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纳米生物传感器应用：发展历史

　　1.一种是美国航空航天局（NASA）完成的电化学基因芯片。他们将DNA 探针固定在碳纳米管阵列上，在探针捕获靶基因之后可以利用电化学方法探测鸟嘌呤碱基的电化学活性，实现对多种基因的快速检测。在这种传感器当中，碳纳米管阵列既可以作为一种良好的纳米载体又因为其卓越的导电能力可以极大提高检测性能。
　　2.另一种被称为“纳米孔”的生物传感器也是由美国科学家完成的，他们采用了一种毒素膜通道蛋白。这种蛋白质内有一个纳米尺度的空腔，单链的DNA 探针分子可以自由地通过这个通道；而当DNA 探针捕获到靶基因或靶蛋白之后体积就会变大，从而堵塞在空腔内。因此通过探测膜通道的离子电流就可以实现单个分子的探测。
　　3.检测细菌、病毒、蛋白质（抗原、抗体、酶等）、有机小分子（农药残留物、毒品等）、重金属离子等，其探测范围涵盖了我们生活的方方面面。
　　4.帮助临床医生快速地检测癌细胞和多种肿瘤标记物，从而实现癌症的早期诊断；在传染病防治方面可以实现快速反应，把具有传染性的SARS、禽流感、肝炎病毒等限制在最小范围；
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纳米生物传感器应用：纳米生物传感器

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纳米生物传感器
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纳米技术引入生物传感器领域后，提高了生物传感器的灵敏度和其它性能，并促发了新型的生物传感器。因为具有了亚微米尺寸的换能器、探针或者纳米微系统，生物传感器的各种性能大幅提高。
中文名
纳米生物传感器
外文名
Nanobiosensors
应用技术
纳米技术
应用领域
生物传感器
诞生时间
1967年
例    子
葡萄糖传感器
目录
1
技术结合
2
技术研究
3
应用
纳米生物传感器技术结合
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语音
纳米技术和生物技术是21世纪的两大领先技术，在这两者之间存在着许多技术交叉，其中，纳米生物传感技术将有望成为新兴产业。自从1967年第一支葡萄糖传感器诞生以来，生物传感技术已成为一前沿技术，它是一个由生物、化学、医学、物理、电子技术等多种学科相互渗透形成的研究领域。生物传感器具有选择性高、分析速度快、操作简易和仪器价格低廉等特点，而且可进行在线甚至活体分析，在临床诊断、环境监测、食品工业等方面得到了高度重视和广泛应用。纳米技术主要是针对尺度为1nm～100nm之间的分子世界的一门技术。该尺寸处在原子、分子为代表的微观世界和宏观物体交界的过渡区域，基于此尺寸的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，因此有着独特的化学性质和物理性质，如表面效应、微尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等，呈现出常规材料不具备的优越性能。
纳米生物传感器技术研究
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新技术的基础是科学家们对细胞内天然生物传感器的研究成果。参与研究的罗马第三大学的弗朗西斯科-里奇表示，探测转录因子活动的所有信息已被编入基因组中，而且当处于受激状态时，这数千个不同的转录因子会依附于特定的目标DNA序列中，因此，可使用这些序列作为起始点来构建新的纳米传感器。从细菌到人，所有生物都使用“生物分子开关”（由RNA或蛋白制成、可改变形状的分子）来监测环境。这些“分子开关”的诱人之处在于：它们很小，足以在细胞内“办公”，而且非常有针对性，足以应付非常复杂的环境。该研究团队受到这些天然纳米传感器的启发，用DNA而非蛋白质或RNA合成出了新的纳米传感器。他们将三种天然DNA序列（每种能识别出不同的转录因子）进行了调整，将其编入分子开关中，当这些DNA序列与其目标结合时，这些分子开关就会变成荧光。科学家们能用这样的纳米传感器，通过简单测量荧光强度来直接确定细胞内转录因子的活动。
纳米生物传感器应用
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科学家们主要通过细胞编程技术改变某些转录因子的浓度，将干细胞变成特定的细胞。新传感器能监测转录因子的活动，因此可确保干细胞被正确地重新编程。它也能确定病人癌细胞中的哪个转录因子被激活，哪个被抑制，以便医生对症下药。因为其能直接在生物样本体内工作，因此，它也能用于筛选和测试抑制肿瘤的新药。科学家们无需花费数小时将蛋白质从细胞中提取出来，只需将传感器直接放入细胞中，测量荧光强度即可。这种传感器可用来监测数千个转录因子的活动，以帮助科学家们更好地理解细胞分裂和发育机制。
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纳米生物传感器应用：纳米生物传感器的应用有哪些？来看看吧！

信息化技术日益成熟，为我国科技发展带来了巨大的促进作用。目前，生物传感器在和纳米技术相互结合以后，传感器灵敏度会大大提高，而整体使用性能也随之提升。纳米生物传感技术已经慢慢成为一项前沿的技术，它操作简便、分析速度快、成本低。并且在各行各业中极其受欢迎，下面就为大家详细介绍一下纳米生物传感器的相关应用。
纳米生物传感器的应用有哪些？
生物传感技术与纳米技术融合，开创了医疗行业应用新领域。
细胞的编程技术可改变了某些转录因子的浓度，并且可以将干细胞转变成特定的细胞。而新传感器也能检测出转录因子的活动，所以可以被用来检测干细胞，以便于被正确地重新编程。除此之外，它还能确定出病人癌细胞中有哪些转录的因子被激活，被抑制又有哪些，以便于医生对症下药。而因为它能够直接在生物样本体内工作，所以，它也能用于筛选和测试抑制肿瘤的新药。
纳米生物传感器研究方向
对于纳米生物传感器而言，它是科学家们对细胞内天然生物传感器的重大研究成果。
从最初的细菌到人体，所有的生物都可以使用生物分子开关来（由RNA或蛋白制成、可改变形状的分子）来探测监测环境。而这些“分子开关”的亮点就在在于：体积较小，也可以在细胞内“办公”，同时非常有针对性，能够应对各种复杂的环境。
研究团队受到了天然纳米传感器的启发，因此采用了DNA而不是蛋白质或RNA，并且合成出了新的纳米传感器。他们可以将三种天然DNA序列（每种能识别出不同的转录因子）进行调整，同时可以将其编到分子开关中，每当这些DNA序列与其目标结合时，这些分子的开关会直接转变成荧光，因此科学家们能通过这样的纳米传感器，简单测量出荧光强度，并可以确定出细胞内转录因子活动情况。
看完以上为您介绍的纳米生物传感器应用，您对于纳米生物传感器的认识是否又深入一些了呢？纳米生物传感器是一种精细化操作的传感器，目前在市场上有着大量的需求，而基于大量需求的趋势之下，纳米生物传感器技术将会越发展越加成熟，而未来的市场应用也会逐渐扩大。

纳米生物传感器应用：纳米生物传感器的研制及应用

研究方向

联系方式

地址：江苏省南京市栖霞区仙林大道163号化学楼A511室邮箱：wangzl@nju.edu.cn电话: 025-传真: 025-

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南京大学

南京大学化学化工学院

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小木虫

纳米生物传感器的研制及应用

发布时间：2019-06-14

作者：王志林

浏览量：287

功能纳米材料是纳米材料科学中 最富有活力的领域,它对生物、能源、环境、信息、宇航等高科技领域将产生深远的影响并具有广阔的应用前景。我们制备了一系列以纳米材料为基底的能分别识别 环境污染物对苯二酚、药物分子阿司匹林、神经递质多巴胺以及生物大分子牛血红蛋白等分子印迹聚合物，同时制备了一系列配位聚合物纳米粒子，初步提出了配合 物纳米材料形成的机制，系统研究了配合物纳米材料的荧光性质，抗菌和抗肿瘤活性，并将其衍生材料用作锂离子电池储能材料和超级电容器的电极材料(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.)。