细胞分离

一般来说病毒尺寸为80~100纳米，细菌几百纳米，细胞尺寸更大，而纳米包覆体尺寸约30纳米、由于纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应，因此用纳米技术进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。目前生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析，基因扩增与免疫分析（如，在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器）。最近伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进实验室利用纳米磁性粒子成功地分离出人体骨髓中癌细胞，从而达到治疗病患的效果。美国科学家正在研究用这种技术，以在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。

细胞内部染色

利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异选择抗体种类，将纳米金粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，制成多种纳米金-抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10 num的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组合“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术：在医药方面的应用

1.用作药物载体

药物纳米载体是纳米生物技术的重要发展方向之一。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒等。

磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫，阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、肛门以及眼、耳等。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院（MIT）的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有）"阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。

2.纳米抗菌药及创伤敷料

Ag'可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，绿脓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。

3.纳米抗癌药

纳米羟基磷灰石粒子可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明、这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。

4.智能-靶向药物

在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使药学家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。最近德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞、这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功。美国密歇根大学正E在研制一种仅20纳米的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。能否依据病理学原理设计出在纳米空间识别出基因病变和修复基因的纳米机器人是生理学家的近期设想。

5.纳米中药及保健品

利用纳米技术将中药材制成纳米粒子口服胶囊、口服液或膏药，可克服中药在煎熬中有效成分损失及口感上的不足，使有效成分吸收率大幅度提高。巴西研究人员开发出一种可以装在脚上来增强脚力的轻型纳米材料驱动装置。这个装置可以用来辅助高龄者步行及保健等，将来也期待运用在运动选手的训练及娱乐器材上。

介入性诊疗

日本科学家最近利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测这种反应产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质、物质特性和状态，初步实验已成功检测出放进溶液的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。

在人体组织的应用

纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯 · 贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体。在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植人物的寿命可达30年之久。

展 望

纳米生物学的近期设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的研究内容。

第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）。还可以用来进行人体器官的修复工作，比如做整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转而延长人的寿命，或使人返老还童。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。

第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置。可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。这样，在不久的将来，被视为当今疑难病症的艾滋病、高血压、癌症等都将迎刃而解。

第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人，目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段。

随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快、效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。