納米技術(shù)與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)
定 價(jià):188 元
叢書名:精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)出版工程
- 作者:崔大祥 等
- 出版時(shí)間:2020/3/1
- ISBN:9787313204783
- 出 版 社:上海交通大學(xué)出版社
- 中圖法分類:R-39
- 頁(yè)碼:337
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)出版工程?精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)系列叢書之一。目前歐美多國(guó)都把納米生物醫(yī)學(xué)作為21世紀(jì)科研優(yōu)先領(lǐng)域予以重點(diǎn)發(fā)展。本叢書從納米技術(shù)輔助精準(zhǔn)診斷、納米技術(shù)輔助精準(zhǔn)治療、納米技術(shù)在藥物精準(zhǔn)輸送中的應(yīng)用及納米材料等幾個(gè)方面分別介紹納米技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,為納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用提供參考和借鑒。
納米科技是基于人工制造的納米結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的納米材料與獨(dú)特的納米效應(yīng)發(fā)展起來(lái)的高新科學(xué)技術(shù)。1959年,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼在《在底部還有很大空間》的演講中提出:物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子地制造物質(zhì)的可能性,納米技術(shù)的概念從此誕生。自20世紀(jì)80年代納米科技迅速發(fā)展以來(lái),納米技術(shù)已滲透到各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)與領(lǐng)域,促進(jìn)了各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展,發(fā)揮了獨(dú)特的作用與難以取代的功能。大力發(fā)展納米科技是時(shí)代發(fā)展的需求與必然選擇。納米科技是當(dāng)代科技發(fā)展的前沿領(lǐng)域,尤其納米制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微納米結(jié)構(gòu)、器件、系統(tǒng)批量化生產(chǎn)的基礎(chǔ),是支撐微納米科技走向應(yīng)用的基礎(chǔ)。材料、物理、化學(xué)和生物等基礎(chǔ)科學(xué)的研究成果以及信息技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)了納米制造技術(shù)的發(fā)展,而納米制造技術(shù)同時(shí)也反過(guò)來(lái)推動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的進(jìn)一步深入發(fā)展。納米科技已與每一個(gè)學(xué)科形成了交叉促進(jìn)發(fā)展的局面。據(jù)美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的預(yù)測(cè),未來(lái)15~20年,全球納米技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到每年10000億美元左右。各國(guó)政府都在加大投入,搶奪納米科技的制高點(diǎn)。納米科技與醫(yī)學(xué)結(jié)合已形成納米醫(yī)學(xué)。納米醫(yī)學(xué)不同于常規(guī)的醫(yī)學(xué),是一個(gè)交叉學(xué)科,不僅進(jìn)行納米尺度的材料與器件的研發(fā),而且更重要的是,應(yīng)用于疾病的診斷、治療、預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)與預(yù)防。
精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是指用現(xiàn)代遺傳技術(shù)、分子影像技術(shù)、分子信息技術(shù)結(jié)合患者的生活環(huán)境和臨床數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的疾病分類與診斷,制定具有個(gè)性化的疾病預(yù)防和治療方案。2015年1月,原美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在國(guó)情咨文演講中提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃”,呼吁美國(guó)制定相關(guān)政策,投入研究經(jīng)費(fèi),加快發(fā)展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。2015年2月,中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平批示國(guó)家科技部和國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委(現(xiàn)國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)),要求國(guó)家成立中國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家組,由19位專家組成了國(guó)家精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家委員會(huì)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的短期目標(biāo)是制定基于個(gè)體防癌治癌的靶向治療方案,其長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)廣大人民群眾的健康管理即提升對(duì)疾病的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及對(duì)許多疾病最佳治療方案的預(yù)測(cè),包括檢測(cè)、測(cè)量、分析廣泛的生物醫(yī)學(xué)信息,從而達(dá)到“防未病、治已病”的效果。疾病的病因?qū)W和分子機(jī)制研究、中國(guó)人群基因組學(xué)大數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、腫瘤遺傳學(xué)與影像學(xué)特征研究、精準(zhǔn)手術(shù)治療與智能化醫(yī)療器械的研究開發(fā)、個(gè)體細(xì)胞儲(chǔ)存與誘導(dǎo)培養(yǎng)回輸、免疫細(xì)胞治療亞健康與腫瘤、干細(xì)胞技術(shù)抗衰老研究等是中國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的主要任務(wù)。
納米科技具有顯著的優(yōu)勢(shì),與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)深度結(jié)合,出現(xiàn)了一個(gè)新的概念即納米精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。納米精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)充分利用納米材料、納米器件等納米科技的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),解決疾病的精準(zhǔn)診斷、精準(zhǔn)治療、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)預(yù)防問(wèn)題,并在臨床醫(yī)療活動(dòng)中進(jìn)行精準(zhǔn)應(yīng)用,最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)服務(wù)于人類健康長(zhǎng)壽的目標(biāo)。
納米精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)離不開納米材料。納米材料具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)與宏觀隧道效應(yīng),在聲、光、電、熱、磁、力學(xué)方面呈現(xiàn)獨(dú)特性質(zhì),利用納米粒子的吸附、熒光信號(hào)和特殊的光譜信號(hào),可顯著增強(qiáng)生物分子檢測(cè)的靈敏度。納米技術(shù)與傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)融合發(fā)展,出現(xiàn)新的檢測(cè)技術(shù),進(jìn)一步增強(qiáng)了檢測(cè)的靈敏度、精準(zhǔn)性,部分實(shí)現(xiàn)了小型化、便攜式、簡(jiǎn)便快速。常見的納米粒子包括磁性納米粒子、金銀納米粒子、量子點(diǎn)、碳納米管、石墨烯等,在疾病標(biāo)志物的捕獲、分離以及檢測(cè)中都有廣泛的研究及應(yīng)用。微流控芯片是一種發(fā)展比較快的微型化診斷技術(shù)。納米技術(shù)與微流控芯片技術(shù)結(jié)合發(fā)展出系列新的檢測(cè)器件與技術(shù),可實(shí)現(xiàn)痕量標(biāo)志物的快速檢測(cè)。納米粒子標(biāo)記技術(shù)與基因芯片技術(shù)結(jié)合可顯著增強(qiáng)基因檢測(cè)的效率與精準(zhǔn)度。利用石墨烯納米膜開發(fā)出的傳感器可以實(shí)現(xiàn)生物標(biāo)志物的超靈敏檢測(cè)。這些都反映了納米技術(shù)使生物標(biāo)志物檢測(cè)更精準(zhǔn)。
隨著納米技術(shù)的發(fā)展,分子影像的應(yīng)用范圍越來(lái)越寬,多功能的納米探針設(shè)計(jì)與制備技術(shù)越來(lái)越成熟。把多模分子影像、光熱治療、磁熱治療、納米藥物的高效遞送高度集成在一個(gè)納米探針上,實(shí)現(xiàn)診療一體化,已成為發(fā)展趨勢(shì),也是納米技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的最有代表性的體現(xiàn)。本書也對(duì)這一進(jìn)展以及存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)進(jìn)行了介紹。
本書主要圍繞納米精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的前沿?zé)狳c(diǎn),重點(diǎn)闡述了納米技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)方面的研發(fā)現(xiàn)狀,討論了術(shù)語(yǔ)、概念及發(fā)展趨勢(shì)與存在的挑戰(zhàn),目的是促進(jìn)納米技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。本書由上海交通大學(xué)崔大祥教授主持編著,編撰工作得到諸多科研院所、高等院校和醫(yī)療機(jī)構(gòu)的大力支持和幫助。其中第1章由張倩執(zhí)筆,第2章由陳迪、林樹靖執(zhí)筆,第3章由章阿敏執(zhí)筆,第4章由王侃執(zhí)筆,第5章由宋春元執(zhí)筆,第6章由汪聯(lián)輝執(zhí)筆,第7章由郅曉執(zhí)筆,第8章由韓宇執(zhí)筆,第9章由楊蒙執(zhí)筆,第10章由金慶輝、牛嘉琪執(zhí)筆,第11章由閆浩執(zhí)筆,第12章由李天亮執(zhí)筆,第13章由劉巖磊執(zhí)筆,第14章由宋杰、冀斌執(zhí)筆,第15章由張春雷執(zhí)筆,第16章由陳云生執(zhí)筆,第17章由崔大祥執(zhí)筆。在此,衷心感謝各位專家的辛勤付出!
崔大祥,納米973項(xiàng)目首席科學(xué)家,獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)等。上海交通大學(xué)教授,早稻田大學(xué)客座教授,教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授。多年從事納米材料的生物學(xué)效應(yīng)與安全性評(píng)價(jià);納米材料與納米效應(yīng)基礎(chǔ)上的納米診斷治療技術(shù)原理研究;納米藥物遞送系統(tǒng)與納米藥物研究。
1 基于納米技術(shù)的核酸及蛋白質(zhì)提取、分離、純化技術(shù)
1.1 納米粒子的制備及表征技術(shù)
1.1.1 納米粒子的制備
1.1.2 納卷粒子的表征技術(shù)
1.2 基于磁性納米粒子的核酸提取、分離、純化技術(shù)
1.2.1 磁分離的基本原理
1.2.2 用于生物分離的磁性納米粒子的特點(diǎn)
1.2.3 磁性納米粒子在核酸提取、分離與純化中的應(yīng)用
1.3 納米粒子的標(biāo)記與染色技術(shù)
1.3 半導(dǎo)體納米粒子的標(biāo)記與染色技術(shù)
1.3.2 貴金屬納米粒子的標(biāo)記與染色技術(shù)
1.3.3 復(fù)合型納米粒子的標(biāo)記與染色技術(shù)
1.3.4 稀土熒光納米粒子的標(biāo)記與染色技術(shù)
1.4 基于納米粒子的蛋白質(zhì)標(biāo)志物分離技術(shù)
1.4.1 基于磁分離技術(shù)的蛋白質(zhì)標(biāo)志物分離
1.4.2 基于微流控芯片技術(shù)的蛋白質(zhì)標(biāo)志物分離
1.5 小結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
2 基于納米技術(shù)的PCR檢測(cè)技術(shù)
2.1 量子點(diǎn)的制備及表面功能化
2.1.1 量子點(diǎn)的制備
2.1.2 量子點(diǎn)的表面功能化
2.2 基于量子點(diǎn)熒光淬滅的定量PCR技術(shù)
2.2.1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)
2.2.2 基于量子點(diǎn)熒光淬滅機(jī)制的定量PCR技術(shù)
2.3 數(shù)字PCR技術(shù)
2.3.1 數(shù)字PCR技術(shù)的原理及發(fā)展
2.3.2 數(shù)字PCR技術(shù)的分類
2.4 小結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
3 納米效應(yīng)基礎(chǔ)上的超敏感傳感檢測(cè)技術(shù)
3.1 等離激元共振效應(yīng)基礎(chǔ)上的檢測(cè)原理
3.1.1 表面等離激元
3.1.2 等離激元共振效應(yīng)基礎(chǔ)上的應(yīng)用和檢測(cè)
3.2 表面增強(qiáng)拉曼散射檢測(cè)原理
3.2.1 拉曼散射
3.2.2 表面增強(qiáng)拉曼散射的原理和增強(qiáng)基底
3.2.3 表面增強(qiáng)拉曼散射的應(yīng)用
3.3 金納米三角基礎(chǔ)上的超敏感傳感檢測(cè)技術(shù)
3.3.1 金三角納米顆粒的制備和應(yīng)用
3.3.2 金三角納米顆粒的超敏感傳感檢測(cè)技術(shù)
3.3.3 三角形金屬納米結(jié)構(gòu)傳感特性的優(yōu)點(diǎn)分析
3.4 空心銀微球基礎(chǔ)上的超敏感傳感檢測(cè)技術(shù)
3.4.1 空心銀微球的合成及表征
3.4.2 空心銀微球超敏感傳感檢測(cè)技術(shù)的表面增強(qiáng)拉曼散射應(yīng)用
3.5 整體柱的加工制備及集成
3.5.1 基于整體柱的表面增強(qiáng)拉曼光譜檢測(cè)
3.5.2 整體柱的加工制備方法
3.6 納米傳感技術(shù)及其在精準(zhǔn)醫(yī)療臨床檢測(cè)中的應(yīng)用
……
4 納米粒子標(biāo)記的層析芯片技術(shù)
5 拉曼光譜及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
6 二維納米材料在腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)中的應(yīng)用
7 巨磁阻傳感器及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
8 基于納米技術(shù)的循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測(cè)
9 基于納米技術(shù)的循環(huán)腫瘤DNA分離捕獲與定量檢測(cè)技術(shù)
10 活體原位生物合成納米簇探針多模態(tài)精準(zhǔn)成像
11 數(shù)字全息顯微鏡技術(shù)在細(xì)胞成像中的應(yīng)用
12 納米孔測(cè)序技術(shù)
13 腫瘤手術(shù)邊界示蹤成像技術(shù)
14 基于原子力顯微鏡的單分子操縱及相關(guān)技術(shù)
15 基于納米探針的診療一體化技術(shù)
16 納米診療技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化
17 納米精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)面臨酌挑戰(zhàn)與前景
縮略語(yǔ)
索引