納米科技及其在當代畜牧業中的前景展望(2 / 3)

以上這些特性不僅大大改善了原有材料的性反而且出現新的性能或效應,其器件或製品會引起工業、農業、醫療和社會的重大變革,同時也將推動基礎研究領域的發展。

3納米科技在畜牧業中的應用前景

美國政府將納米科技與當代科技的三大支柱——基礎科學、生物醫學、信息技術相提並論了。由此可見,納米技術很可能成為本世紀前50年的主導技術,並為交叉學科的發展提供了新的思路。迄今為止,還未見畜牧業中有關納米技術的研究報道。但納米技術作為一項新興技術必將在畜牧業生產中發揮積極的作用。本文就從以下幾個方麵展望納米技術在畜牧業中的應用前景。

3.1納米微粒營養物在動物胃腸道吸收中的作用

Florence(1998)指出:營養物質的顆粒大小是影響胃腸道對其吸收的一個關鍵因素。Eldridge,Damge,Jam也證實了這一結論。Jam究了3種不同大小的聚苯乙烯微粒(50urn,500urn,lμm)在淋巴集結、腸係膜、肝、脾中的吸收程度及分布速度。實驗表明;給小

鼠口服藥物後6h內,50urn粒子在淋巴集結中被發現共有最大程度的吸收,比500urn和lμm粒子吸收的快。500nm微粒給藥18h後在肝、脾中發現。而1μm粒子給藥18h後才在肝上、24h後在脾上發現有很少的分布,而且僅有少量吸收。這就證明了微粒尺寸的大小對胃腸道的吸收有很大的影響,而且影響其體內分布。研究表明:粒徑小於5μm的微粒可通過肺,粒徑小於300nm的微粒可進入血液循環,小於100nm能進入骨髓,因此納粒係統更易通過胃腸粘膜,使其透皮吸收的生物利用度得以提高。Desai目前在小鼠中的研究實驗表明:100urn粒子比其它大粒子的吸收率高10-250倍。分析其原因可能是由於納米微粒具有小尺寸效應和表麵效應。當粒徑減小時,表麵原子數迅速增加,從而可增大暴露在介質中的表麵積,提高動物對其的吸收利用率。因此對飼料原料進行納米化處理後,可以使原料中那些動物不可缺少而又較難采食的營養成分能充分的被動物吸收,因為大分子營養物被粒化成納米粒徑後,能穿透組織間隙,也可通過機體最小的毛細血管,且分布麵極廣,從而可最大限度的提高飼料原料的生物利用率。

3.2納米微粒的吸附、殺菌作用

隨著人們生活水平的提高及對健康狀況的廣泛關注,對產品的品質、安全性問題提出質疑。尤其是我國加入WTO後,動物產品的安全性問題已成為是否能出口的首要問題之一。目前抗生素作為動物飼料添加劑廣泛應用於畜牧業生產上,但長期使用會產生細菌耐藥性和畜產品中抗菌藥物殘留,影響畜產品的品質。如果人們食用了這些畜產品,則會對人類的健康

造成威脅。目前,衡量畜產品安全性的主要指標有:重金屬殘留量、農藥殘留量及微生物殘留量等。為使動物產品安全性提高,減少抗生素的使用,尋找一種更適宜的替代品成為世界性的一大難題。納米技術的興起,給我們帶來了解決這一難題的方法。目前,科學工作者正在研製一種新型的可吸附黴菌毒素的納米材料,動物即使食用了某些發黴飼料,這種納米材料也能在胃腸道吸附這些有害的黴菌,使動物機體免受毒害。又如納米ZnO是麵向21世紀的飼料業新產品,具有一般ZnO無法比擬的性能。因為納米ZnO有極強的化學活性,能與多種有機物發生氧化反應(包括細菌內的有機物),從而把大部分細菌、病毒殺死。它的主要作用機理為:納米ZnO在光照條件下會產生帶電子和價帶空穴,後者是良好的氧化劑,具有很強的反應活性,可與表麵吸附的HZO或OH一離子發生反應形成具有強氧化性的羥基,從而殺死細胞。而且由於粒徑極小,可穿透細胞膜,降解細胞產生的毒素。定量實驗表明:在5min內納米ZnO的濃度為1%時,金黃色葡萄球菌的殺菌率為98.86%,大腸杆菌的殺菌率為99.93%。而且使用納米微粒添加劑飼喂家畜並不會使其產生耐藥性。從以上的研究中可看出,納米微粒有強烈的吸附有毒有害物質並將其殺死的能力,從而減少有毒有害物質在肉中的殘留,可提高畜產品的安全性和品質。

3.3載藥納米微粒在緩釋、控釋中的作用

載藥納米微粒是納米技術與現代醫藥學結合的產品。納米粒子是一種超微小球型藥物載體,是近年來出現的藥物控釋和緩釋的新劑型,它的突出優點是比細胞還小,因此可被組織及細胞吸收,經特殊加工後可對組織或器官定向給藥。