小中见大——纳米技术在生物医学中的应用
康奈尔大学的 Carlo Montemagno正在设想研制一种可以进入细胞的微型机械。这种微型机械可以完成细胞本身不能完成的任务，比如，它可以生产药物或发电。
这并不是脱离实际的梦想或毫无根据的猜测。Montemagno 已经制作出了一种体积只有红细胞 l/5 大小的生物分子马达。其关键部分是附着在镇轴上的一种来自大肠杆菌的蛋白质和推进器。这种分子马达只有几纳米大小，它所需的能量来自于细胞中普遍存在的生物燃料一—ATP( 三磷酸腺苷 ) 。
下一步是研制可以在细胞内自我组装的分子马达。“我们要使机械系统和生命系统之间获得无缝整合。”Montemagno 说。分子马达的研制成功使人们距离上述设想不再遥远。
这些研究成果有望改变药物和生命系统之间的作用方式。比如即将投入市场的智能植入物可以根据体内需要，释放不同类型和剂量的药物。类似的研究还有可以根据体内需要命令细胞合成某种激素的电子装置，可以在细胞内自组装、利用细胞内能量运行的发电机。毫无疑问，机械已经开始渗透到生命的运动方式中。
, 百拇医药
利用小分子构建的纳米机械和我们日常生活所见的机械有很大不同。纳米机械并不是宏观机械的缩小版本。在纳米世界，没有了杠杆、金属钳和阀门等在宏观世界中常见的机械组件。虽然名称类似，但是物理性质却完全不同。在纳米级别，机械力学已经不再适用，取而代之的是量子力学。
而实用的纳米机械的制造却是一项极其复杂的工程。尽管 Montemagno 自信可以在两年内向人们展示分子马达的用途，他也不得不承认还有许多工程问题尚待解决。目前，这种分子马达的组装成功率是 1%—4%。但是要实现商业可行性，成功率需要达到 99.9%。而且，从分子马达转变成具体的可以应用的机械，则是一个更大的挑战。Montemagno 认为他和同时代的任何其他人都不可能解决这些问题 :“ 这是未来科学家的工作。现在正在学校里读书的那些聪明绝顶的人将来也许会解决这些难题。”
这就意味着纳米生物技术将是一项长期的投资。2002年，欧洲、日本和美国总共对纳米技术投入了 6.24 亿美元的公共研究基金, 比四年前增长了 80%。2003年，美国投入了更多的研究基金，达到了4.97 亿。其中最大的几家研究公司如惠普、 IBM 和 3M 将其 1/3 的研究基金放在了纳米技术方面。尽管如此，为纳米技术研究而伸出的求助之手仍然越来越多。由于所有的研究最终都涉及到普普通通的原子，科学家们很难抗拒以纳米技术的名义寻求投资的诱惑。每个人都声称自己是纳米学家，哪怕是铁路工程师。不仅个人如此，公司同样热衷于将自己的名字加上 “nano( 纳米 )”字样。 “Nano ” 前缀已经像 "dotcom" 后缀一样泛滥成灾。
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但是研究者们深信他们将会搅票＝〈匆淮畏旄驳氐母锩?nbsp; Montemagno 认为，尽管由 Drexler 的猜想而引发的一些宣传有些过分，但至少它们起到了催化剂的作用。 “我非常不习惯随便将人们的某些想法和希望看作是荒谬可笑的东西。已经有太多的例子证明，这些东西并非如此愚蠢。从一次次的尝试中，我们并非没有收获。”Montemagno 说。
解释：
Drexler 猜想——Drexler 是麻省理工学院的空间技术专家。 1986 年，他出 版了《创造之源》一书。书中说，人类对物质控制能力的不断进步将会诞生分子大小的机械部件，可以组装成比细胞还要小得多的微型机械，使人类能够和生物机制直接发生作用。最后 ,Drexler 还说，生物体不过是大自然进化制造的分子机械的组合。人工制造的 “细胞修复机 ”, 在纳米计算机的操纵下，可以比自然力做得更好，可以逐个原子地进行修复，纠正 DNA的错误，维护个别细胞的所有成分。他宣称 : 这不但意味着衰老可以被终止，而且人类最终将战胜死亡。, http://www.100md.com
这并不是脱离实际的梦想或毫无根据的猜测。Montemagno 已经制作出了一种体积只有红细胞 l/5 大小的生物分子马达。其关键部分是附着在镇轴上的一种来自大肠杆菌的蛋白质和推进器。这种分子马达只有几纳米大小，它所需的能量来自于细胞中普遍存在的生物燃料一—ATP( 三磷酸腺苷 ) 。
下一步是研制可以在细胞内自我组装的分子马达。“我们要使机械系统和生命系统之间获得无缝整合。”Montemagno 说。分子马达的研制成功使人们距离上述设想不再遥远。
这些研究成果有望改变药物和生命系统之间的作用方式。比如即将投入市场的智能植入物可以根据体内需要，释放不同类型和剂量的药物。类似的研究还有可以根据体内需要命令细胞合成某种激素的电子装置，可以在细胞内自组装、利用细胞内能量运行的发电机。毫无疑问，机械已经开始渗透到生命的运动方式中。
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利用小分子构建的纳米机械和我们日常生活所见的机械有很大不同。纳米机械并不是宏观机械的缩小版本。在纳米世界，没有了杠杆、金属钳和阀门等在宏观世界中常见的机械组件。虽然名称类似，但是物理性质却完全不同。在纳米级别，机械力学已经不再适用，取而代之的是量子力学。
而实用的纳米机械的制造却是一项极其复杂的工程。尽管 Montemagno 自信可以在两年内向人们展示分子马达的用途，他也不得不承认还有许多工程问题尚待解决。目前，这种分子马达的组装成功率是 1%—4%。但是要实现商业可行性，成功率需要达到 99.9%。而且，从分子马达转变成具体的可以应用的机械，则是一个更大的挑战。Montemagno 认为他和同时代的任何其他人都不可能解决这些问题 :“ 这是未来科学家的工作。现在正在学校里读书的那些聪明绝顶的人将来也许会解决这些难题。”
这就意味着纳米生物技术将是一项长期的投资。2002年，欧洲、日本和美国总共对纳米技术投入了 6.24 亿美元的公共研究基金, 比四年前增长了 80%。2003年，美国投入了更多的研究基金，达到了4.97 亿。其中最大的几家研究公司如惠普、 IBM 和 3M 将其 1/3 的研究基金放在了纳米技术方面。尽管如此，为纳米技术研究而伸出的求助之手仍然越来越多。由于所有的研究最终都涉及到普普通通的原子，科学家们很难抗拒以纳米技术的名义寻求投资的诱惑。每个人都声称自己是纳米学家，哪怕是铁路工程师。不仅个人如此，公司同样热衷于将自己的名字加上 “nano( 纳米 )”字样。 “Nano ” 前缀已经像 "dotcom" 后缀一样泛滥成灾。
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但是研究者们深信他们将会搅票＝〈匆淮畏旄驳氐母锩?nbsp; Montemagno 认为，尽管由 Drexler 的猜想而引发的一些宣传有些过分，但至少它们起到了催化剂的作用。 “我非常不习惯随便将人们的某些想法和希望看作是荒谬可笑的东西。已经有太多的例子证明，这些东西并非如此愚蠢。从一次次的尝试中，我们并非没有收获。”Montemagno 说。
解释：
Drexler 猜想——Drexler 是麻省理工学院的空间技术专家。 1986 年，他出 版了《创造之源》一书。书中说，人类对物质控制能力的不断进步将会诞生分子大小的机械部件，可以组装成比细胞还要小得多的微型机械，使人类能够和生物机制直接发生作用。最后 ,Drexler 还说，生物体不过是大自然进化制造的分子机械的组合。人工制造的 “细胞修复机 ”, 在纳米计算机的操纵下，可以比自然力做得更好，可以逐个原子地进行修复，纠正 DNA的错误，维护个别细胞的所有成分。他宣称 : 这不但意味着衰老可以被终止，而且人类最终将战胜死亡。, http://www.100md.com