也可驅(qū)動鞭毛馬達?，F(xiàn)代人們正在探索設(shè)計一種能用電位差馭動的人工鞭毛馬達驅(qū)動器。

日本三菱公司已開發(fā)出一種能模擬人眼處理視覺形象功能的視網(wǎng)膜芯片。該芯片以砷化稼半導體作為片基。每個芯片內(nèi)含4096個傳感元?？赏M一步用于機器人。

有人提出制作類似環(huán)和桿那樣的分子機械。把它們裝配起來構(gòu)成計算機的線路單元，單元尺寸僅Inm，可組裝成超小型計算機，僅有數(shù)微米大小，就能達到現(xiàn)代常用計算機的同等性能。

在納米結(jié)構(gòu)自組裝復雜徽型機電系統(tǒng)制造中，很大的難題是系統(tǒng)中各部件的組裝。系統(tǒng)愈先進、愈復雜，組裝的問題也愈難解決。自然界各種生物、生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、DNA、細胞等都是極為復雜的結(jié)構(gòu)。它們的生成、組裝都是自動進行的。如能了解并控制生物大分子的自組裝原理，人類對自然界的認識和改造必然會上升到一個全新的更高的水平。

衍生產(chǎn)品

編輯

機器人

納米機器人是根據(jù)分子水平的生物學原理為設(shè)計原型，設(shè)計制造可對納米空間進行操作的“功能分子器件”，也稱分子機器人；而納米機器人的研發(fā)已成為當今科技的前沿熱點。

2005年，不少國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計劃，投入巨資搶占納米機器人這種新科技的戰(zhàn)略高地。《機器人時代》月刊日前指出：納米機器人潛在用途十分廣泛，其中特別重要的就是應用于醫(yī)療和軍事領(lǐng)域。

每一種新科技的出現(xiàn)，似乎都包涵著無限可能。用不了多久，個頭只有分子大小的神奇納米機器人將源源不斷地進入人類的日常生活。中國著名學者周海中教授在1990年發(fā)表的《論機器人》一文中就預言：到21世紀中葉，納米機器人將徹底改變?nèi)祟惖膭趧雍蜕罘绞健?/p>

雨衣傘

納米雨衣傘是雨傘與雨衣的結(jié)合體，納米雨傘收傘有三折傘和直桿傘的收傘形態(tài)（簡單說，收傘時有長短兩種選擇）。納米雨衣可由納米雨傘轉(zhuǎn)變而成，納米雨衣又不同于一般的雨衣，因為納米雨衣可以保證從頭到腳絕對不濕。因為納米材料，所以這雨傘可以一甩即干，雨傘轉(zhuǎn)變?yōu)橛暌潞?，這雨衣也只需穿著時輕輕一跳也即可全干。

防水材料

2014年8月4日，澳大利亞運用新發(fā)明的布料，制成一款具有開創(chuàng)性的T恤衫，不管人們怎樣嘗試著浸濕它，此T恤都能保持良好的防水性能。

這件叫做“騎士”(The Cavalier)的白色T恤是百分之百棉質(zhì)的。雖然表面看起來平淡無奇，但是其布料運用“疏水”納米技術(shù)應用編織而成，使得這件T恤能夠有效防止大部分液體和污漬的浸入。這種T恤可以用機器清洗，其防水功能最多可承受80次清洗。它的布料有天然自凈功能，任何附著在上的污漬都能用水擦洗或沖干凈。

和其他含有化學物質(zhì)的防水應用不同，T恤仿照的是荷葉的自然疏水特點。此布料的發(fā)明對于餐館和咖啡廳來說可能具有革命性的影響。此外，這種布料還可以運用在醫(yī)療行業(yè)或醫(yī)院等地。

潛在危害

編輯

和生物技術(shù)一樣，納米科技也有很多環(huán)境和安全問題（比如尺寸小是否會避開生物的自然防御系統(tǒng)，還有是否能生物降解、毒性副作用如何等等）。

社會危害

納米顆粒的危害

納米材料（包含有納米顆粒的材料）本身的存在并不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性，特別是他們的移動性和增強的反應性。只有某些納米粒子的某些方面對生物或環(huán)境有害，我們才面臨一個真的危害?[7]??。

要討論納米材料對健康和環(huán)境的影響，我們必須區(qū)分兩類納米結(jié)構(gòu)：

納米尺寸的粒子被組裝在一個基體、材料或器件上的納米合成物、納米表面結(jié)構(gòu)或納米組份（電子，光學傳感器等），又稱為固定納米粒子。

“自由”納米粒子，不管在生產(chǎn)的某些步驟中存還是直接使用單獨的納米粒子。

這些自由納米粒子可能是納米尺寸的單元素，化合物，或是復雜的混合物，比如在一種元素上鍍上另外一張物質(zhì)的“鍍膜”納米粒子或叫做“核殼”納米粒子。

現(xiàn)代，公認的觀點是，雖然我們需要關(guān)注有固定納米粒子的材料，自由納米粒子是最緊迫關(guān)心的。

因為，納米粒子同它們?nèi)粘５膶飳嵲谑菂^(qū)別太大了，它們的有害效應不能從已知毒性推演而來。這樣討論自由納米粒子的健康和環(huán)境影響具有很重要的意義。

更加復雜的是，當我們討論納米粒子的時候，我們必須知道含有的納米粒子的粉末或液體幾乎從來不會單分散化，而是具有一定范圍內(nèi)許多不同尺寸。這會使實驗分析更加復雜，因為大的納米粒子可能和小的有不同的性質(zhì)。而且，納米粒子具有聚合的趨勢，而聚合的納米粒子具有同單個納米粒子不同的行為。

健康問題

納米顆粒進入人體有四種途徑：吸入，吞咽，從皮膚吸收或在醫(yī)療過程中被有意的注入（或由植入體釋放）。一旦進入人體，它們具有高度的可移動性。在一些個例中，它們甚至能穿越血腦屏障。

納米粒子在器官中的行為仍然是需要研究的一個大課題?；旧希{米顆粒的行為取決于它們的大小，形狀和同周圍組織的相互作用活動性。它們可能引起噬菌細胞（吞咽并消滅外來物質(zhì)的細胞）的“過載”，從而引發(fā)防御性的發(fā)燒和降低機體免疫力。它們可能因為無法降解或降解緩慢，而在器官里集聚。還有一個顧慮是它們同人體中一些生物過程發(fā)生反應的潛在危險。由于極大的表面積，暴露在組織和液體中的納米粒子會立即吸附他們遇到的大分子。這樣會影響到例如酶和其他蛋白的調(diào)整機制。

環(huán)境問題

主要擔心納米顆?？赡軙斐晌粗奈：?。

社會風險

納米技術(shù)的使用也存在社會學風險。在儀器的層面，也包括在軍事領(lǐng)域使用納米技術(shù)的可能性。（例如，在MIT士兵納米技術(shù)研究所[1]研究的裝備士兵的植入體或其他手段，同時還有通過納米探測器增強的監(jiān)視手段。

在結(jié)構(gòu)層面，納米技術(shù)的批評家們指出納米技術(shù)打開了一個由產(chǎn)權(quán)和公司控制的新世界。他們指出，就象生物技術(shù)的操控基因的能力伴隨著生命的專利化一樣，納米技術(shù)操控分子的技術(shù)帶來的是物質(zhì)的專利化。過去的幾年里，獲得納米尺度的專利像一股淘金熱。2003年，超過800納米相關(guān)的專利權(quán)獲得批準，這個數(shù)字每年都在增長。大公司已經(jīng)壟斷了納米尺度發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的廣泛的專利。例如，NEC和IBM這兩家大公司持有碳納米管這一納米科技基石之一的基礎(chǔ)專利。碳納米管具有廣泛的運用，并被看好對從電子和計算機、到強化材料、到藥物釋放和診斷的許多工業(yè)領(lǐng)域都有關(guān)鍵的作用。碳納米管很可能成為取代傳統(tǒng)原材料的主要工業(yè)交易材料。但是，當它們的用途擴張時，任何想要制造或出售碳納米管的人，不管應用是什么，都要先向NEC或者IBM購買許可證。

腫瘤標志物檢查有哪些呢？

由于癌癥患病率持高不下，現(xiàn)在人們是談癌色變，都希望能找到一種方法可以預防癌癥，遠離病魔的折磨。防癌檢查就是現(xiàn)在預防癌癥的最好方法，只要定期在做相關(guān)檢查，就能防患于未然。那么，腫瘤標志物檢查有哪些呢? 到底腫瘤標志物檢查有哪些呢?根據(jù)體檢中心的健康管理專家提供方法，給大家做一下詳細的介紹。 血液檢查：檢測血液各項腫瘤標志物指標是檢查早期癌癥的有效方法，能夠發(fā)現(xiàn)各種惡性腫瘤。 甲胎蛋白(AFE)：檢測肝臟腫瘤標志物，是排查原發(fā)性肝細胞性肝癌的主要方法。 癌胚抗原(CEA)：檢測胃、廣譜、腸道、直腸、胰膽等腫瘤標志物，篩查早期胃癌、直腸癌、結(jié)腸癌、肺癌、胰腺癌、乳腺癌等。 癌抗原(CA-125)：檢測卵巢腫瘤標志物的方法，用于卵巢、胃腸、結(jié)腸、子宮內(nèi)膜等早期癌癥篩查。 癌抗原(CA-15-3)：檢測乳腺腫瘤標志物，用于早期乳腺癌的篩查。 細胞角蛋白(CYFRA21-1)：檢測非小細胞肺癌等腫瘤標志物，主要篩查早期非小細胞癌和N母細胞腫瘤等癌癥。 神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)：檢測小細胞肺癌以及神經(jīng)母細胞腫瘤標志物，用來篩查早期小細胞癌、腎臟神經(jīng)母細胞瘤和神經(jīng)內(nèi)分泌細胞腫瘤等。 TCT檢查：又稱為宮頸超薄細胞學檢測，主要用來篩查宮頸癌變。 乳腺鉬靶：這是現(xiàn)在檢查乳腺癌最先進、精準的儀器，可以發(fā)現(xiàn)深部的微小乳腺癌早期癥狀，在北京只有少數(shù)體檢機構(gòu)鉬靶檢測儀，民眾體檢中心就是其中之一。 肛門指檢：肛門指診是確定直腸癌的有效方法，大約70%左右的直腸癌都能夠通過這種方法發(fā)現(xiàn)。 便常規(guī)檢查：通過對糞便的各種化驗結(jié)果可以準確分析出十分有大腸腫瘤。

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