2025年大學《分子科學與工程》專業(yè)題庫——納米科技對生物制藥的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填在題干后的括號內）1.以下哪種材料通常被認為是納米材料？（）A.鋼絲B.普通硅片C.20納米厚的氧化硅薄膜D.大塊玻璃2.EPR效應在納米藥物靶向遞送中起重要作用，其主要依賴于（）。A.藥物本身的親脂性B.納米載體的高度疏水性C.腫瘤組織與正常組織間血管滲透性的差異D.納米粒子的大小效應3.介孔二氧化硅納米粒子作為藥物載體，其主要優(yōu)勢之一是（）。A.具有良好的生物相容性B.可實現光熱轉換治療C.具有高度有序的孔道結構，可控性強D.表面易于進行多種功能化修飾4.下列哪種技術通常不用于制備量子點？（）A.氣相沉積法B.溶膠-凝膠法C.化學氣相沉積法D.原位合成法5.脂質體作為藥物載體，其主要機制屬于（）。A.物理吸附B.共價鍵合C.內吞作用D.離子交換6.外泌體作為納米載體在生物制藥中的獨特優(yōu)勢包括（）。A.具有良好的免疫原性B.體內循環(huán)時間長，生物相容性極佳C.易于在體內降解D.制備過程復雜，成本高昂7.在納米診斷領域，量子點的主要應用優(yōu)勢是（）。A.生物相容性極佳B.可實現多色標記和超高靈敏度檢測C.成本極低，易于大規(guī)模生產D.信號穩(wěn)定，壽命極長8.納米材料進入人體內主要途徑包括（）。（多選）A.呼吸道吸入B.消化道攝入C.皮膚接觸D.血液循環(huán)滲透9.對于蛋白質或多肽類藥物，選擇納米載體時需要特別考慮的因素是（）。A.載體的生物降解速率B.載體對蛋白質的穩(wěn)定性影響C.載體的表面電荷性質D.載體的體內清除途徑10.納米生物傳感器相比傳統生物傳感器的主要優(yōu)勢在于（）。A.操作更加簡單B.可檢測的物質種類更多C.通常具有更高的靈敏度和更快的響應速度D.成本更低廉二、簡答題（每小題5分，共25分）1.簡述納米材料尺寸在1-100nm范圍內所表現出的一些特殊性質。2.解釋什么是“stealth”納米載體，并說明其在藥物遞送中的主要作用。3.納米藥物遞送系統相比傳統藥物制劑，在實現靶向遞送方面具有哪些優(yōu)勢？4.簡述納米技術在疾病早期診斷中可能發(fā)揮的作用。5.描述一種可用于遞送核酸藥物（如siRNA）的納米載體類型及其設計考慮因素。三、論述題（每小題15分，共30分）1.分析影響納米藥物載體在血液循環(huán)中穩(wěn)定性的主要因素，并提出相應的解決方案。2.結合具體實例，論述納米技術在組織工程與再生醫(yī)學中的應用前景和面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.C6.B7.B8.ABCD9.B10.C二、簡答題1.納米材料尺寸在1-100nm范圍內，由于其尺寸與可見光波長、細胞及許多生物分子的尺寸相當，會表現出與宏觀物質不同的特殊性質，主要包括：①小尺寸效應，如表面原子比例高、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等；②表面效應，即表面原子具有高活性，表面能大；③量子尺寸效應，材料尺寸減小到納米量級時，其內部的電子能級由連續(xù)變?yōu)殡x散；④宏觀量子隧道效應，微粒子（如納米顆粒）的粒子波動性使其可以通過能量勢壘。2.“stealth”納米載體是指經過特殊表面修飾，使其表面性質（主要是表面電荷和親疏水性）能夠有效減少與體內生物成分（如血漿蛋白、免疫系統）的相互作用，從而延長在血液循環(huán)中的停留時間，降低被快速清除或引發(fā)免疫反應的納米載體。其主要作用是提高納米藥物載體的體內循環(huán)半衰期，增加藥物在靶部位的富集量，從而提高治療效率和降低副作用。3.納米藥物遞送系統在實現靶向遞送方面具有以下優(yōu)勢：①提高靶向性，通過修飾靶向配體（如抗體、多肽、適配子）或利用腫瘤組織的特征（如EPR效應、腫瘤血管的高通透性和高滲性），使納米載體能夠選擇性地富集在病灶部位；②增強穿透性，納米粒子尺寸小，可以穿過某些屏障（如腫瘤血管的內皮間隙、血腦屏障的間隙），到達傳統藥物難以到達的部位；③降低毒副作用，通過靶向遞送減少藥物在正常組織中的分布，降低對健康組織的損傷。4.納米技術在疾病早期診斷中可能發(fā)揮的作用包括：①提高檢測靈敏度，利用納米材料（如納米金、碳納米管、量子點）的高度比表面積和獨特的光學、電學性質，實現對痕量生物標志物的超靈敏檢測；②實現多重檢測，利用不同納米探針的多色標記或陣列技術，同時檢測多種生物標志物，用于疾病的綜合診斷或分型；③開發(fā)新型診斷工具，如納米傳感器、納米成像探針（用于MRI、CT、熒光成像等），提高診斷的準確性和便捷性，實現早期甚至無創(chuàng)診斷。5.一種常用的遞送核酸藥物（如siRNA）的納米載體類型是聚合物納米粒（如聚乙烯亞胺PEI、聚乳酸-羥基乙酸共聚物PLGA衍生物）。其設計考慮因素包括：①保護核酸藥物，防止其在血液循環(huán)中或細胞內被核酸酶降解；②促進細胞內吞，載體需要具備合適的尺寸和表面性質，易于被目標細胞攝??；③實現核轉位，幫助核酸藥物逃逸出細胞質進入細胞核（對于siRNA）；④靶向遞送，通過表面修飾實現向特定細胞或組織的靶向；⑤安全性，載體材料需具有良好的生物相容性和低毒性。三、論述題1.影響納米藥物載體在血液循環(huán)中穩(wěn)定性的主要因素包括：①載體自身的物理化學性質，如尺寸大小、表面電荷、表面親疏水性、形狀等；②血漿蛋白的吸附，納米粒子表面會吸附血漿蛋白（如清蛋白、脂蛋白），形成蛋白冠，影響其表面性質和與免疫系統的相互作用；③免疫系統的識別與清除，吸附了蛋白冠的納米粒子可能被單核吞噬系統（如巨噬細胞）識別并吞噬，導致過早清除；④納米粒子的團聚，在血液的高濃度鹽環(huán)境下，或由于靜電斥力減弱等原因，納米粒子可能發(fā)生團聚，改變其粒徑和表面性質，影響其穩(wěn)定性和體內行為。解決方案可包括：①優(yōu)化納米粒子尺寸和表面性質，如選擇合適的尺寸（通常小于200nm以減少調理作用），通過表面修飾（如PEGylation）降低表面電荷、增加親水性，形成穩(wěn)定的蛋白冠；②選擇生物相容性好、生物降解性合適的載體材料；③設計具有核殼結構的納米載體，內核保護藥物，外殼提供穩(wěn)定性；④利用物理方法（如超聲波、電噴霧）制備具有良好分散性的納米制劑。2.納米技術在組織工程與再生醫(yī)學中的應用前景廣闊，主要體現在利用納米材料構建具有生物相容性、可降解性、并具有特定孔隙結構和力學性能的細胞支架，或作為生長因子、藥物的載體，促進細胞粘附、增殖、分化，引導組織再生。例如，納米梯度材料可以模擬細胞外基質的微環(huán)境，促進成骨細胞定向分化；納米孔道材料有利于細胞遷移和營養(yǎng)物質的擴散；納米藥物載體可以局部、持續(xù)地釋放生長因子或抗炎藥物，調控組織修復過程。面臨的挑戰(zhàn)主要包括：①如何精確控制納米材料的生物相容性和降解行為，避免免疫排