前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇生物醫(yī)學(xué)電磁技術(shù)范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

生物醫(yī)學(xué)電磁技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：多參量光聲成像;生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域;應(yīng)用

光聲成像是近年來誕生的一種新型復(fù)合成像技術(shù)，是借助光聲效應(yīng)產(chǎn)生而來，光聲效應(yīng)的聲信號即光聲信號，其強(qiáng)度是由力學(xué)、光學(xué)、運(yùn)動學(xué)、熱學(xué)等特征來決定的，光聲成像具有聲學(xué)成像與光學(xué)成像的優(yōu)勢，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，取得了理想的成果。

1光聲成像的優(yōu)勢

光聲信號產(chǎn)生的基本原理是：當(dāng)用短脈沖激光照射吸收體時，吸收體中的分子吸收光子后，當(dāng)滿足一定的條件時，吸收體分子的電子從低能級躍遷到高能級而處于激發(fā)態(tài)，而處于激發(fā)態(tài)的電子極不穩(wěn)定，當(dāng)電子從高能級向低能級躍遷時，會以光或熱量的形式釋放能量。在光聲成像應(yīng)用中通常會選擇合適波長的激光作為激發(fā)源，使吸收的光子的能量轉(zhuǎn)化為熱能的效率最大，通常從光能轉(zhuǎn)化為熱能的效率可達(dá)到90%以上。釋放的熱量導(dǎo)致吸收體局部溫度升高，溫度升高后導(dǎo)致熱膨脹而產(chǎn)生壓力波，這就是光聲信號。與聲學(xué)成像相比，光聲成像利用了光吸收系數(shù)，在化學(xué)成分的分析方面，有著獨(dú)特的優(yōu)勢。其中，聲波能夠獲取物體的彈性參量、密度等力學(xué)特征，應(yīng)用在生物體中，可以將生物體的功能信息、生理結(jié)構(gòu)等清晰地反映出來。與光學(xué)成像相比而言，光聲成像對于組織有著非常高的分辨率，光學(xué)成像往往只能夠得出組織表層1mm深度左右的高質(zhì)量圖像，如果深度偏高，分辨率就會大受影響，與之相比，聲波的散射強(qiáng)度更小，在生物組織中的傳播有著低散射、低耗散的優(yōu)勢，空間分辨率的成像深度非常理想。此外，光聲成像在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用更加安全，該種成像方式應(yīng)用的是激光、微波照射法，與X射線、CT相比，更加安全，只需要很少的電磁輻射能量，即可獲取到理想的光聲信號，避免對生物組織造成熱損傷。

2多參量光聲圖像在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

2.1多尺度成像

多參量光聲圖像可以得出深層組織圖像，還能夠利用圖像參量來實(shí)現(xiàn)多尺度成像，揭示出生物體的功能與結(jié)構(gòu)信息。所參量光聲圖像的成像效果，與組織的生理功能、光吸收系數(shù)有著密切的關(guān)系，在應(yīng)用的過程中，需要根據(jù)各個組織的成分來合理選擇電磁波波長，選擇性針對組織中的成分進(jìn)行分析，得出解剖、代謝、分子、功能、基因方面的信息。如，DNA、RNA的紫外線吸收能力較強(qiáng)，利用紫外線作為激發(fā)光源，即可獲取到高對比度圖像。在臨床醫(yī)學(xué)中，如果細(xì)胞核形態(tài)存在異常，也就說明，癌細(xì)胞DNA復(fù)制發(fā)生障礙，因此，該種診斷方式對于早期癌癥的診斷有著重要的意義；血紅蛋白主要吸收可見光頻段電磁波，利用光聲成像，可以獲取到關(guān)于血液系統(tǒng)的高對比圖像；油脂、水等對于近紅外段電磁波與微波段吸收情況良好，利用近紅外激光、微波作為光源，可以快速分析出其中的異常聚集問題。在生物組織中，每一種化學(xué)成分的光吸收特性都是不同的，在診斷過程中，可以借助多波長激光照射組織來獲取相關(guān)信息，通過定性分析與定量分析相結(jié)合的方式得出生物組織各項(xiàng)化學(xué)組分信息，利用波長與電磁波吸收特性，既可以分析出血紅蛋白含量，還可以獲取到脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白的相對含量，分析出血氧飽和度。血紅蛋白是生物體內(nèi)的重要載體，可以直接反映出生物的新陳代謝過程，這對皮膚疾病、腦血管疾病、腫瘤的早期診斷，有著重要的意義。

2.2生物組織黏彈特征

此外，借助多參量光聲成像，還可以檢測出生物組織黏彈特征，在檢測時，需要使用連續(xù)激光照射樣本，得出組織黏彈參數(shù)，利用光聲信號相位與強(qiáng)度，獲取到最終的檢測信息，與光吸收特性相比而言，該種方式從力學(xué)角度反映出組織硬度、血液粘稠度，可以直接計(jì)算出組織生物力學(xué)系數(shù)與光學(xué)參量，為診斷提供可靠的信息指導(dǎo)，在心血管疾病、腫瘤的早期診斷上，有著突出的作用。

2.3溫度分布情況

多參量光聲成像還能夠反映出溫度的分布情況，光聲信號強(qiáng)度與光吸收系數(shù)是密切相關(guān)的，與媒介系數(shù)為正比關(guān)系，在媒介溫度升高之后，媒介系數(shù)也會相應(yīng)升高，因此，利用該種系數(shù)可以反映出具體的光聲圖像。數(shù)據(jù)顯示，在每升高1℃，光聲升壓會增高5%。借助光聲成像，可以直接得出溫度系數(shù)，靈敏度高達(dá)0.16℃，能夠檢測出絕對溫度值，準(zhǔn)確度非常高。光聲成像還可以借助光聲多普勒效應(yīng)與光聲信號之間的關(guān)系來得出血流速度的相關(guān)信息，檢測出信號多普勒頻移，借助這一原理，可以滿足血流速度精細(xì)成像的要求，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，得出低速流體信息。

2.4紅細(xì)胞形態(tài)特征

借助多參量光聲信號的功率頻譜參數(shù)，還可以得出亞波長微結(jié)構(gòu)信息、細(xì)胞形態(tài)、聲學(xué)功率譜特性測出紅細(xì)胞形態(tài)特征，鑒別早期血栓與癌細(xì)胞的形成。根據(jù)研究實(shí)驗(yàn)顯示，針對窄帶低頻光聲呈現(xiàn)系統(tǒng)的信號進(jìn)行分析，可以鑒定出亞波長尺寸微結(jié)構(gòu)信息，以頻譜斜率作為參數(shù)，計(jì)算出亞波長尺寸結(jié)構(gòu)。在生物組織之中，存在大量的微米量級微結(jié)構(gòu)，如紅細(xì)胞、微鈣化斑點(diǎn)、黑素瘤等等，借助多參量光聲成像，能夠?yàn)橄嚓P(guān)疾病的診斷提供有價值的信息。此外，借助于物化譜參量呈現(xiàn)技術(shù)，可以將聲學(xué)功率譜與光學(xué)吸收譜分析相結(jié)合，得出組織的化學(xué)特征與物理特征，該種分析方式為物化譜分析法（Physio-chemicalspectrum），在分析時，需要先利用不同波長激光脈沖進(jìn)行照射，得出帶有組織化學(xué)成分信息的聲學(xué)功率譜，計(jì)算出一維功率譜，將亮相參數(shù)結(jié)合起來，即可獲取到組織的二維物理化學(xué)譜。物理化學(xué)譜可以清晰地反映出組織的微結(jié)構(gòu)特征與物理化學(xué)成分，得出組織特異化標(biāo)簽。

3多參量光聲成像的應(yīng)用分析

多參量光聲成像不僅具有深分辨率高的優(yōu)勢，也具備信息敏感、成像對比度高的優(yōu)勢，可以從血液流速、組織力學(xué)、溫度分布、生化組分、微結(jié)構(gòu)特性來分析生物的功能、解剖、基因、分子、代謝信息，選擇適宜的工作頻率和成像模式，可以達(dá)到納米級的分辨率，深度也能夠達(dá)到50mm。多參量光聲成像技術(shù)的應(yīng)用滿足了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展需求，有著非常大的應(yīng)用潛力。但是，畢竟多參量光聲成像屬于新型技術(shù)，在應(yīng)用的過程中，還有一些難題需要突破。首先，該種技術(shù)的理論是建立在生物組織聲學(xué)特征均勻的基礎(chǔ)上，如果組織的聲學(xué)特征不均勻、分布復(fù)雜，必然會影響應(yīng)用效果。在人體組織中，空穴、骨骼的聲阻抗是存在差異的，容易致使聲傳播出現(xiàn)反射和散射的問題。其次，雖然多參量光聲成像的深度已經(jīng)達(dá)到了50mm，但是對于更深組織成像，還具有局限性，這也是下一階段需要重點(diǎn)解決的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]陳炳章,易航,楊金戈,等.光聲內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在人體直腸癌離體組織中的實(shí)驗(yàn)研究[J].物理學(xué)報，2014(8)：76-77.

[2]曾志平,謝文明,張建英,等.基于聚焦光聲層析技術(shù)的甲狀腺離體組織成像[J].物理學(xué)報，2012(9)：23-25.

[3]EricM.Strohm,ElizabethS.L.Berndl,MichaelC.Kolios.ProbingRedBloodCellMorphologyUsingHigh-FrequencyPhotoacoustics[J].BiophysicalJournal，2013(1)：116-117.

生物醫(yī)學(xué)電磁技術(shù)范文第2篇

近20年來,磁性高分子微球的研究非?；钴S,已從最簡單的高分子包裹磁性材料發(fā)展到多種類型的組成方式。本文根據(jù)磁性高分子微球的結(jié)構(gòu)類型將其分成三類(見圖1),但是,組成磁性微球的基本材料仍然是磁性物質(zhì)和高分子材料。磁性物質(zhì)包括Fe3O4、r-Fe2O3、Pt、Ni、Co等,其中Fe3O4使用最多;高分子材料包括合成高分子材料和天然高分子材料。合成高分子材料常用的有苯乙烯共聚物、聚酯類、聚酰胺類高分子;天然高分子材料常用的有明膠、白蛋白、纖維素和各種聚糖。此外,近年來有人為了電磁方面的應(yīng)用,研究了一些導(dǎo)電性的磁性高分子微球[4,5],聚吡咯、聚苯胺等導(dǎo)電聚合物也可用來制備磁性微球。磁性高分子微球的性質(zhì)不僅與組成材料的性質(zhì)有關(guān),還與制備方法有關(guān)。因此,制備方法的研究十分重要。通常不同類型的磁性高分子微球其制備方法也有所不同。

2磁性高分子微球的制備方法

2•1a型磁性高分子微球的制備方法a型磁性高分子微球是一種簡單的核殼微球,其制備方法有兩種分類法:一種是根據(jù)磁性物質(zhì)與磁性微球的形成次序分,有一步法和二步法;另一種是常規(guī)分法,有包埋法和單體聚合法。這兩種分法的交叉部分在于包埋磁性物質(zhì)可采用一步法或二步法,而單體聚合包裹則大多采用二步法。

2•1•1一步法

一步法又稱共沉淀法,是指在生成磁性物質(zhì)(Fe3O4或Fe2O3)的同時產(chǎn)生磁性高分子微球的制備方法,即先將高分子物質(zhì)溶解,然后依次加入Fe2+和H2O2或FeCl2和FeCl3溶液,攪拌的同時滴加堿性溶液提高pH值,這樣磁性物質(zhì)一產(chǎn)生就被包裹形成核殼磁性高分子微球。邱廣亮[6]等采用這種方法制備了納米級磁性明膠微粒,并用于纖維素酶的固定化。一步法的優(yōu)點(diǎn)是制備方法簡單,避免了制取磁流體或均勻分散磁粒子的相關(guān)處理,制得的磁性微球粒徑較小、表面積大。缺點(diǎn)是磁性微球大小不均勻、磁響應(yīng)性較弱。

2•1•2二步法

二步法通常是先制備Fe3O4微粒子(或直接購買Fe3O4粉末),然后將其與聚合物或高分子單體溶液混合作用制得磁性高分子微球。目前制備磁性高分子微球普遍采用二步法。Emir[7]等先制取Fe3O4,接著將Fe3O4粉末和殼聚糖倒入分散劑中反應(yīng),同時加入交聯(lián)劑戊二醛,通過控制反應(yīng)條件得到無孔的粒徑在100~250μm之間的殼聚糖微球。由于一步法制得的Fe2O3-PANI復(fù)合微球室溫電導(dǎo)率和磁化率都較低,且結(jié)構(gòu)和性質(zhì)難以控制,Deng’s[4]實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)改進(jìn),采用二步法合成了電磁性Fe3O4交聯(lián)聚苯胺復(fù)合粒子,粒徑在30~40nm之間,研究表明,控制Fe含量和摻雜程度可提高飽和磁化率與導(dǎo)電性。

2•1•3包埋法和單體聚合法

這兩種方法宮月平[8]等闡述得很全面,在此不再贅述具體的方法,只介紹最新的研究成果。在包埋過程中,采用交聯(lián)劑交聯(lián)高分子層可增加磁性微球的穩(wěn)定性,但通常化學(xué)交聯(lián)的磁性微球大小不均勻且有聚集,粒徑分布較寬且球形不規(guī)則。為了解決這些問題,Chatterjee[9]等采用熱固化包埋法合成了人血清蛋白磁性微球,粒徑分布、球形都有所改善,微球更分散。Harris[10]等采用親水性三段式共聚物(PEO-COOH-PEO)包覆Fe3O4納米粒子得到磁性微球分散體系,研究了PEO長度對微球分散穩(wěn)定性的影響。Chang[11]等將磁粒子羥基化后與甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷連接,再與異丙基丙烯酰胺接枝共聚得到核-殼磁性高分子微球。DengY[12]等用反相微乳液聚合合成了聚丙烯酰胺磁性微球。Kondo[13]采用兩步無乳化劑乳液聚合制得熱敏性P(St-NIPAM-MAA)磁性微球。Zhang[14]用分散聚合的方法制備聚(苯乙烯-烯丙醇)磁性微球,將其與CuPc(CoCl)4反應(yīng)后得到一種具有良好光電導(dǎo)性的磁性微球。

2.2b型磁性高分子微球的制備方法

b型磁性高分子微球分為兩類見圖1(b1,b2),主要有兩種制備方法。

2•2•1界面沉積法

界面沉積法可用來制備b1和b2類型的磁性高分子微球。它通常是先分別制取聚合物膠體粒子和無機(jī)物粒子,通過加入電解質(zhì)、調(diào)節(jié)pH值或其他方式使聚合物膠體粒子和磁性粒子表面帶上相反性質(zhì)的電荷,由于靜電作用,兩者混合后磁性粒子被吸附在聚合物膠體粒子表面形成包覆層,得到b2型磁性微球。如果以此乳膠粒子為種子進(jìn)行乳液聚合,可制得夾心式結(jié)構(gòu)(b1型)的磁性高分子微球。SauzeddeF[15,16]實(shí)驗(yàn)組用這種方法制備了三種夾心式的親水性磁性高分子微球。由于界面沉積法制備的磁性高分子微球粒徑主要由最初的高分子微粒的大小決定,故其粒徑易于控制,大小均勻,磁一致性強(qiáng)。

2•2•2非電性沉積法

非電性沉積法也稱化學(xué)沉積法或EPS法,用于制備b2型的磁性高分子微球。具體做法是先制得表面帶功能團(tuán)的微球,在微球表面引入貴金屬離子(Pd2+),接著將金屬離子還原成0價得到活化的聚合物微球,最后化學(xué)還原過渡金屬離子使其沉淀在聚合物微球表面。這種沉積不是由靜電作用引起的,是一種非電性沉積。WangYanmei等[17]以Pd激活P(St-AA)微球,將Ni和Co沉積在其表面得到核殼型的P(St-AA)Ni和P(St-AA)Co磁性微球,他認(rèn)為化學(xué)沉積是表面功能團(tuán)引發(fā)的。這種方法制得的磁性高分子微球,粒子大小由高分子微粒的大小和過渡金屬離子的濃度決定,粒徑均勻,但微球表面不太光滑。

2•3C型磁性高分子微球制備方法

C型磁性高分子微球由溶脹法(也稱化學(xué)轉(zhuǎn)化法)制取,該法是Ugelstad在1979年創(chuàng)立的。此法通過溶脹大孔的、表面及孔內(nèi)含多種官能團(tuán)(-NO2,-OH,-CHO)的聚合物粒子,讓一定濃度的磁性金屬離子滲透到大孔中去,然后利用堿性試劑或改變溫度使金屬離子轉(zhuǎn)化為磁性氧化物,再利用交聯(lián)劑或其它方法封閉孔道。在封孔之前,可通過反復(fù)滲透和中和來調(diào)整磁含量達(dá)到所需水平。采用此法制備的磁性聚合物微球單分散性好,磁含量可控,磁均一性強(qiáng)。溶脹法是目前制備磁性聚合物微球的最好方法,已商業(yè)化,但操作程序繁瑣。張梅等[18]用此法制備出磁性較強(qiáng)、磁分布均勻的強(qiáng)酸樹脂、磁性磺化微球等?？道^超[19]也用二步溶脹法制取了單分散、大粒徑的磁性聚苯乙烯微球。除了以上介紹的制備方法,有些研究還嘗試了新的方法制備磁性高分子微球。Burke[20]在氨和聚合物分散劑存在下熱分解Fe(CO)5得到聚合物/金屬殼核納米微球。Avivi[21]等用超聲化學(xué)法制備了磁性牛血清蛋白微球,粒徑分布窄,但微球表面不光滑,有Fe2O3粒子聚集。此外,為了滿足生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用對磁性高分子微球性質(zhì)的要求,常常需要對其表面進(jìn)行修飾。這樣不僅保持了磁性高分子微球生物降解性,而且提高了強(qiáng)度,改善了球形,可用作靶向藥物的載體。

3磁性高分子微球的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

由于磁性高分子微球的特殊性質(zhì),使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。磁性微球的高分子外殼的表面多樣性使它可以通過各種化學(xué)反應(yīng)與生物活性物質(zhì)中的配基偶聯(lián),從而識別相應(yīng)的抗原或抗體、核酸等,最后在外加磁場中進(jìn)行分離。正是由于磁性高分子微球的順磁性,使它在磁場中定向移動,達(dá)到分離或靶向的目的。

3.1固定化酶

游離酶在生物化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用往往不盡人意,而將酶固定在磁性載體上則有諸多的優(yōu)勢。這是因?yàn)槊腹潭ㄔ诖判愿叻肿游⑶蛏虾?其熱穩(wěn)定性、存放穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性都得到提高;固定化酶再生性好,使用效率高;可用于連續(xù)生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本;可在外加磁場作用下快速分離,適于大規(guī)模連續(xù)化操作。Akgo[22]用羰基二咪唑(CDI)活化的磁性聚乙烯醇微球來固定轉(zhuǎn)化酶。Arica[23]等將環(huán)六亞甲基二胺(HMDA)連接在聚異丙烯酸甲酯(PMMA)磁性微球表面,用CDI或CNBr激活后用于共價結(jié)合葡糖淀粉酶。Rittich[24]采用三氯三嗪法將脫氧核糖核酸酶固定在磁性纖維素微球和磁性聚(HEMA-EDMA)微球上,用來降解染色體和質(zhì)體DNA。BílkováZ等[2]用磁性P(HEMA-EDMA)微球的酰肼衍生物固定半乳糖氧化酶,被定向固定的酶表現(xiàn)出很高的存儲活性和對環(huán)境的低敏感性。磁性載體的性質(zhì)對固定化酶的應(yīng)用十分重要,它必須滿足一定的條件:①無毒;②可生物相容;③能夠提供足夠大的表面積,使酶反應(yīng)順利進(jìn)行,降低酶反應(yīng)基質(zhì)和產(chǎn)物的分散限制;④具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。

3.2細(xì)胞分離

有效的細(xì)胞分離是臨床免疫應(yīng)用最基本最重要的一步。在磁性高分子微球表面接上具有生物活性的吸附劑或配基,然后與目標(biāo)細(xì)胞結(jié)合,加上外磁場將細(xì)胞分離、分類,即磁性細(xì)胞分離,是一種有效的細(xì)胞分離方法。此法具有操作簡單快速、分離純度高、保留細(xì)胞活性、成本低等優(yōu)點(diǎn)。Chatterjee[25]在白蛋白磁性微球(ALBMMS)和聚苯乙烯磁性微球(PSMMS)表面接上凝血素,用來分離紅血細(xì)胞。Kacemi[26]等為了研究胎盤內(nèi)皮細(xì)胞在血管形成及血流量維持中的作用,用免疫球蛋白磁性微球從胎盤中分離出內(nèi)皮進(jìn)行分析。

3.3磁性靶向給藥

磁性靶向給藥是以磁性高分子微球?yàn)檩d體,將藥物包封在其中,吸附在高分子層或偶聯(lián)在表面,口服或注入體內(nèi),利用外加磁場引導(dǎo)載藥微球到病患處集中并緩慢釋放,定向作用于靶組織。定向給藥可使靶區(qū)藥物濃度高于正常組織,減少藥劑量和藥物毒副作用,提高藥效。GhassabianS[27]等將地塞米松和Fe3O4包埋于白蛋白微球中,用于治療淋巴細(xì)胞腫瘤。HafeliUO等[3]用磁性聚乳酸放射性微球靶向治療腫瘤細(xì)胞,進(jìn)行了體外和體內(nèi)放射效果研究。由于藥物載體會與藥物一起進(jìn)入人體內(nèi),而藥物載體必須不能對人體造成傷害。故用于靶向藥物的磁性高分子微球必須滿足一定要求:(1)具有生物降解性;(2)粒徑<1•4μm,以免阻塞血管,利于微球在靶區(qū)均勻分布;(3)具有一定的緩釋性;(4)具有最大的生物相容性和最小的抗原性;(5)載藥微球及其降解產(chǎn)物無毒或毒性極低。

3.4核酸(DNA)分離、提純

樣品制備的質(zhì)量,尤其是DNA分離的效果,是衡量DNA技術(shù)的基本標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)典的DNA/RNA分離方法有柱分離法和一些包括沉積、離心步驟的方法,這些方法的缺點(diǎn)是耗時多,難以自動化,不能用于分析小體積樣品,分離不完全。使用磁性高分子微球進(jìn)行核酸分離可避免這些局限。Oster[28]使用含F(xiàn)e3O460%、非特定蛋白質(zhì)結(jié)合率低的M-PVA磁珠,從血液中分離DNA,產(chǎn)率很高。用于核酸雜化測定或含特定序列核酸的提純,可自動操作和重復(fù)使用,產(chǎn)物純度高。除了可應(yīng)用于以上生物醫(yī)藥領(lǐng)域,磁性高分子微球還可用于生物分子識別,細(xì)胞跟蹤速度標(biāo)定,微量有機(jī)物測定等。

4展望

近年來,對磁性高分子微球的研究已多見報道,但要使磁性高分子微球在應(yīng)用領(lǐng)域得到推廣,還需做很多深入細(xì)致的研究工作。

(1)用導(dǎo)電性聚合物包裹磁性物質(zhì)得到電磁性微球克服了導(dǎo)電聚合物機(jī)械強(qiáng)度和加工性能差的缺點(diǎn),同時兼具電導(dǎo)性和磁性,可望在電池、電磁屏蔽材料、傳感器等方面有巨大的應(yīng)用潛力。因此,電磁性高分子微球的研究是今后工作的重點(diǎn)之一。特別是要解決如何使聚合物微球即具有良好的磁響應(yīng)性又具有較好的電導(dǎo)率。有人用TiO2包裹PSt/Fe3O4磁性微球制得多層的電磁響應(yīng)性的復(fù)合微粒,其雙電常數(shù)和電導(dǎo)率處于PSt/Fe3O4微球和TiO2之間,接近TiO2[5]。所以,還可考慮采用其他導(dǎo)電物質(zhì)來制備電磁性聚合物微球。

(2)國外已有商品化磁性微球試劑盒(Dynab-eads)出售,但價格昂貴,對推廣應(yīng)用不利。因此,降低磁性高分子微球的制備成本也是今后的一個工作重點(diǎn)。

生物醫(yī)學(xué)電磁技術(shù)范文第3篇

本發(fā)明涉及一種電磁爐陶瓷板及其制備方法。采用普通陶瓷骨料、有機(jī)粘結(jié)劑以及有機(jī)成孔劑，配比為陶瓷骨料72%～90%、有機(jī)粘結(jié)劑5%～8%、有機(jī)成孔劑5%～20%的成分；采用干壓成形制備工藝。通過該技術(shù)制備出的電磁爐陶瓷板具有 800～1100℃無變形；其熱膨脹系數(shù)為0～1.5×10-6/K；能承受650℃到室溫水 10次循環(huán)無開裂；制備能耗是微晶板的2/3左右，成本是微晶玻璃的1/2左右；能夠抵抗535g鋼球11～18cm高跌落不開裂或沖擊錘沖擊5次不開裂的強(qiáng)度；孔隙率在0～40%；在使用中無發(fā)黃現(xiàn)象，該電磁爐陶瓷板符合行業(yè)要求。

專利號：200910042423.9

摻加氧化鋅晶須制備磷酸鈣基生物陶瓷的技術(shù)

本發(fā)明涉及了利用摻加氧化鋅晶須制備磷酸鈣基生物陶瓷的技術(shù)，屬于無機(jī)非金屬材料科學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明的基本實(shí)施步驟為：以TCP/HAP 納米復(fù)合粉體為主要原料，分別添加不同量的ZnOw，采用機(jī)械混合的方法混合均勻；在40MPa成形壓力下進(jìn)行冷壓成形，將成形后的試樣置于高溫爐中燒結(jié)。所得樣品力學(xué)性能好、生物相容性好，并且生物降解速度與骨的生長速度相匹配；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備簡單、投資少、生產(chǎn)成本低，所得產(chǎn)品性能高、產(chǎn)品性能可控。

專利號：200910000785.1

β-TCP/HAP/Ca2P2O7多相多孔生物陶瓷的制備方法

本發(fā)明涉及到骨組織修復(fù)材料，特別涉及一種制備β-TCP/HAP/Ca2P2O7多相多孔生物陶瓷的制備方法，屬于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明首先對牛松質(zhì)骨做去脂去蛋白處理；其次使用不同濃度的NH4H2PO4溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨；最后待牛松質(zhì)骨干燥后再高溫?zé)Y(jié)制備而成。制備的材料能夠保持天然骨骼的三維立體多孔結(jié)構(gòu)，孔連通性比較好，可以誘導(dǎo)新骨的長入并且具有較好的生物降解性、生物相容性以及優(yōu)良的力學(xué)性能特點(diǎn)。使用NH4H2PO4溶液處理牛松質(zhì)骨比較穩(wěn)定，在常溫下不會釋放出對人體有害的氨氣，實(shí)驗(yàn)制備過程更安全、健康。

專利號：200910000784.7

還原氮化法原位合成鎂阿隆/β-賽隆復(fù)相陶瓷材料

還原氮化法原位合成鎂阿隆/β-賽隆復(fù)相陶瓷材料，屬于結(jié)構(gòu)陶瓷與耐火材料領(lǐng)域。使用原料的質(zhì)量百分比為：硅粉2～30％；鋁粉2～10％；氧化鋁40～85％；氧化鎂3～15%；鎂阿隆/β-賽隆復(fù)相陶瓷材料中鎂阿隆的百分含量為40～95%，β-賽隆的百分含量為5～60%；采用高溫還原氮化合成法一步合成。合成鎂阿隆/β-賽隆復(fù)相陶瓷材料的制備工藝為：高溫?zé)崽幚磉^程中通入氮?dú)?，氣氛壓力?.1MPa，溫度為1500～1800℃，保溫時間為2～8h。本發(fā)明以硅、鋁為還原劑還原氮并化合成鎂阿隆/β-賽隆復(fù)相陶瓷材料，具有單相鎂阿隆材料或β-賽隆材料的優(yōu)點(diǎn)，具有強(qiáng)度高、韌性好、抗渣侵蝕性好、抗熱震性優(yōu)的特點(diǎn)。

專利號：200910076060.0

一種碳化硼基復(fù)合陶瓷及其制備方法

本發(fā)明公開了一種碳化硼基復(fù)合陶瓷及其制備方法。按重量百分?jǐn)?shù)，包括下述組分：碳化硼粉末45～50％、酚醛樹脂5～8％、金屬硅42～50％；上述組分稱量后，先用酒精溶解酚醛樹脂，并加入碳化硼粉料，機(jī)械球磨混合均勻；用造粒機(jī)造粒，模壓成形所需制品形狀的生坯；將壓制好的生坯，放入烘箱干燥固化；石墨坩堝內(nèi)加入定量的金屬硅，將固化后的生坯，放置于金屬硅上，連同坩堝一起放入高溫真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1550～1700℃，保溫1～3h后隨爐冷卻，即可制得碳化硼基復(fù)合陶瓷。本發(fā)明的酚醛樹脂在復(fù)合陶瓷制備過程中可起到粘結(jié)劑和碳源的作用，在燒結(jié)過程中也可以起到為生坯提供多余氣孔的作用，因而提高了硅的滲入性。

專利號：200910020811.7

電熨斗全陶瓷底板及其制備方法

生物醫(yī)學(xué)電磁技術(shù)范文第4篇

組織工程基質(zhì)材料研究進(jìn)展 閆玉華，周文娟，李世普，萬濤

組織工程用高度多孔生物可降解支架的制備 羅丙紅，盧澤儉

人工血管基因修飾的研究進(jìn)展 王繼亮，王國斌

組織工程骨修復(fù)中的局部基因療法 易靜，湯雪明

血液密度測量及其在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床中的應(yīng)用 呂霞付，蔡紹皙

微囊化細(xì)胞移植的研究進(jìn)展 周薇，王正榮

α穩(wěn)定分布噪聲下誘發(fā)電位潛伏期變化的自適應(yīng)檢測 邱天爽，王宏禹，李小兵，張旭秀，鮑海平，張楊

腦電逆問題的研究進(jìn)展 鄭旭嬡，萬柏坤

聯(lián)合療法與放療的比較 高悅，楊國勝，王健琪，范曉宇，王華

常用蛋白交聯(lián)方法及其對膠原的影響 曹正國，李成章

訓(xùn)練特倫德倫伯格癥步態(tài)的微處理器步態(tài)分析系統(tǒng)

由心磁圖信號的ST段偏移計(jì)算的總電流矢量檢查心肌異常的方法

在慢性聲刺激期間心率變異性的24小時節(jié)律變化

由運(yùn)動心磁圖計(jì)算的電流比分布圖檢查心肌異常的方法

小型的經(jīng)腹胎兒和母體心電圖長時間記錄器

連續(xù)心輸出量監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

磁共振圖像中非均勻場的校正 李音

微電極技術(shù)與腦運(yùn)動性信息傳導(dǎo)的研究 宋毅軍，田心

信息融合技術(shù)及其在醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用 陳鵬慧，吳寶明

隱馬爾可夫模型的原理與實(shí)現(xiàn) 劉河生，高小榕，楊福生

肝臟組織工程學(xué)中的胚胎干細(xì)胞 胡安斌，鄭啟昌

骨組織工程種子細(xì)胞的研究進(jìn)展 郭宗科

骨組織工程材料的表面修飾和細(xì)胞粘附 劉剛，胡蘊(yùn)玉

聚氨酯的血液相容性評價 胡國棟

聚乳酸制備研究進(jìn)展 李曹，王遠(yuǎn)亮

基因納米粒子在血管再狹窄的基因治療中的應(yīng)用 李大偉，冷希崗

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在基因組信息學(xué)中的應(yīng)用 陳志宏，嚴(yán)壯志

胚胎干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞誘導(dǎo)分化的研究 沈干，叢笑倩，劉曉音，汪錚，曹誼林

植入式裝置與體外程控裝置數(shù)據(jù)交換技術(shù)的進(jìn)展 曹妮妮，金捷，孫衛(wèi)新，狄亮

磁感應(yīng)斷層成像及其實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì) 李世俊，秦明新，董秀珍

生物芯片及其在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用 劉偉庭，郭希山，王鐘，陳裕泉，王立人

電磁場對骨組織和成骨細(xì)胞的作用 趙云山，張西正，郭勇

載藥納米微粒的臨床應(yīng)用研究進(jìn)展 肖延齡，李伯

組織工程中生物材料表面修飾的研究 郝杰，鄭啟新

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分離培養(yǎng)的研究進(jìn)展 王運(yùn)濤

脂肪組織工程研究進(jìn)展 梁偉中

高強(qiáng)度聚焦超聲"切除"腫瘤過程中的空化效應(yīng) 顧惠瓊

睡眠監(jiān)護(hù)技術(shù)的發(fā)展 葉志前，鄭濤，裘利堅(jiān)

軟骨組織工程種子細(xì)胞及預(yù)防其老化的研究進(jìn)展 何黎升，高瞻，陳富林

Platelet-rich Plasma(PRP)在骨組織再生中的應(yīng)用 劉興文

獨(dú)立分量分析及其在腦電逆問題中的應(yīng)用 高諾，朱善安

哺乳類動物心室肌細(xì)胞的Luo-Rudy模型及計(jì)算機(jī)仿真研究的進(jìn)展 金印彬，楊琳，闊永紅，張虹，黃詒焯，蔣大宗

3D-EIT圖像重建的研究進(jìn)展 王妍，任超世

血漿蛋白對生物材料細(xì)菌粘附影響研究進(jìn)展 李艷星，黃云超，熊素華

生物人工肝的臨床應(yīng)用及其生物成分研究中的幾個熱點(diǎn)問題 舒桂明

共同培養(yǎng)在生物人工肝中的應(yīng)用 黃艷欣，劉晨

有限元分析法研究脊柱生物力學(xué)的新進(jìn)展 高允海

磁共振譜成像(MRSI)技術(shù)的研究進(jìn)展 錢勇先，黃敏，林家瑞

生物電流檢測和組織功能成像的新技術(shù) 劉軍，李光，陳裕泉

心臟建模仿真研究進(jìn)展 霍梅梅，夏靈

基于突變理論的心臟運(yùn)動數(shù)學(xué)描述 劉，李迪，孫堯

骨組織力學(xué)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究 王昊，張西正，張永亮，郭勇

心室輔助裝置的內(nèi)皮化 李暉

基因工程的下游技術(shù) 周思翔，華慧，王正榮

軟骨組織工程種子細(xì)胞的來源、培養(yǎng)和評價 孫安科，裴國獻(xiàn)

角朊細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)最新進(jìn)展 李政

異種煅燒骨材料的研究進(jìn)展 趙銘，鄭啟新

腦磁源成像技術(shù)的研究進(jìn)展 胡凈，胡潔，汪元美

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 余輝，呂揚(yáng)生

誘發(fā)電位的非線性動態(tài)提取方法 耿新玲，田心

用于組織工程化培養(yǎng)生物反應(yīng)器的研究進(jìn)展 吳金輝，張西正，郭勇，武繼民，李瑞欣

一種新型醫(yī)用成像技術(shù)--微波激勵熱聲CT 吳石增，于陽，宋濤

上皮干細(xì)胞發(fā)育調(diào)控與臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展 平浩

組織工程化人工皮膚的構(gòu)建與應(yīng)用 劉德伍，劉德明

生物人工肝研究進(jìn)展 李津榮

肝細(xì)胞的低溫保存及應(yīng)用研究進(jìn)展 劉鴻凌，王英杰

體外循環(huán)中的肝素涂層技術(shù) 楊劍，易定華

人工髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)中骨缺損的修復(fù)與重建 肖聯(lián)平

光纖納米生物傳感器的研究進(jìn)展 李逸塵，潘愛英，姜信誠

納米控釋系統(tǒng)的應(yīng)用 劉源崗，王士斌，翁連進(jìn)

磷酸鈣骨水泥藥物緩釋載體研究進(jìn)展 楊莽，張彩霞，陳德敏

BMPs載體及緩釋系統(tǒng)研究新進(jìn)展 尹紹雅，常祥平

軟骨組織工程種子細(xì)胞的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究進(jìn)展 張艷，崔磊，曹誼林

破骨細(xì)胞細(xì)胞骨架的研究進(jìn)展 李青南，陳槐卿

由豬肝細(xì)胞組成的人工肝支持系統(tǒng)的安全性問題 劉青，段鐘平

用于生物人工肝的肝細(xì)胞組織化培養(yǎng) 吳宇澄，趙衛(wèi)紅，余多慰

生物人工肝中肝細(xì)胞來源及培養(yǎng)的新進(jìn)展 胡安斌，田源

癌熱療中超聲無創(chuàng)測溫方法的研究 吳水才，白燕萍，南群，夏雅琴

腫瘤熱療的熱劑量學(xué)應(yīng)用研究 王偉，李迎新

生物醫(yī)學(xué)電磁技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞： 納米材料 特性 應(yīng)用

納米科技是21世紀(jì)快速發(fā)展的主流科技之一，交叉性、綜合性很強(qiáng)，在國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。納米材料是納米科技發(fā)展的基礎(chǔ)，被稱為“二十一世紀(jì)新材料”，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用價值，成為人們目前研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。納米材料基本組成單元的尺寸在1～100納米范圍內(nèi)，而且基本單元至少有一維處于納米尺度范圍，同時具有常規(guī)材料不具備的優(yōu)異性能[1]。納米材料特殊的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)等特性，已經(jīng)在當(dāng)前高速發(fā)展的各個科技領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會影響。本文闡述了納米材料的基本特性，介紹了納米材料在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，并展望了其未來發(fā)展趨勢。

一、納米材料的特性

1.表面效應(yīng)

表面效應(yīng)是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑的減小而急劇增大的現(xiàn)象[2][3]。由于表面原子數(shù)增多，表面能高，原子配位數(shù)不全，存在嚴(yán)重的缺位狀態(tài)，很不穩(wěn)定，活性極高，極易與其他原子結(jié)合，從而產(chǎn)生一些新穎的效應(yīng)。如利用這一特性，金屬超微顆?？梢宰鳛樾乱淮哂懈叽呋钚院彤a(chǎn)物選擇性的催化劑。

2.量子尺寸效應(yīng)

當(dāng)粒子的尺寸小到某一數(shù)值時，費(fèi)米能級附近的電子能級由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級的現(xiàn)象就是量子尺寸效應(yīng)[4][5]。相鄰電子能級EF為費(fèi)米能級。對于大粒子或宏觀物體包含無限個原子，即宏觀物體的能級間距幾乎為零，即能級是連續(xù)的；而對于納米粒子而言，其包含的原子數(shù)十分有限，N值很小，于是δ就有一定的數(shù)值，即能級是分裂的，呈現(xiàn)為離散能級。因此，當(dāng)能級間距大于熱能、磁能、光子的能量等時，就要考慮量子尺寸效應(yīng)，導(dǎo)致納米粒子與宏觀物體的特性顯著不同。如在超細(xì)顆粒態(tài)下的金屬導(dǎo)體可以成為絕緣體，譜線發(fā)生藍(lán)移。

3.小尺寸效應(yīng)

當(dāng)納米粒子的尺寸與光波波長、傳導(dǎo)電子的德布羅意波長及超導(dǎo)態(tài)的相干長度或磁場穿透深度相當(dāng)或更小時，晶體周期性邊界條件將被破壞，非晶態(tài)納米粒子表面層附近的原子密度減小，導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等特性出現(xiàn)特殊變化，這就是納米粒子的小尺寸效應(yīng)[6]。如在納米尺寸下，材料熔點(diǎn)降低、微波吸收增強(qiáng)等。

4.宏觀量子隧道效應(yīng)

納米粒子的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量等可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢壘而產(chǎn)生變化，也就是說微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應(yīng)[7]。量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)將會是未來微電子、光電子器件發(fā)展的基礎(chǔ)。

二、納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域

納米材料的基本特性使其在力、光、電、磁、熱等方面呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的一系列新穎的物理和化學(xué)特性。因此納米材料在催化、陶瓷、化工、環(huán)境、生物和醫(yī)學(xué)、軍事等各個領(lǐng)域具有非常重大的應(yīng)用價值。

1.在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用

納米粒子表面原子密度大，表面活性中心多，作為催化劑對催化反應(yīng)如氧化、還原、裂解等反應(yīng)都有很高的活性和選擇性，能加快反應(yīng)速率，使難以進(jìn)行的反應(yīng)順利進(jìn)行。例如，使用納米Ni粉催化火箭燃料，可以提高燃燒效率達(dá)100倍以上。

2.在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著工業(yè)的發(fā)展和人口的快速增長，環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，而納米光催化技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究日益受到重視，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，固氮反應(yīng)，水凈化處理，等等。納米光催化劑光催化作用機(jī)理一般是在一定波長的光波照射下，產(chǎn)生光生電子―空穴對，這些電子和空穴能使空氣中的氧或水中的溶解氧活化，產(chǎn)生活性氧及自由基等高活性基團(tuán)，反應(yīng)關(guān)系式如下：

3.在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

納米材料在生物醫(yī)學(xué)中檢測診斷、靶向藥物輸送、生物分子檢測、磁共振成像增強(qiáng)及健康預(yù)防等許多方面都有廣闊的應(yīng)用前景。如利用具有獨(dú)特孔狀結(jié)構(gòu)特性的碳納米管能夠?qū)崿F(xiàn)藥物可控釋放；以光感應(yīng)器做開關(guān)的納米機(jī)器人，可以疏通腦血管中的血栓，殺死癌細(xì)胞等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，納米材料最成功的應(yīng)用是作為藥物載體（如納米膠囊）、生物芯片、納米生物探針和制作人體材料，如人工腎臟、人工關(guān)節(jié)等。

4.在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用

納米技術(shù)和其他所有技術(shù)一樣，將在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮著不可估量的作用。例如：納米機(jī)器人、納米飛機(jī)、蚊子導(dǎo)彈等許多無人化設(shè)備將在偵察預(yù)警、指揮控制和精確打擊等方面發(fā)揮著越來越重要的作用；納米衛(wèi)星組成的衛(wèi)星監(jiān)視網(wǎng)，可以實(shí)時觀察到地球上的每一個角落，使戰(zhàn)爭變得更加透明；納米隱身技術(shù)可以最大限度地隱藏自己，同時千方百計(jì)地尋找和發(fā)現(xiàn)敵人，起到武器裝備隱身的目的，如用做隱形飛機(jī)涂料的納米ZnO對雷達(dá)電磁波具有很強(qiáng)的吸收能力。

5.在精細(xì)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用

納米材料在精細(xì)化工，如橡膠、塑料、涂料等領(lǐng)域也扮演著重要角色。例如，摻雜納米SiO2可以提高橡膠的抗紫外輻射能力。而為了提高塑料的強(qiáng)度、韌性、致密性、防水性等，生產(chǎn)時通常在塑料中添加一定的納米材料。

6.在陶瓷工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

陶瓷材料在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)陶瓷材料質(zhì)地較脆，韌性、強(qiáng)度較差，而納米陶瓷可以克服傳統(tǒng)陶瓷材料的缺陷，使陶瓷具有像金屬一樣的柔韌性和可加工性，并在超高溫、強(qiáng)腐蝕等苛刻的條件下起到其他材料不可替代的作用，應(yīng)用較為廣泛。

7.在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用

除了在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用外，納米材料在諸如電子計(jì)算機(jī)和電子工業(yè)、航空航天、機(jī)械工業(yè)、紡織工業(yè)、化妝品工業(yè)等其他領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。

三、展望

“誰輸?shù)袅思{米，誰就輸?shù)袅宋磥怼保@已經(jīng)成為世界各國的共識。正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣：“納米科技將是21世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命”，由此可見納米科技的重要性。納米材料是整個納米科技的基礎(chǔ)，在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但從納米材料的基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用來看，目前其研究還面臨很多問題和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如合成方法復(fù)雜、單分散的納米粒子或納米線的可控制備、生長機(jī)制還不完全清楚、缺乏系統(tǒng)的性能研究，等等。但我們有理由相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，制備和改性技術(shù)的不斷完善，納米材料在未來將會在更多領(lǐng)域中得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張立德，李愛莉，端夫編著.奇妙的納米世界（第1版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]王大志.納米材料結(jié)構(gòu)特征[J].功能材料，1993，24（4）：303-306.

[3]張立德，牟季美編著.納米材料學(xué)[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

[4]Kubo R.Electronic properties of metallic fine particles[J].Phys.Soc.of Jap.，1962，17（6）：975-986.

[5]Li JB，Wang parison between quantum confinement effects of quantum wires and dots[J].Chem.Matter.，2004，16（21）：4012-4015.

[6]張立德，牟季美編著.納米材料和納米結(jié)構(gòu)（第1版） [M].北京：科學(xué)出版社，2001.