蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用 [Protein Nanotechnology Protocols,Instrumentation,and Applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 武亭俊（Tuan Vo-Dinh） 编，朱必凤，赵三银，刘博婷，曾松荣 译

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• 蛋白质纳米技术
• 纳米生物技术
• 生物纳米
• 蛋白质工程
• 纳米材料
• 生物传感器
• 药物递送
• 蛋白质组学
• 纳米医学
• 生物技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030503428

版次：1

商品编码：12079644

包装：平装

丛书名： 生命科学实验指南系列

外文名称：Protein Nanotechnology Protocols,Instrumentation,and Applications

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸##

内容简介

　　人类基因组计划的完成，大大促进了生命科学的发展，人类基因序列的了解展现了生老病死的蓝图；催生了后基因组学、蛋白质组学、生物工程和精准医学的深入研究。然而，这些基因表达的数以万计的蛋白质是如何在生命系统中工作和协调的？它们是如何相互作用和进行信号传导的？细胞内复杂的生物化学动态变化如何？重要疾病（如癌、阿尔茨海默病、囊性纤维化等）与特定基因和蛋白质的变化有关，如何诊断和早期发现并治疗？药物治疗和细胞应答的跟踪，预防治疗潜在的药物靶点的确定等，目前的技术还不能达到和满足上述工作的要求。蛋白质纳米技术的应用和发展，为上述问题的解决提供了全新的思路、方法和途径。《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》呈现最近纳米科学和技术的进展，以及实用的方法和应用，包括各种各样的有关蛋白质纳米技术的重要课题。每章提供了感兴趣项目的概述材料介绍、提供方法、设计方案、仪器和应用，同时收集了大量的公开数据。
　　《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》可供生物学、分子生物学、生物化学、生物技术、医药卫生、生物医学、材料科学、动物医学及对学科间交叉研究和开发感兴趣的科学家、工程师、制造商等方面的科研、教学与技术人员参考。

作者简介

　　Tuan Vo-Dinh是一位企业理事、集团领导和田纳西州高级生物医学光子学中心橡树岭国家实验室主任（ORNL）。Vo-Dinh博士是一位美国籍越南人，他在西贡（今胡志明市）完成了他的高中教育，后来去欧洲追求他研究的梦想。1975年，他获得了瑞士联邦理工学院（ETH）生物物理化学博士学位。他的研究一直专注于对环境保护和人类健康改善先进技术的开发。他的研究涉及激光光谱学、分子影像学、医学诊断、癌症检测、化学传感器、生物传感器、生物芯片、纳米传感器和纳米技术。
　　Vo-Dinh博士已经发表了300多篇同行评审科学论文，他是光谱教科书的作者，是4本书的主编。他拥有超过28项专利，其中6项已经授权给环境和生物技术公司用于商业开发。Vo-Dinh博士是美国化学家协会会员、国际光学工程学会（SPIE）会员，并担任分子光谱学、分析化学、生物医学光学和医疗诊断等各种国际刊物编委。他还通过广泛参加政府和工业界咨询委员会为科学社团服务。
　　此外，Vo-Dinh博士共获7项R＆D100大奖，他是“研发具科学技术优势”的开创性研究和创新技术发明者。这些奖项是奖励他发明的化学剂量计（1981）、抗体生物传感器（1987），SERODS光学数据存储系统（1992）、环境污染物斑点试验（1994）、用于DNA检测的SERS基因探针技术（1996）、用于医学诊断和病原菌检测的多功能生物芯片（1999）和Ramits传感器（2003）。他获得的奖项还有：应用光谱学会（1988）；多克，鲁西永奖（法国，1989）；橡树岭国家实验室科学家年度大奖（1992）；托马斯·杰斐逊奖，马丁·玛丽埃塔公司金奖（1992）；还有两个技术转让奖，联邦实验室联合体年度奖（1995、1986），田纳西州发明家发明者协会（1996）;洛克希德马丁公司的技术商业化奖（1998），UT-Battelle（2003）杰出发明家奖，和橡树岭国家实验室杰出科学家年奖（2003）。1997年，美国能源署向Vo-Dinh博士颁发了对公民健康杰出贡献特别奖。

内页插图

目录

第1章 蛋白质纳米技术——生物科学新前沿
概述
1．1 导论：纳米技术的历史远景
1．2 蛋白质纳米技术的重要性
1．3 蛋白质结构：基本构件
1．4 蛋白质机器：生命的天然引擎
1．5 纳米工具盒
参考文献

第2章 蛋白质分子水平结晶和机制
概述
2．1 导论
2．2 方法
2．2．1 原子力显微镜
2．2．2 原子力显微镜数据
2．2．3 台阶速率的测定
2．3 测试系统的表征
2．3．1 分子质量、大小和分子间相互作用
2．3．2 结晶溶解度和驱动力
2．3．3 独立分子质量溶解度统计热力学参数
2．4 生长位点
2．4．1 纽结和纽结密度
2．4．2 纽结的能量和分子相互作用能
2．5 结晶热力学和结晶形态
2．5．1 宏观热力学观点
2．5．2 分子过程潜在的焓、熵及结晶自由能
2．6 生长分子水平动力学
2．7 是什么限制分子在纽结中掺入速率?
2．7．1 扩散限制动力学或过渡态动力学
2．7．2 有限扩散动力学情况下分子掺入纽结的通量评价
2．7．3 按照有限扩散动力学规律如何明确分子类型?
2．8 从溶液到晶体的分子途径
致谢
参考文献

第3章 生物材料的纳米结构体系
概述
3．1 导论
3．1．1 溶胶-凝胶制备
3．2 溶胶-凝胶基质包埋生物分子
3．3 溶胶-凝胶包埋生物分子的稳定性
3．3．1 热稳定性
3．3．2 贮存稳定性
3．3．3 化学稳定性
3．3．4 其他注意事项
3．4 溶胶．凝胶包埋稳定性研究：肌酸激酶
3．4．1 在室温下长期贮存
3．4．2 高温和加热对酶活性的影响
3．4．3 基质-酶表面相互作用
3．5 溶胶-凝胶基质中光化学辅酶再生
3．6 生物活化溶胶-凝胶薄膜的生物传感元件
3．7 结论
致谢
参考文献

第4章 组织再生药物递送系统的纳米材料
概述
4．1 导论
4．1．1 组织再生的必要技术
4．1．2 组织工程综述
4．2 材料
4．3 方法
4．3．1 吸收生长因子明胶水凝胶的制备
4．3．2 明胶水凝胶结合生长因子的表征
4．4 注意事项
4．4．1 控制生长因子释放的明胶水凝胶特征
4．4．2 明胶水凝胶结合成纤维细胞生长因子的组织再生
4．4．3 血管的再生术
4．4．4 骨的再生
4．4．5 脂肪形成
4．4．6 结论
参考文献

第5章 S层蛋白纳米技术
概述
……
第6章 自组织肽β结构纤维蛋白的折叠
第7章 用鲁棒纳米传感器识别检测的核磁共振方法的应用
第8章 荧光光谱学研究蛋白质纳米级三维亚结构域
第9章 生物传感的碳纳米管和纳米线
第10章 酶通信的碳纳米管系统
第11章 生物分子识别的分子印迹聚合物
第12章 表面增强拉曼散射生物分析的等离子纳米结构
第13章 细菌病毒φ29 DNA包装马达及其在基因治疗和纳米技术中的潜在应用
第14章 有序蛋白质阵列结构
第15章 DNA-蛋白质在载体膜上漂浮组装的生物工程和特征
第16章 生物传感器纳米系统——蛋白质芯片上的多重免疫分析
第17章 检测单个活细胞中蛋白质和生物标记物的光学纳米传感器
第18章 原子力显微镜微悬臂纳米电极集成的原位酶活性成像
第19章 蛋白淀粉样错误折叠——机制、诊断和病理意义
第20章 纳米分辨率生物测定的近场扫描光学显微镜

前言/序言

　　本书旨在为基因组学、蛋白质组学、生物工程和医学中广泛使用纳米技术进行学习、教学、研究和实践的工作者提供权威参考资料。最近，在研究、材料和品种的开发长度达到了1～100nm的纳米技术，使许多重要的科学领域，从生物学到医学发生了革命性变化。这种分子规模的技术，具有开发更小仪器和比任何目前可用的仪器更高效的潜力。为了在细胞水平上理解复杂的生物纳米系统，我们迫切需要发展新一代纳米技术工具。我们相信，在未来的几十年，基因工程、基因组学、蛋白质组学、医药和生物技术的新进展将取决于我们掌握纳米技术的多少。纳米技术、材料科学和分子生物学的结合，开启了用纳米仪器测定和操纵原子与分子的可能性，同时在种类繁多的生物学研究课题及细胞水平的医疗用途方面，有许多潜在的应用。
　　今天，由于这些新的纳米工具非常有效，生物医学科学和生物工程在分子水平上的研究数量正在以指数级增长。它们能够探测纳米世界并表征细胞的化学和力学性能，发现新的现象和过程，并为研究人员提供广泛的工具、材料、设备和具有独特特点的系统。
　　人类基因组的测序、蛋白质组学完成后的最大影响之一，是建立了一个全新的方法对生物学和医学进行研究。蛋白质是维持细胞正常功能中起重要作用的主要细胞成分。纳米技术承诺，为细胞中数以万计的蛋白质（即所谓的蛋白质组）是如何与生命化学网络进行和谐协同工作的研究提供工具。特定的基因和蛋白质与多种疾病和失调有关，包括乳腺癌、肌肉疾病、耳聋和失明。蛋白质错误折叠过程被认为是造成这种疾病的病因，如阿尔茨海默病、囊性纤维化、“疯牛”病、遗传性肺气肿，甚至许多癌症等。在后基因组时代的诊断、治疗和药物发现领域，纳米技术也有令人瞩目的潜力。纳米技术和光学分子探针的组合，正在开发以识别分子变化，从而区分正常细胞与患病细胞的技术。这样的技术将最终有助于表征和预测患病细胞的病理行为及细胞对药物治疗的响应性。
　　生物学和纳米技术的组合已经导致了新一代设备的诞生，这些设备用于探测细胞体系和阐明迄今人们未知的分子水平的生命过程。现在能在体内使用荧光分子探针和纳米传感器，跟踪细胞内的生物化学过程。科学家使用功能强大的近场光学显微镜工具，以前所未有的分辨率，探索活细胞的生化过程和亚显微结构。目前能够开发用于递送药物的纳米载体，被递送的药物外表面偶联有靶向抗原的抗体和用于活体细胞内跟踪药物的荧光发色基团。
　　本书展示最新的纳米科学和技术的进展，以及实用的方法和应用，包括各种各样的有关蛋白纳米技术的重要课题。每章提供了感兴趣话题的概述介绍材料；提供方法、设计方案、仪器和应用，同时收集了大量的公开数据和参考文献供进一步研究参考。
　　撰写《蛋白质纳米技术——方案、仪器和应用》的目的是，为对各学科间交叉研究和开发感兴趣的科学家、工程师、制造商、教师和学生提供基因组学、蛋白质组学相关的纳米技术，以及在仪器、方法和应用方面的最新进展的综合综述。

好的，这是一份不包含您提到的《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》内容的图书简介，字数约1500字。 《材料科学前沿：高性能复合材料的设计与制备》 摘要 本书深入探讨了当代材料科学领域的核心挑战与前沿突破，专注于高性能复合材料的理性设计、精确制备工艺以及在严苛环境下的应用性能评估。随着工程技术对材料性能要求的不断提高，传统单一材料的局限性日益凸显，复合材料已成为解决这些难题的关键路径。本书系统梳理了从微观结构调控到宏观性能优化的全过程，涵盖了先进纤维增强复合材料、智能响应型复合结构以及功能性基体的最新研究进展。内容侧重于理论指导与实验验证相结合，旨在为材料科学家、工程师以及相关领域的研究人员提供一套全面的知识框架和实用的技术参考。 第一部分：复合材料基础理论与设计原则 第一章：复合材料的结构-性能关系 本章首先回顾了复合材料的基本概念，包括增强相与基体相的相互作用机制。重点阐述了应力传递理论、界面有效性分析以及微观结构（如纤维取向、体积分数、孔隙率）对宏观力学性能（强度、模量、韧性）的影响。引入了连续介质力学模型在预测复合材料行为中的应用，并探讨了随机模型与确定性模型的对比分析。 第二章：先进增强体的选择与表征 详细介绍了当前主流的高性能增强体材料，包括碳纤维（石墨烯基体、碳纳米管增强体）、高强度聚合物纤维（如芳纶纤维）以及陶瓷纤维。对这些增强体的表面化学改性和界面处理技术进行了深入探讨，这是实现增强体与基体有效粘结的关键。同时，阐述了先进表征技术（如高分辨电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱）在评估增强体结构完整性和表面活性方面的作用。 第三章：基体材料的演进与功能化 本章聚焦于树脂基体（环氧树脂、聚酰亚胺、热塑性树脂）和金属基体（铝、镁、钛合金）的最新发展。讨论了如何通过引入纳米颗粒、反应性增韧剂或功能性低聚物来提升基体的耐热性、抗疲劳性和环境稳定性。特别关注了智能响应性基体的设计，例如自修复聚合物和形状记忆聚合物在复合材料中的应用潜力。 第二部分：高性能复合材料的制备工艺 第四章：先进纤维增强复合材料的成型技术 本部分详细解析了制造高性能层压板和三维复合材料的复杂工艺。内容涵盖了真空辅助树脂转移成型（VARTM）、树脂传递模塑（RTM）的流变学控制，以及用于高附加值结构件的预浸料铺放技术（ATL/AFP）。对工艺过程中的关键参数——温度、压力、固化动力学——如何影响最终材料质量进行了量化分析。 第五章：纳米结构复合材料的精准合成 探讨了在纳米尺度上实现均匀分散和定向排列的技术挑战。重点介绍了溶液浸渍-溶胶凝胶法、原位聚合技术以及用于制备金属基纳米复合材料的粉末冶金和反应熔炼技术。强调了如何通过控制成核与生长过程，在基体中引入功能性纳米填料，以实现预期的增强或功能调控。 第六章：复合材料的增材制造（3D打印） 将视角转向当前最热门的制造领域——增材制造。详细介绍了适用于打印高性能复合材料的技术路线，如熔融沉积成型（FDM）的纤维增强长丝技术、光固化立体成型（SLA）中的复合树脂体系。讨论了增材制造过程中层间结合强度、孔隙率控制以及宏观结构设计与优化（拓扑优化）的最新方法。 第三部分：性能评估与前沿应用 第七章：力学性能的全面表征 本章系统介绍了用于评估复合材料结构完整性和服役性能的测试方法。涵盖了静态拉伸、压缩、层间剪切测试的标准规程。深入分析了疲劳寿命预测模型、断裂韧性（特别是模式I和模式II的测试）以及冲击响应的动态分析。强调了无损检测（NDT）技术，如超声波C扫描、声发射监测在缺陷识别和健康监测中的应用。 第八章：环境适应性与长期可靠性 复合材料在极端环境下的性能衰减是工程应用中的主要瓶颈。本章着重讨论了湿热老化、紫外线辐射对聚合物基复合材料的影响机制。详细分析了复合材料的耐腐蚀性能、阻燃特性以及如何通过表面涂层和基体改性来提高其在海洋、航空航天环境中的长期可靠性。 第九章：功能性复合材料的应用前景 展望了具有特定功能的复合材料的开发方向。包括电磁屏蔽复合材料的电导率调控、压电或热电复合材料的能量收集能力。此外，还探讨了结构健康监测（SHM）系统如何集成到复合材料中，通过内置传感器网络实时反馈材料的应力状态和潜在损伤信息，从而实现结构的安全管理。 结论 本书通过严谨的科学论证和丰富的工程实例，勾勒出高性能复合材料领域的研究全景。未来的发展将聚焦于多尺度协同设计、环境友好型加工工艺的开发以及材料智能化与集成化。我们期望本书能激励读者在挑战性的工程问题中，利用复合材料的巨大潜力，推动相关产业的技术升级。

评分☆☆☆☆☆

拿到《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》这本书，我立刻被它所涵盖的广阔天地所吸引。我从事的是生物材料领域的研究，长期以来，我都在寻找能够更精准地操控生物大分子，并将其应用于更复杂的生物系统中。蛋白质，作为自然界中最精巧的分子机器，本身就具有极高的生物相容性和功能多样性，而纳米技术则提供了前所未有的尺度控制能力。这本书的名字似乎恰好点燃了我长久以来对这个交叉学科的探索热情。我尤其关注其中关于“方案”的部分，我迫切地想了解，如何有效地将蛋白质进行纳米化，无论是通过自组装、模板法，还是其他新兴技术。书中是否会详细阐述不同蛋白质纳米结构的制备条件、影响因素以及稳定性评估？同时，“仪器”部分的内容也让我充满期待，我想知道作者会如何介绍那些能够帮助我们“看见”和“触摸”纳米尺度蛋白质结构的先进技术，比如，X射线衍射、核磁共振成像，又或者是聚焦离子束等，这些仪器的原理、操作流程以及数据解读是否会得到深入的剖析？最后，“应用”部分，我希望能看到关于蛋白质纳米粒子在生物传感器、组织工程支架、或者作为新型疫苗载体等方面的最新进展，这些具体的案例研究将是我评估这本书价值的重要标准，我期待它能为我带来启发，帮助我拓展研究的边界。

评分☆☆☆☆☆

拿到《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》这本书，我内心最深处的想法是，它能否真正成为我的“案头宝典”。我是一名研究生，目前正在攻读生物医学工程专业，导师建议我涉足蛋白质纳米技术的研究。坦白说，这个领域对我来说还相对陌生，我迫切需要一本能够系统性地介绍该领域知识的书籍。我对书中“方案”部分的期待很高，我希望它能提供详细的操作指导，包括各种蛋白质提取、纯化、以及纳米化方法的详细步骤，最好能附带一些常见的实验陷阱和规避方法，这样我就可以减少很多摸索的时间。而“仪器”方面，我希望作者能够介绍一些基础但重要的表征仪器，例如，紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪，以及离心机等，并讲解它们在蛋白质纳米技术研究中的具体应用，以便我能够更好地理解实验数据。此外，关于“应用”的部分，我希望能看到一些关于蛋白质纳米材料在生物传感器、药物递送系统，以及组织工程中的基础研究和潜在应用，这能帮助我了解这个领域的研究方向和未来的发展趋势，并为我自己的研究选题提供一些初步的灵感。我期待这本书能帮助我快速入门，并为我打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》这本书，我拿到手的时候，就带着一种对未来科技的憧憬。我从事的是材料科学的研究，对新兴的纳米材料领域一直抱有浓厚的兴趣，而蛋白质的生物属性和纳米技术的精准控制相结合，无疑是前沿中的前沿。我特别想了解，这本书是如何将抽象的理论与具体的实验操作结合起来的。在“方案”部分，我期待看到关于如何利用化学修饰、物理方法或生物工程手段来设计和制备具有特定功能的蛋白质纳米结构的详细指南，这包括对不同蛋白质来源、表达系统以及纯化策略的讨论。而“仪器”部分，我希望作者能够深入介绍用于分析蛋白质纳米颗粒的各种光谱、显微和散射技术的原理及应用，例如，圆二色谱、动态激光散射，以及原子力显微镜等，这些仪器是理解和优化蛋白质纳米结构的关键。最令我兴奋的是“应用”部分，我渴望看到蛋白质纳米技术在非生物医学领域的潜在应用，比如，在催化、能源、或者环境修复等方面的突破性进展，这些应用将极大地拓展我们对蛋白质纳米材料的认知和使用范畴。如果这本书能提供一些创新性的视角和前瞻性的预测，那将是对我而言最宝贵的收获。

评分☆☆☆☆☆

《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》这本书，我拿到手的时候，确实是带着满满的好奇和期待。这本书的封面上，“蛋白质纳米技术”这几个字就足以让我浮想联翩，它预示着一个前沿的、充满无限可能的科学领域。我一直对纳米材料在生物医学中的应用很感兴趣，而蛋白质作为生命体最基本的组成单位，与纳米技术的结合，无疑打开了新的大门。我特别想知道，这本书会如何深入浅出地讲解蛋白质纳米粒子的构建原理，以及它们在药物递送、诊断成像、甚至再生医学等方面的具体应用。书中提到的“方案”部分，我期待看到详细的实验步骤和技术细节，希望能从中学习到一些实用的操作技巧。而“仪器”部分，则让我好奇作者会介绍哪些最先进的纳米技术表征设备，比如扫描电子显微镜、透射电子显微镜，或者是原子力显微镜等，以及如何利用它们来观察和分析蛋白质纳米结构。最后，“应用”部分，我最期待看到一些真实的案例研究，了解科学家们是如何利用蛋白质纳米技术来解决实际问题的，例如癌症治疗、基因治疗、或者神经科学的研究。如果这本书能够清晰地展示从理论到实践的完整路径，并提供一些创新性的思路，那对我来说将是一笔宝贵的财富。我希望能在这本书中找到启发，为我自己的研究方向提供一些新的灵感和技术支持。

评分☆☆☆☆☆

《蛋白质纳米技术：方案、仪器和应用》这本书，光是书名就透露出一种严谨和实用的气息。我个人在药物研发领域工作，一直关注如何能够提高药物的疗效并降低副作用。蛋白质作为一种天然的生物分子，其良好的生物相容性和可降解性，使其成为理想的药物载体。因此，我非常希望能在这本书中找到关于如何利用蛋白质构建纳米载体的具体方法，例如，如何设计蛋白质纳米粒子的结构以适应不同的药物分子，如何控制其释放速率，以及如何实现靶向递送。书中提及的“方案”部分，我期待能看到一些经过验证的、可重复性强的实验流程，这对于我们实验室的日常工作至关重要。同时，“仪器”部分，我很好奇作者会介绍哪些用于表征蛋白质纳米材料的先进设备，例如，动态光散射技术、表面等离子体共振技术，以及质谱技术等，这些仪器在蛋白质纳米结构的功能分析和质量控制方面起着决定性的作用。而“应用”方面，我最感兴趣的是蛋白质纳米技术在肿瘤治疗中的应用，例如，如何利用蛋白质纳米粒子将化疗药物或靶向治疗药物精准地输送到肿瘤部位，从而提高治疗效果并减少对正常组织的损伤。这本书若能提供清晰的指导和前沿的案例，对我而言将是极具价值的参考。