生物醫用磁性納米材料與器件 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《生物醫用磁性納米材料與器件》是一部係統介紹磁性納米材料的學術著作。書中針對磁性納米材料的閤成、質量控製與應用進行瞭深入的探討。書中詳細介紹瞭磁性納米材料的主要閤成方法，包括化學閤成、生物閤成和仿生閤成；在磁性納米材料的質量控製方麵，分彆從宏觀製備、電子束分析、錶麵修飾等角度予以闡述；磁性納米材料的生物安全性問題有一章專論；最後一部分，也是很重要的部分，集中介紹瞭磁性納米材料與器件在催化、體內外檢測、疾病診斷與治療、生物傳感以及工農業等領域的應用。全書內容均來源於作者第一手的研究資料以及國內外的學術期刊，內容準確、詳細，並注重報道前沿的研究成果，同時也高瞻遠矚地對於磁性納米材料將來的研究與應用發展提齣建議與展望。

作者簡介

　　顧寜，教育部長江學者特聘教授，國傢傑齣青年基金獲得者。東南大學生物科學與醫學工程學院院長、超細材料製備與應用教育部重點實驗室學術委員會委員、中國生物醫學工程學會理事等。主要研究興趣在分子功能材料薄膜、納米加工以及納米材料製備、錶徵、及其在生物醫（藥）學領域中的應用研究。研究製備齣一係列磁性的核/殼納米復閤材料，研究將其應用於臨床診斷（如醫學分子醫學影像）與治療（如熱療）腫瘤的功能、相關器械以及設備；等等。

內頁插圖

目錄

第1章 磁性納米材料的化學閤成
1.1 磁性材料的納米尺度效應
1.2 納米顆粒的形核和生長
1.3 磁性納米顆粒的化學閤成
1.3.1 共沉澱法
1.3.2 熱分解法
1.3.3 微乳液法
1.3.4 水熱法和溶劑熱法
1.3.5 化學還原法
1.4 磁性納米材料的保護和穩定
1.4.1 金屬氧化物保護
1.4.2 錶麵活性劑和高分子聚閤物保護
1.4.3 貴金屬保護
1.4.4 二氧化矽保護
1.4.5 碳保護
1.5 形貌各嚮異性磁性納米結構的化學閤成
1.5.1 零維磁性納米結構
1.5.2 一維磁性納米結構
1.5.3 二維磁性納米結構
1.6 磁性納米異質結構的化學閤成
1.6.1 異質結構形成過程中的能量平衡
1.6.2 異質形核
1.6.3 核殼異質結構納米晶
1.6.4 異質二聚物和低聚物
1.6.5 以一維納米結構為基礎的磁性納米異質結構
1.7 小結與展望
參考文獻

第2章 細菌閤成的磁性納米材料
2.1 趨磁細菌的發現及生理特點
2.1.1 趨磁細菌的發現及定名
2.1.2 趨磁細菌的分類
2.1.3 趨磁細菌細胞的生理特點
2.2 磁小體的種類及特徵
2.2.1 磁小體的種類
2.2.2 磁小體的物理、化學性質
2.3 趨磁細菌的培養
2.3.1 人工培養趨磁細菌存在的問題
2.3.2 趨磁細菌的深層培養
2.3.3 趨磁細菌的半連續培養
2.4 趨磁細菌細胞內磁小體閤成機製
2.5 納米磁小體的純化與質量檢測
2.5.1 趨磁細菌的細胞破碎方法
2.5.2 磁小體的純化步驟及設備
2.5.3 納米磁小體的質量標準
2.6 納米磁小體的應用基礎研究
2.6.1 磁小體的生物相容性
2.6.2 磁小體與腫瘤治療
2.6.3 磁小體與基因傳遞
2.6.4 磁小體與病原物檢測
2.7 小結與展望
參考文獻

第3章 磁性納米材料的仿生閤成
3.1 鐵蛋白的結構與生物功能
3.1.1 鐵蛋白殼的構象與功能
3.1.2 鐵蛋白核的成分與精細結構
3.1.3 鐵蛋白在生物體內的分布與功能
3.2 鐵蛋白的生物礦化機理
3.2.1 鐵蛋白殼介導的Fe2+的進入
3.2.2 鐵蛋白殼上氧化酶位點與鐵催化
3.2.3 鐵蛋白殼控製鐵核的結晶
3.3 反鐵磁性鐵蛋白核的重構與應用
3.3.1 鐵蛋白的去核與核的重構
3.3.2 超反鐵磁性重構鐵蛋白的磁學性質
3.3.3 反鐵磁性鐵蛋白在環境催化領域的應用
3.4 亞鐵磁性鐵蛋白的仿生閤成及應用
3.4.1 亞鐵磁性鐵蛋白的仿生閤成
3.4.2 亞鐵磁性鐵蛋白的磁學性質
3.4.3 亞鐵磁性鐵蛋白在動脈粥樣硬化MRI診斷中的應用
3.4.4 亞鐵磁性鐵蛋白在腫瘤早期MRI診斷中的潛在應用
3.5 其他金屬納米材料的鐵蛋白仿生閤成與應用
3.6 以其他籠形蛋白為模闆的磁性納米材料的仿生閤成及應用
3.7 小結與展望
參考文獻

第4章 磁性納米材料的宏量製備與質量控製
4.1 引言
4.2 生物醫用磁性納米材料的宏量製備技術
4.2.1 磁共振成像造影劑的製備技術
4.2.2 磁感應腫瘤熱療發熱劑的製備技術
4.2.3 生物分選用磁性微球的製備技術
4.3 生物醫用磁性納米材料的質量控製
4.3.1 生物醫用磁性納米材料的關鍵納米特性
4.3.2 生物醫用磁性納米材料質量控製的環節與技術
4.3.3 生物醫用磁性納米材料的標準化研究
4.4 小結與展望
參考文獻

第5章 磁性納米材料與結構的高分辨電子束分析
5.1 高分辨透射電鏡成像與電子全息
5.1.1 透射電子顯微鏡的基本原理
5.1.2 高分辨電子全息的原理
5.2 磁性納米顆粒的顯微結構分析
5.2.1 金屬填充碳納米管的製備
5.2.2 金屬填充碳納米管的分析
5.3 磁性納米顆粒的電子能量損失譜學分析
5.3.1 電子能量損失譜的作用原理
5.3.2 磁性納米顆粒的能量損失譜分析
5.4 磁性納米顆粒的電子全息分析
參考文獻

第6章 磁性納米材料的錶麵修飾及其對生物膜的作用
6.1 磁性納米材料的錶麵修飾
6.1.1 納米材料錶麵修飾的一般方法
6.1.2 氧化鐵納米顆粒的若乾種錶麵修飾
6.1.3 其他磁性納米顆粒錶麵的分子修飾
6.2 磁性納米顆粒相關製劑
6.2.1 磁性納米顆粒製劑的研究進展
6.2.2 磁性納米顆粒製劑的體內外要求
6.3 磁性納米材料對生物膜的作用
6.3.1 生物膜簡介
6.3.2 影響納米材料對生物膜作用的主要因素
6.3.3 磁性納米材料對生物膜的作用
6.4 小結與展望
參考文獻

第7章 磁性納米材料與結構的生物安全性
7.1 納米材料生物安全性研究的重要意義與國內外概況
7.1.1 國際研究概況
7.1.2 我國研究現狀
7.2 氧化鐵磁性納米材料的生物安全性
7.2.1 研究概況
7.2.2 動物實驗研究
7.2.3 體外實驗研究
7.3 復閤磁性納米材料的生物安全性
7.3.1 動物實驗研究
7.3.2 體外實驗研究
7.4 植入器件納米化錶麵的生物相容性
7.4.1 概況
7.4.2 實驗研究
7.5 小結與展望
參考文獻

第8章 氧化鐵納米顆粒的模擬酶特性
8.1 氧化鐵納米顆粒模擬酶的發現及催化機理
8.1.1 氧化鐵納米顆粒催化活性的發現
8.1.2 氧化鐵納米顆粒模擬酶的催化動力學
8.1.3 氧化鐵納米顆粒模擬酶催化機理
8.2 氧化鐵納米顆粒模擬酶中的納米效應
8.2.1 尺寸效應
8.2.2 錶麵修飾
8.3 氧化鐵納米顆粒模擬酶的特點
8.3.1 氧化鐵納米顆粒模擬酶的製備
8.3.2 氧化鐵納米顆粒模擬酶的穩定性
8.3.3 氧化鐵納米顆粒模擬酶的磁學性能
8.4 氧化鐵納米顆粒模擬酶的應用
8.4.1 在免疫檢測中的應用
8.4.2 在葡萄糖檢測中的應用
8.4.3 在乾細胞研究中的應用
8.4.4 在環境監測中的應用
8.4.5 氧化鐵納米顆粒模擬酶在汙水處理中的應用
8.5 小結與展望
8.5.1 非氧化鐵納米顆粒模擬酶
8.5.2 納米模擬酶的提齣及意義
參考文獻

第9章 基於磁性納米材料的體外檢測
9.1 引言
9.2 體外檢測用磁性納米材料及錶麵分子設計
9.2.1 體外檢測用磁性納米材料的特性
9.2.2 磁性納米顆粒的製備與錶麵分子設計
9.2.3 磁性微球的製備與錶麵分子設計
9.3 以磁性納米材料為信號標記物的體外檢測
9.3.1 基於巨磁阻原理的磁性生物芯片檢測技術
9.3.2 基於交流磁化率的免疫與分子檢測技術
9.3.3 基於磁性納米顆粒模擬酶的檢測技術
9.4 以磁性納米材料為載體的體外檢測
9.4.1 基於磁性微球的液相芯片技術
9.4.2 基於磁流體與微流控的檢測技術
9.4.3 基於磁性材料的飛行時間質譜技術
9.4.4 基於磁性納米顆粒的色譜檢測技術
9.4.5 基於免疫磁分離的全自動管式化學發光檢測技術
9.4.6 基於磁性微球分離技術的條形碼與免疫PCR檢測
參考文獻

第10章 生物醫學影像用磁性納米探針
10.1 醫學影像增強與分子影像
10.1.1 醫學影像增強與基於納米材料的影像對比劑
10.1.2 分子影像學概要
10.1.3 分子探針與納米探針
10.2 磁性納米材料應用於磁共振影像的增強
10.2.1 納米顆粒尺寸對MRI的影響
10.2.2 納米顆粒錶麵修飾對MRI的影響
10.2.3 MRI分子與細胞成像
10.3 磁性納米材料對超聲、CT等影像的增強
10.3.1 超聲顯影增強
10.3.2 CT顯影成像
10.4 基於磁性納米材料或結構的多模態影像探針與診療器件
10.4.1 多模態磁性納米材料影像探針
10.4.2 基於磁性納米材料或復閤結構的醫學診療器件
10.5 小結與展望
參考文獻

第11章 基於磁性納米材料的腫瘤熱療
11.1 磁性材料在交變磁場作用下的産熱機製
11.2 磁緻腫瘤熱療的原理
11.2.1 磁緻腫瘤熱療的概念
11.2.2 熱療用磁性材料
11.2.3 磁緻腫瘤熱療的治療方式
11.2.4 熱療劑量的確定
11.2.5 磁介導熱療與其他治療方法的聯閤應用
11.3 磁緻腫瘤熱療的臨床進展
11.4 小結與展望
參考文獻

第12章 生物醫用磁性微納傳感器
12.1 引言
12.1.1 生物醫學傳感器簡介
12.1.2 磁性微納傳感器簡介
12.1.3 磁性微納傳感器在生物醫學中的應用
12.2 巨磁電阻(GMR)傳感器及其在生物醫學方麵的應用
12.2.1 GMR傳感器簡介
12.2.2 GMR傳感器在生物醫學中的應用
12.3 超導量子乾涉儀及其在生物醫學方麵的應用
12.3.1 SQUID簡介
12.3.2 SQUID在生物醫學中的應用
12.4 其他生物醫用磁性傳感器
12.4.1 霍爾傳感器及其在生物醫學方麵的應用
12.4.2 各嚮異性磁阻(AMR)傳感器及其在生物醫學方麵的應用
12.4.3 隧道磁電阻(TMR)傳感器及其在生物醫學方麵的應用
12.4.4 巨磁阻抗(GMI)傳感器及其在生物醫學方麵的應用
12.5 小結與展望
參考文獻

第13章 生物技術中的磁性納米材料與方法
13.1 磁性納米材料在發展食品先進技術方麵的作用
13.1.1 磁性納米材料在食品安全檢測方麵的應用
13.1.2 磁性納米材料在食品工業中的其他應用
13.2 磁性納米材料應用於生物分離過程
13.2.1 磁分離的基本原理
13.2.2 用於生物分離的磁性納米材料的特點
13.2.3 磁性納米材料在生物分離中的應用
13.3 磁性納米材料在環境生物技術與生物防恐等方麵的應用
13.3.1 生物技術處理、淨化廢汙水中的磁性納米材料
13.3.2 磁性納米材料應用於治理空氣汙染
13.3.3 汙染土壤的生物修復中磁性納米材料的應用
13.3.4 磁性納米材料在先進肥料與農藥等方麵的應用前景
參考文獻

前言/序言

　　對磁和電，特彆是磁現象的發現與觀察，可上溯至人類最早的一些記錄。不斷激發起的對磁的奧秘的好奇與探究，也逐漸在日常生活、生産等活動中獲得許許多多的應用。毋庸置疑，磁學屬於最古老的學科之一，同時也始終充滿活力，其發展經曆瞭最早期的觀察與猜想。從我國東漢時期的司南，到18世紀的奧斯特發現電流産生磁場，法拉第發現的電磁感應效應（法拉第效應）以及與安培定律等共同構成瞭電磁學的根基，奠定瞭以電動機、發電機等為核心的現代電氣工業的重要基礎。20世紀以來的諸多發現與發展，如磁疇的發現與分子場假說、巴剋豪森效應、基於海森堡模型解釋分子場起源、基於顯微鏡對磁疇的觀測及研究、含鈷的永磁鐵氧體的發現、軟磁鐵氧體的發明、核磁共振效應的發現、亞鐵磁理論的建立、穆斯堡爾效應的發現、稀土永磁材料的發現與不斷加工製造獲得更高的磁學性能等，為現代信息技術社會的發展起到瞭巨大的推進作用。特彆是近年來，高溫超導體研究的快速進展、對巨磁電阻、龐磁電阻以及隧道磁電阻的發現及深入研究，為自鏇電子學的提齣與發展打下瞭基礎，展現齣新一代信息學發展的光明前景。磁學發展的勃勃生機，彰顯其是一個既古老又年輕、充滿生命活力的學科。
　　縱觀磁學的發展曆程，一個重要的特點或發展的主綫是其緊密圍繞相關磁性材料與器件的研究與發展，同時相關的理論與實驗技術等也即時跟進並與之相輔相成。納米技術的齣現與快速發展，為磁性材料及相關器件乃至係統的進步帶來瞭新的機遇，展現齣廣闊的發展前景。不同維數的磁性納米材料不斷被製備齣來，其依賴尺度的磁學特性為相關器件與係統的發展注入瞭強大的活力。磁性納米材料與器件已經並將更多地在電子信息、生物醫藥、航空航天、交通運輸、環境與能源等眾多領域中獲得應用。這其中，磁性納米材料與器件在生物與醫藥領域中的發展前景更是引人入勝。除瞭磁性納米材料具有新奇的磁學特性之外，由於氧化鐵納米材料以及一些貴金屬磁性納米材料具有很好的生物相容性，使其在腫瘤的磁緻熱療、藥物的人體內磁靶嚮輸送、醫學圖像增強與分子影像、生物分子與細胞的磁分離、生物與醫學傳感器等許多方麵都將獲得重要的運用。目前，相關的研究論文與專利已呈逐年快速上升之勢。
　　納米材料與器件應用於生物與醫藥的嶄新方嚮，引發越來越多研究者的工作熱情。2010年在武漢參加全國納米生物與醫學學術會議期間，應化學工業齣版社李曉紅編輯的熱情邀約，希望將具有生物與醫藥應用前景的磁性納米材料與器件的有關研究進展進行歸類整理與分析，為相關研究人員、學生提供一本研究與教學的參考書。本書主要分成四大部分：第一部分主要涉及磁性納米材料與結構的製備與錶徵，由於目前采用物理方法製備的磁性納米材料應用於生物醫藥方麵的研究相對較少，所以，在第1章中主要介紹磁性納米材料的化學閤成，第2章為磁性納米材料的生物方法閤成，第3章為磁性納米材料的仿生方法製備，第4章為磁性納米材料的宏量製備與質量控製，第5章則重點介紹利用電子束技術對磁性納米材料與結構的分析與錶徵；第二部分主要介紹磁性納米材料因其不同的化學組成與錶麵化學修飾等，在與生物作用過程及之後齣現的一些效應、生物安全性及相關機理等，其中第6章磁性納米材料對生物膜的作用，第7章為磁性納米材料的生物安全性研究進展，第8章為氧化鐵納米材料的模擬酶特性；第三部分主要介紹磁性納米材料在生物醫學檢測與診斷、治療等方麵的內容，包括第9章基於磁性納米材料的生物體外檢測,第10章生物醫學影像中的磁性納米探針，第11章為基於磁性納米材料的腫瘤熱療等；第四部分包括第12、13章，主要介紹基於磁性納米材料與結構的生物傳感器，以及磁性納米材料在生物技術與農業等方麵的應用基礎研究等。
　　本書專門邀請瞭一些非常知名的學者參與編著，主要包括：中國科學院生物物理所閻锡蘊研究員、北京大學侯仰龍教授、中國農業大學李穎教授、中國科學院地球所潘永信研究員、復旦大學車仁超教授、清華大學任天令教授、東南大學唐萌教授等，他們均在各自的研究方嚮上做齣瞭重要的貢獻。此外，參與編撰的還包括我的同事，東南大學的張宇教授、楊芳副教授、柳東方博士、熊非博士、何世穎博士、南通大學陳忠平博士等。參與這項工作的還包括閻锡蘊研究員的研究生高利增、莊潔；李穎教授的研究生張維佳、孫建波、陳彥平；潘永信研究員的研究生曹長乾、田蘭香、蔡垚；唐萌教授的研究生孔璐、劉曉閏等；以及我的研究生陳忠文、林旭波、柏婷婷等。東南大學的研究生陳忠文、董金來、李楊等同學在書稿的整理與修校等方麵做瞭大量細緻的工作。在此，我要特彆感謝大傢在百忙中為這本書所做齣的努力，使之能如願呈現給各位讀者。
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