2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——納米技術(shù)在分子醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪個(gè)尺度范圍通常被認(rèn)為是納米尺度？（）A.0.1-1nmB.1-100nmC.100-1000nmD.1-10μm2.在分子醫(yī)學(xué)診斷中，量子點(diǎn)因其優(yōu)異的光學(xué)特性而被廣泛使用，其主要優(yōu)勢(shì)之一是？（）A.生物相容性極佳B.可在體內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定存在C.發(fā)光強(qiáng)度高、可調(diào)諧性好、背景干擾小D.制備成本極低3.脂質(zhì)體作為藥物遞送載體，其主要優(yōu)勢(shì)包括？（）A.可實(shí)現(xiàn)精確的細(xì)胞內(nèi)靶向B.具有良好的生物相容性和低免疫原性C.可用于所有類型的藥物，無需改造D.釋放速度不可控4.納米金（AuNPs）在分子醫(yī)學(xué)中可用于？（）A.制備高靈敏度電化學(xué)傳感器B.作為熒光探針進(jìn)行細(xì)胞成像C.通過表面等離子體共振效應(yīng)進(jìn)行生物分子檢測(cè)D.以上都是5.實(shí)現(xiàn)“診療一體化”的納米平臺(tái)，其核心目標(biāo)是？（）A.提高藥物的溶解度B.同時(shí)實(shí)現(xiàn)疾病的精確診斷和治療C.延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間D.降低藥物的免疫原性6.下列哪種納米材料通常具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和力學(xué)性能？（）A.碳納米管B.脂質(zhì)體C.量子點(diǎn)D.硅納米粒子7.當(dāng)納米材料的尺寸進(jìn)入納米尺度時(shí)，其表現(xiàn)出與宏觀物質(zhì)顯著不同的性質(zhì)，這主要是由于？（）A.表面效應(yīng)增強(qiáng)B.量子尺寸效應(yīng)C.熱傳導(dǎo)效應(yīng)改變D.以上都是8.在設(shè)計(jì)用于腫瘤治療的納米藥物遞送系統(tǒng)時(shí)，通常需要考慮哪些關(guān)鍵因素？（）A.藥物的溶解度、靶向性、釋放速率、生物相容性B.納米材料的制備成本、顏色、形狀C.腫瘤組織的血流特性、藥物代謝途徑D.患者的年齡、體重、飲食習(xí)慣9.磁流體（磁性納米粒子）在分子醫(yī)學(xué)中可用于？（）A.作為磁共振成像（MRI）的造影劑B.通過外部磁場(chǎng)控制藥物的靶向釋放C.制備磁性納米傳感器D.以上都是10.DNA納米技術(shù)利用DNA分子的什么特性來構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)？（）A.雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)B.高度穩(wěn)定性C.生物相容性D.電化學(xué)活性二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.納米材料因其特殊的______效應(yīng)和______效應(yīng)，在分子醫(yī)學(xué)的診斷和治療中展現(xiàn)出巨大的潛力。2.量子點(diǎn)具有可調(diào)諧的______特性和高_(dá)_____，使其成為生物成像領(lǐng)域的重要工具。3.脂質(zhì)體是由脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成的超分子結(jié)構(gòu)，具有良好的______和______，是較早應(yīng)用于藥物遞送的納米載體之一。4.實(shí)現(xiàn)“診療一體化”要求納米平臺(tái)既能用于______，又能參與或引導(dǎo)______過程。5.納米材料的______是其生物安全性和體內(nèi)行為的關(guān)鍵影響因素，需要進(jìn)行系統(tǒng)性的評(píng)估。6.利用納米粒子增強(qiáng)的比色檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子（如蛋白質(zhì)、核酸）的______檢測(cè)。7.碳納米管根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為單壁碳納米管（SWCNT）和______碳納米管（MWCNT）。8.納米醫(yī)學(xué)是______科學(xué)與______工程的交叉學(xué)科領(lǐng)域。9.刺激響應(yīng)性藥物遞送系統(tǒng)是指能夠在外界特定______（如溫度、pH、光、酶）刺激下控制藥物釋放的納米系統(tǒng)。10.DNA納米結(jié)構(gòu)（如DNAorigami）利用長(zhǎng)鏈DNA作為______，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)組裝成特定形狀。三、名詞解釋（每小題4分，共16分）1.量子尺寸效應(yīng)2.靶向藥物遞送3.生物相容性4.診療一體化（Theranostics）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述量子點(diǎn)在生物成像中的優(yōu)勢(shì)及其主要局限性。2.與傳統(tǒng)藥物遞送系統(tǒng)相比，納米藥物遞送系統(tǒng)在提高治療效果方面有哪些潛在優(yōu)勢(shì)？3.納米材料在生物體內(nèi)可能存在哪些潛在的毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)？為什么需要對(duì)納米材料的生物安全性進(jìn)行評(píng)估？五、論述題（每小題10分，共20分）1.詳細(xì)闡述納米粒子用于疾病診斷的主要原理，并舉例說明其在癌癥早期篩查中的應(yīng)用。2.討論設(shè)計(jì)用于腫瘤治療的多功能納米藥物遞送系統(tǒng)時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素，并說明這些因素如何協(xié)同作用以提高治療效果和降低副作用。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.B4.D5.B6.A7.D8.A9.D10.A二、填空題1.表面；量子尺寸2.光學(xué)；量子產(chǎn)率3.生物相容性；膜流動(dòng)性4.診斷；治療5.生物安全性6.高靈敏度7.多壁8.納米科學(xué)；分子醫(yī)學(xué)9.信號(hào)10.框架三、名詞解釋1.量子尺寸效應(yīng)：當(dāng)納米顆粒的尺寸減小到納米量級(jí)，其量子化能級(jí)變得顯著，導(dǎo)致材料的電學(xué)、光學(xué)等性質(zhì)發(fā)生改變的現(xiàn)象。2.靶向藥物遞送：利用特定修飾的納米載體，將藥物選擇性地輸送到病灶部位或靶細(xì)胞、組織的藥物遞送策略。3.生物相容性：指納米材料與生物系統(tǒng)（如細(xì)胞、組織、體液）相互作用時(shí)，不引起明顯的免疫排斥反應(yīng)、毒副作用或組織損傷的能力。4.診療一體化（Theranostics）：指將診斷（imaging）與治療（therapy）功能集成在同一個(gè)納米平臺(tái)上的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)疾病的精確診斷和同步治療。四、簡(jiǎn)答題1.優(yōu)勢(shì)：發(fā)光強(qiáng)度高、量子產(chǎn)率好；激發(fā)波長(zhǎng)可調(diào)諧，對(duì)應(yīng)不同組織的autofluorescence濾除；可進(jìn)行多色標(biāo)記；耐光穩(wěn)定性好；易于功能化表面修飾。局限性：潛在的細(xì)胞毒性或免疫原性；生物相容性和體內(nèi)降解問題；可能存在光毒性；尺寸較大時(shí)可能難以穿過某些生物屏障（如血腦屏障）；合成過程可能較為復(fù)雜，成本較高。2.潛在優(yōu)勢(shì)：提高難溶性藥物的溶解度和生物利用度；通過表面修飾實(shí)現(xiàn)靶向遞送，提高病灶部位藥物濃度，降低正常組織副作用；通過控制納米材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)藥物的控制釋放，延長(zhǎng)作用時(shí)間；可將診斷與治療結(jié)合（診療一體化），實(shí)現(xiàn)靶向診療。3.潛在毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)：吸入或攝入后可能引起呼吸系統(tǒng)或消化系統(tǒng)損傷；納米粒子可能穿透生物屏障（如皮膚、血腦屏障），在體內(nèi)蓄積；表面修飾劑（如PEG）可能引發(fā)免疫反應(yīng)；納米粒子與生物分子相互作用可能改變其功能；氧化應(yīng)激、遺傳毒性等。評(píng)估原因：納米材料具有小尺寸、高比表面積、獨(dú)特的表面化學(xué)性質(zhì)等，其在生物體內(nèi)的行為（如分布、代謝、排泄）和潛在健康影響與宏觀物質(zhì)顯著不同，且許多未知因素，因此需要進(jìn)行系統(tǒng)性的生物安全性評(píng)估，以預(yù)測(cè)和防范潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保納米醫(yī)學(xué)應(yīng)用的安全性。五、論述題1.納米粒子用于疾病診斷的主要原理包括：①高比表面積與增強(qiáng)的散射/吸收效應(yīng)：納米粒子（如金納米粒子、量子點(diǎn)）具有極高的比表面積，可負(fù)載大量識(shí)別分子（如抗體、核酸適配體），增大與靶標(biāo)分子的接觸概率。其尺寸與光波長(zhǎng)相當(dāng)，可產(chǎn)生獨(dú)特的光學(xué)效應(yīng)（如表面等離激元共振），用于高靈敏度檢測(cè)或成像。②易被細(xì)胞內(nèi)吞：納米粒子尺寸通常在細(xì)胞或細(xì)胞器尺寸范圍內(nèi)，易于被細(xì)胞主動(dòng)或被動(dòng)內(nèi)吞，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，用于細(xì)胞成像或檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)目標(biāo)分子。③靶向富集：通過修飾靶向配體（如抗體、適配體、多肽），納米探針可以特異性地識(shí)別并結(jié)合病灶部位（如腫瘤相關(guān)抗原、病毒感染的細(xì)胞）或循環(huán)中的特定生物標(biāo)志物，實(shí)現(xiàn)靶向診斷。④信號(hào)放大：納米結(jié)構(gòu)本身或其負(fù)載的識(shí)別分子與靶標(biāo)結(jié)合后，可通過納米效應(yīng)（如催化、信號(hào)級(jí)聯(lián)放大）產(chǎn)生更強(qiáng)的檢測(cè)信號(hào)（如熒光、電信號(hào)、比色信號(hào)），提高檢測(cè)的靈敏度和特異性。舉例說明在癌癥早期篩查中，可利用靶向腫瘤相關(guān)抗原的金納米粒子進(jìn)行血液檢測(cè)，通過檢測(cè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs）或循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA），實(shí)現(xiàn)早期診斷；或使用量子點(diǎn)標(biāo)記的抗體流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)血液中的早期癌細(xì)胞標(biāo)記物。2.設(shè)計(jì)用于腫瘤治療的多功能納米藥物遞送系統(tǒng)時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素及其協(xié)同作用：①靶向性：通過表面修飾（如連接抗體、適體、聚合物）使納米載體特異性地識(shí)別和富集在腫瘤部位，提高腫瘤區(qū)域藥物濃度，減少對(duì)正常組織的損傷。②藥物負(fù)載與封裝：選擇合適的載體材料（如脂質(zhì)體、聚合物、無機(jī)納米粒）和裝載方法（如物理吸附、化學(xué)鍵合、嵌入），確保藥物的有效負(fù)載量、穩(wěn)定性以及在體內(nèi)的保護(hù)，防止過早釋放。③控釋機(jī)制：設(shè)計(jì)智能釋放策略（如響應(yīng)腫瘤微環(huán)境pH、溫度、酶、光等刺激），實(shí)現(xiàn)藥物在腫瘤部位按需、可控地釋放，提高療效并降低全身副作用。④生物相容性與低毒性：選擇生物相容性好、具有良好體內(nèi)降解性的材料，確保納米載體本身及其降解產(chǎn)物對(duì)正常組織無毒或低毒。⑤有效遞送至作用部位：考慮納米粒子的尺寸、表面電荷、形貌等因素，克服生物屏障（如血液-腦屏障），確保藥物能夠到達(dá)靶病灶。⑥多功能集成：如果需要，將診斷功能（如成