如果你看過武俠小說，那么一定會(huì)發(fā)現(xiàn)，武器威力有時(shí)與個(gè)頭大小成反比。

　　比如聶隱娘手里的羊角匕首，僅有三寸長(zhǎng)，卻能分分鐘取人首級(jí)。還有古墓派暗器冰魄銀針，曾令無數(shù)強(qiáng)人倒下。

　　在多倫多大學(xué)教授陳志和眼中，那細(xì)如毛發(fā)的銀針壓根兒算不上小巧。

　　近日，在“2015全球創(chuàng)新者大會(huì)暨APEC青年創(chuàng)業(yè)家峰會(huì)”現(xiàn)場(chǎng)，這位生物材料與生物醫(yī)學(xué)工程專家向全場(chǎng)觀眾介紹了他的武器——納米技術(shù)。

　　在納米尺寸范圍內(nèi)，他通過直接操縱單個(gè)原子、分子來組織和創(chuàng)造具有特定功能的新物質(zhì)。當(dāng)物質(zhì)顆粒小到納米量級(jí)之后，這種物質(zhì)就可被稱為納米材料，一納米只有一根頭發(fā)絲直徑的八萬(wàn)分之一。

　　陳志和要攻擊的對(duì)手，是威脅人類生命安全的“全民公敵”，包括癌癥、艾滋病等重大疾病。

　　如果這些行蹤難覓的“惡棍”能夠顯形，它們很有可能是龐然大物，彈指一揮間，就能把彪形大漢撂倒。

　　陳志和介紹，面對(duì)如此強(qiáng)敵，小小的納米武器可以探測(cè)它們的蹤跡、進(jìn)行追捕，最后出手消滅。

　　這一切，都會(huì)在我們?nèi)庋劭床灰姷奈⒂^世界里悄悄地進(jìn)行。

　　在高倍顯微鏡才能觀察到的細(xì)胞和分子面前，納米微粒依然足夠精巧，就像一片薄薄的小手術(shù)刀

　　“生病是從分子階段開始，一級(jí)一級(jí)往上演變的。”陳志和首先將他的“敵人”庖丁解牛地分析了一番。

　　這是創(chuàng)新大會(huì)“人類的健康與‘永生’”主題單元，多名生物、制藥學(xué)界業(yè)界的專家學(xué)者受邀前來與全場(chǎng)觀眾分享前沿成果。

　　致力于納米生物醫(yī)療研究的陳志和也是嘉賓之一。

　　站在覆蓋著深灰色地毯的講臺(tái)中央，身著淺色格子襯衫的他看起來十分放松。

　　在平日更多時(shí)間里，他會(huì)套著白色實(shí)驗(yàn)服，戴著防護(hù)手套，埋頭扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，通過反復(fù)驗(yàn)證,在顯微鏡下排兵布陣，處理人眼不可見的微小粒子。

　　那方寸之地便是他運(yùn)用納米材料對(duì)戰(zhàn)疾病的戰(zhàn)場(chǎng)。

　　據(jù)他介紹，人體細(xì)胞的組成部分主要是生物大分子，包括蛋白質(zhì)、核酸、碳?xì)浠衔锏?，這些分子是構(gòu)成生命的基礎(chǔ)物質(zhì)。總體來說，人類的健康就在于保持這些不同分子的穩(wěn)定和平衡。

　　一旦受到化學(xué)入侵或者病毒、細(xì)菌影響，這些小的物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入人的身體機(jī)制，改變基因、蛋白質(zhì)等分子，從而改變細(xì)胞，改變器官，最終導(dǎo)致疾病發(fā)生。

　　在知己知彼之后，納米武器的優(yōu)勢(shì)顯露出來。

　　細(xì)胞具有微米（1000納米）量級(jí)的空間尺度，生物大分子具有納米量級(jí)的空間尺度，層次處于在它們之間的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)則具有幾十到幾百納米量級(jí)的空間尺度。即使在通過高倍顯微鏡才能觀察到的細(xì)胞和分子面前，納米微粒依然足夠精巧，就像一片薄薄的小手術(shù)刀，可以圍繞它們靈活作業(yè)。

　　就在半個(gè)月前，國(guó)家納米科學(xué)中心副主任趙宇亮曾在第六屆中國(guó)國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議上表示，納米生物技術(shù)和納米藥物是最近十年來納米技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域。

　　他說，由于生命過程本身是在納米尺度上發(fā)生的一系列生物化學(xué)或物理化學(xué)過程，如果從納米尺度上對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，對(duì)于重大疾病預(yù)防和治療將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

　　當(dāng)癌細(xì)胞、病變的DNA、艾滋病毒等病原目標(biāo)分子經(jīng)過時(shí)，會(huì)被相應(yīng)的量子點(diǎn)“一把揪住”

　　面向臺(tái)下的觀眾，陳志和展示了他最新的發(fā)明成果——與智能手機(jī)連接的便攜式疾病診斷設(shè)備。

　　這部“新裝備”像一個(gè)套在手機(jī)上的長(zhǎng)方體萬(wàn)花筒，一端貼著手機(jī)攝像頭，另一端裝著載物片。

　　只需從指尖擠一滴血或者吐一小口唾液放在載物片上，加入條形板，等待1個(gè)小時(shí)，手機(jī)就會(huì)向你提供艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎、瘧疾、梅毒等感染性疾病的診斷結(jié)果。

　　這要?dú)w功于一種特別的納米粒子——量子點(diǎn)。它由半導(dǎo)體材料制成，穩(wěn)定直徑在2~20納米，一般為球形或類球形，在不同的大小和形狀之下會(huì)顯示出不同的顏色，使用單一光源就可以監(jiān)控不同的顆粒。

　　在條形板上，陳志和給不同顏色的量子點(diǎn)連接上不同的抗體，當(dāng)癌細(xì)胞、病變的DNA、艾滋病毒等病原目標(biāo)分子經(jīng)過時(shí)，會(huì)被相應(yīng)的量子點(diǎn)“一把揪住”。

　　在人們等待的時(shí)間里，量子點(diǎn)正拉著抗體搭檔默默地等候獵物，一旦捕獲，就會(huì)改換顏色釋放訊號(hào)。

　　通過監(jiān)控量子點(diǎn)顏色改變的情況，這一手機(jī)設(shè)備可以同時(shí)檢測(cè)多種疾病，并作出分析報(bào)告。

　　“在檢測(cè)之外，你還可以存儲(chǔ)信息。”陳志和說。如果這一價(jià)格低廉、攜帶方便的診斷工具得到了推廣，便可以建立起全球的檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，把大家的基因、蛋白質(zhì)、生病或者健康的數(shù)據(jù)都收集進(jìn)來。在前往一個(gè)地方之前，人們通過查詢數(shù)據(jù)庫(kù)就能判斷目的地是否存在感染傳染病的危險(xiǎn)。

　　“我算是行業(yè)內(nèi)的老人了。”陳志和自信地告訴中國(guó)青年報(bào)記者。

　　1998年，在印第安納大學(xué)讀博士期間，他與導(dǎo)師在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了有關(guān)量子點(diǎn)作為生物探針的論文，首次將量子點(diǎn)作為生物熒光標(biāo)記，并且應(yīng)用于活細(xì)胞體系。

　　為了研發(fā)這么一個(gè)“小而精”的設(shè)備，陳志和的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)努力了10年。目前，這一手機(jī)裝置正在非洲進(jìn)行大量測(cè)試，臨床試驗(yàn)有效率高達(dá)90%。

　　除了量子點(diǎn)手機(jī)診斷設(shè)備，很多用于體外診斷的納米顆粒產(chǎn)品已經(jīng)上市，比如膠體金試紙條、免疫磁珠試劑盒等。

　　它們往往是利用納米顆粒一些易于觀測(cè)的特性。例如，金納米顆粒在所處的環(huán)境PH值發(fā)生改變的時(shí)候，粒子的聚集狀態(tài)就會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)它們從均一的分散變成聚團(tuán)狀態(tài)，在宏觀上會(huì)呈現(xiàn)出從紅到藍(lán)的顏色變化。

　　“這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)日趨成熟了。”陳志和在接受采訪時(shí)樂觀地展望，“在未來的5~10年內(nèi)，你就會(huì)看到基于納米技術(shù)的診斷設(shè)備在醫(yī)院和家庭中廣泛使用。”

　　這是一場(chǎng)悄無聲息的行軍，納米顆粒們穿著阿霉素等抗癌藥物的“戰(zhàn)衣”，或者揣上裝滿藥物的包裹，從血管進(jìn)入機(jī)體

　　除了應(yīng)用于疾病診斷，納米技術(shù)在對(duì)抗癌癥方面也被寄予厚望。

　　世界衛(wèi)生組織在《全球癌癥報(bào)告2014》中指出，癌癥是導(dǎo)致人類死亡的一個(gè)主要原因，目前每年在全球奪去700多萬(wàn)人的生命，這一數(shù)字還在快速上升。然而，就傳統(tǒng)的治療手段來看，無論是外科手術(shù)還是放療與化療，都會(huì)嚴(yán)重破壞機(jī)體的免疫力。

　　陳志和介紹，學(xué)界正在研究將納米顆粒用作載體，把藥物準(zhǔn)確輸送到病變器官。這樣一來，很少的藥物就可以達(dá)到很高的治療效率，并且不會(huì)攻擊健康的細(xì)胞，有效避免副作用。

　　這是一場(chǎng)悄無聲息的行軍，納米顆粒們穿著阿霉素等抗癌藥物的“戰(zhàn)衣”，或者揣上裝滿藥物的包裹，從血管進(jìn)入機(jī)體。

　　由于腫瘤組織血管豐富、“地形”復(fù)雜，這種特殊的血管環(huán)境特別有利于納米尺寸級(jí)別的物質(zhì)發(fā)生滲透和滯留。

　　在最理想的情況下，這些納米小戰(zhàn)士將會(huì)順利抵達(dá)腫瘤靶點(diǎn)，釋放藥物，一招制敵，絕不傷及無辜。

　　“這些都只能說是大家的目標(biāo)，現(xiàn)實(shí)中還沒有達(dá)到這樣好的技術(shù)。” 國(guó)家納米科學(xué)中心生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)和納米安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任梁興杰告訴中國(guó)青年報(bào)記者。這一看似完美的作戰(zhàn)計(jì)劃，在實(shí)施的道路上仍然困難重重。

　　在他看來，目前研究面臨的阻礙之一在于材料。很多理念在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)，但是在把實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和規(guī)律轉(zhuǎn)化到生物和醫(yī)學(xué)應(yīng)用的過程中，會(huì)遇到不少嚴(yán)格的限制。

　　比如，用于人體的材料和藥物，要經(jīng)過層層的環(huán)節(jié)把控，從研發(fā)到應(yīng)用于臨床需要很長(zhǎng)的周期。對(duì)金屬納米顆粒的研究，眼下都是在動(dòng)物體上尋找“苗頭”，然后進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析，大部分連臨床前的試驗(yàn)都還沒有完成。

　　此外，納米顆粒的腫瘤靶向性并不能保證百發(fā)百中，只能說比傳統(tǒng)的非納米技術(shù)在腫瘤部位聚集得要多。

　　因此，該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)開始集中于“主動(dòng)靶向”，就是在納米材料表面通過多種化學(xué)方法標(biāo)記上能識(shí)別腫瘤的靶向性分子，使納米藥物能夠盡量多地只結(jié)合腫瘤細(xì)胞。

　　讓陳志和最為擔(dān)憂的則是人體的排異反應(yīng)。

　　“我們的身體有一個(gè)偉大的防御系統(tǒng)。”他說，“當(dāng)你將納米粒子注入人體內(nèi)的目標(biāo)腫瘤細(xì)胞時(shí)，身體會(huì)保護(hù)自己，并試圖擺脫這些外來納米粒子。因此，它們中的大多數(shù)沒有找到癌細(xì)胞。”

　　他正在帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室研究讓納米粒子“以智取勝”的辦法。這可能涉及到改變其大小、形狀和化學(xué)屬性。為此，他們正在全力了解身體防御系統(tǒng)是如何對(duì)納米顆粒進(jìn)行攻擊、改變和相互作用的。

　　要實(shí)現(xiàn)用納米武器治療癌癥的目標(biāo)，似乎還有很長(zhǎng)一段距離，科學(xué)家們卻都斗志滿滿。

　　“10年前我們根本想不到有iPhone6，10年之后很容易就變成了現(xiàn)實(shí)。”梁興杰表示，“從科學(xué)的角度來說，要敢想，才有可能做得出來。”

　　這場(chǎng)2015全球創(chuàng)新者大會(huì)在北京一座由上世紀(jì)90年代糧油老倉(cāng)庫(kù)改造而來的新工業(yè)園區(qū)舉行。

　　就在距離由大庫(kù)房改建的主會(huì)場(chǎng)不遠(yuǎn)處，廢棄的升降機(jī)、傳送帶和烘干塔安靜地在草坪上沉睡，斑駁的紅磚墻上依然油漆著過去的標(biāo)語(yǔ)。

　　大庫(kù)房?jī)?nèi)光影斑駁，十幾米寬的LED高清大屏幕上正滾動(dòng)呈現(xiàn)著未來科技的圖景：

　　老人和孩子一邊在車中休息玩耍一邊由完全自動(dòng)駕駛的汽車安全地載往目的地；開鎖和轉(zhuǎn)賬只需向攝像頭看一眼，就可以被虹膜識(shí)別技術(shù)精準(zhǔn)地確認(rèn)身份；餓了動(dòng)動(dòng)食指，3D打印的美味佳肴端上飯桌；遠(yuǎn)途旅行時(shí)坐進(jìn)一個(gè)“膠囊”，然后像子彈一樣通過真空管道被飛速發(fā)射出去……

　　站在這幅圖景前，陳志和篤定地說：“50年內(nèi)，更加精細(xì)化的納米顆粒靶向治療產(chǎn)品一定會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)。”