纳米技术在畜牧业中的应用参考书.docx

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纳米技术在畜牧业中的应用参考书

第二章纳米技术在畜牧、兽医及水产中的应用

纳米技术这一概念最早由美国诺贝尔物理奖获得者R.Feynman提出,他在1959年洛杉矶理工学院的一次物理学年会上,做了题为《底层还有很大空间》的著名演讲。

在当时他提出的新奇技术并没有引起足够的重视,直到1982年,美国IBM公司成功研制出了具有原子分辨能力的扫描隧道显微镜后,纳米技术才崭露头角,在其后的20多年中这得到了飞速发展。

纳米粒子具有小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应,使得纳米粒子具有常规粒子所不具备的许多特殊性质,如低熔点、高比热容、高膨胀系数、高反应活性等。

第一节纳米技术在兽医中的应用

纳米生物技术是国际生物技术领域的前沿和热点。

它在兽医领域有着广泛的应用和明确的产业化前景。

纳米技术是一种操纵原子、分子、原子团和分子团让其形成所需物质的技术，从而使人类认识自然和改造自然的能力扩展到分子和原子领域。

目前纳米技术尚处于重大突破的阶段，如果能在未来的几十年中获得成功，对动物医学和人类保健的影响将十分深远。

1纳米技术与动物疾病

1.1疾病诊断

目前，疾病诊断最可靠的手段是建立在组织细胞水平上的病理学方法，但该方法存在对疾病判断不很准确的问题。

而利用纳米技术可通过检测唾液、血液、粪便以及呼出的气体，及时发现机体中的各种致病或带病游离分子，可很好地解决此类问题。

如纳米探针，是一种可探测单个活细胞的纳米传感器，当插入活细胞时，可探知导致疾病的早期DNA损伤，还可通过探针修复受损基因。

VoDinh等研制出一种纳米探针，直径50nm、外面包银的光纤，传导一束氮镉激光，可用于探知导致肿瘤的早期DNA损伤。

1.2纳米技术与免疫

  纳米材料以独特的物理、化学、生物学等特性，对增强动物机体的免疫力有着很好的效果。

柴家前等（2002）报道，纳米蜂胶颗粒（NPP）使迪卡白鸡血液中T淋巴细胞比率极显著增加；使雏鸡红细胞-C3bR花环率的极显著增加，而使红细胞-lc花环率显著降低，蜂胶的乙醇提取物作为佐剂能促进鸡的体液免疫，提高特异性抗体的滴度。

吕文斌等（2003）用聚乙交酯丙酯（PLG）纳米颗粒包裹CPG（以甲基化胞嘧啶鸟嘌呤为基元构成的特定核苷酸序列结构）能显著提高免疫小鼠总免疫球蛋白（IgG），增加小鼠免疫细胞数量，增强了淋巴细胞增殖及白细胞介素-2的诱生活性。

纳米颗粒有其特殊的吸附能力．据研究报道,纳米硒在动物肠道内可吸附病原菌．从而增强机体的免疫力。

它也可用来制造对付癌症的“纳米生物导弹”,能将抗肿瘤超细纳米药物连接在磁性超微粒子上，定向射向癌细胞。

并把它们消灭。

马洪雨等（2004）将FeO纳米微粒注入到患者的肿瘤内，纳米微粒可升温到45～47oC，足以烧死肿瘤细胞，而不伤害周围健康组织。

邓君明等定量实验表明．在5min内纳米Zn0的浓度值为1％时，金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.80％，大肠杆菌的杀菌率99.93％。

用纳米粒子的疫苗进行免疫接种，会导致粘膜层和胃肠道粘膜表面发生免疫反应。

纳米氧化锌具有极强的化学活性．能与多种有机物发生氧化反应（包括细菌内的有机物），从而把大部分细菌、病毒杀死。

用纳米离子作为免疫佐剂可提高疫苗对动物的免疫效果。

研究发现，用纳米科技生产的携带各种抗原并能准确释放的微芯片，只要一次植入家禽机体内，就可终生对多种传染病产生免疫力。

这样不但避免了传统免疫注射所带来的弊端，而且极大提高了免疫的效果。

因此．纳米技术是增强动物机体免疫力行之有效的途径，可为动物机体的健康提供有力的保障。

1.2.1疫苗

用纳米技术包裹或表面结合疫苗的纳米粒子只要一次性植入家禽体内，就可终身对其传染病产生免疫，不但避免因多次免疫接种给机体造成的应激，而且可大大提高免疫效果，彻底改变现行免疫方法的程序。

因此，采用纳米技术可以很好地预防和解决像禽流感、禽霍乱等疫病问题。

青岛依爱电子设备有限责任公司生产的“纳米材料孵化设备”，将纳米层状银系（锌系）无机抗菌颗粒或粉体，加入到孵化设备的蛋盘、出雏盘、加湿水盘等塑料制品及蛋车、出雏车或喷塑钢板等结构件的涂料中，使它们成为有抗菌能力的械具，在孵化过程中每时每刻发挥抑制细菌和病毒的作用，从而预防种蛋传播的多种传染病。

Kossovsky等研究证明，表面修饰的纳米粒子可使蛋白抗原的表面充分暴露，同时使抗原结构更稳定，并能促进淋巴集结的摄取，在体内能引起强烈的、特异的免疫反应。

由此可见，纳米粒子作为免疫佐剂可提高疫苗对动物的免疫效果，它将在疫苗的生产中发挥重要的作用。

纳米粒子的辅助作用可持久地释放被包裹的抗原，或加强吸收作用和机体免疫系统对被纳米粒子结合抗原的免疫反应,增强疫苗的效果。

1.2.2免疫增强剂

免疫增强剂是指单独或同时与抗原使用时能增强机体免疫应答的物质。

免疫增强剂的研究涉及免疫学和药理学的内容，是最近几年预防兽医学最活跃的研究领域之一。

近来研究发现，将蜂胶制成纳米颗粒，其理化性质和作用发生了惊人变化。

用纳米技术可解决蜂胶疫苗生产过程遇到的许多难题。

将蜂胶制成纳米颗粒，可以改变蜂胶粘度大，易粘瓶，难以吸收等缺点。

纳米蜂胶颗粒能够与抗原结合，形成抗原与蜂胶相联的复合物，从而起到贮存佐剂的作用。

Stieneker等发现聚甲基烯酸甲酯（PMMA）纳米粒子对大鼠体内的艾滋病病毒疫苗起辅助作用，抗体滴度提高10～100倍，显示出很强的抗体应答和抗感染能力，PMMA很可能成为既有效而又安全的免疫佐剂，与抗原有关的口服用药纳粒子避免了被胃酶、胃酸分解，能直接被淋巴组织吸收。

2纳米动物药品

抗生素、抗菌药和抗寄生虫药等药物在动物疫病防治中应用广泛,不合理的应用,致使危害动物健康的病源菌对许多抗菌药产生耐药性。

同时,产生耐药性和残留的问题会导致人体对药物的敏感性降低。

而用纳米技术研制动物药品可有效地改善这些缺点。

孙祖均等（2003）发现,兽药采用纳米技术后,药效能够大幅度提高,使用剂量降低,可有效地减少药物残留。

药物纳米载体具有高度靶向性、药物控制释放、提高难溶药物的溶解率和吸收率等优点，能提高药物疗效和降低毒副作用。

2.1纳米抗生素

随着抗菌药与抗寄生虫药在兽医临床和畜牧业生产中的广泛应用，尤其是滥用或不合理应用，致使畜禽的主要病原菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌等已对许多抗菌药产生耐药性，甚至产生多元耐药性。

采用纳米技术能有效地解决这些问题。

已上市的“正清”消毒剂，由于采用了纳米技术和先进的加工工艺，使药物药效提高了200倍，并且长效、缓释、抗菌谱广，对多种病毒有杀伤和抑制作用。

又如，采用纳米技术研制成的康必达注射液，具有广谱、高效、低毒、用量少、吸收快、不产生抗药性、药效时间长等特点，能迅速解除畜禽由病毒、细菌、支原体等混合感染所致的各类高热性疾病。

目前开发的纳米抗生素有纳乐福（Nanofin，纳米吉他霉素）、纳年福（Nanonin；纳米硫酸粘杆菌素）、纳新福（Nanosin，纳米硫酸新霉素）。

研究表明，被纳米粒子包裹的氨必西林比游离氨必西林的疗效要高20倍。

对药物进行纳米粒子包裹后，还可直接通过口服给药，避免某些被包裹药物受到胃酸和分解蛋白酶的作用，提高药物的生物利用度试验表明，与静脉注射相比，纳米粒子的口服生物利用度为36%，比溶解药物的生物利用度高14%。

2.2纳米中兽药

中兽药有用药剂量大、成本高，不如动物西药快速强效的缺点，而中药的药效取决于其所含有的有效活性成分，而这样有效成分主要存在于细胞内和细胞间质当中，植物细胞的细胞壁和动物细胞的细胞膜成为这些有效成分的保护层，传统的加工方法无法破碎掉这些保护层，这样就不能充分发挥中药的药效，造成原料的极大浪费。

目前，运用纳米技术，可将中药原料进行纳米级超微破碎，制成粒径小于100nm的中草药制剂。

纳米技术可将药材的细胞壁、细胞膜完全击破，使细胞重要的核酸物质和有效活性成分充分发挥作用，同时能将有效成分的大分子破碎成能直接吸收的小分子颗粒，可有效提高药物的生物利用度,“纳米中兽药”因此而得名。

中兽药经纳米处理后具有以下优点：

（1）分子结构表面的光、热、力学、磁性、电解及界面特性均发生了奇特的变化。

可取得超常的效果。

（2）可直接解决中草药的水溶性问题。

不必煎熬或提取．防止了有效成分的浪费。

采用纳米技术后，中药的超微粒子提高了中草药的药性成分，吸收率能迅速达到血药高峰浓度，克服了中药起效慢的缺点。

（3）临床上可以减少药用量，缩小容器包装量及减少毒副作用。

（4）在临界或高速气流的作用下，解决了中药自燃、自爆的问题。

（5）能使中药物质核100％破壁，药物有效成分充分释放，达到最大疗效和利用率。

植物的花粉（孢子粉）、茎、叶和果都可以进行纳米化粉碎，可开发出具有广阔前景的系列产品。

兽药采用纳米技术后，药效能够大幅度提高，使用剂量降低。

目前，兽医应用纳米材料生产的有，如已上市的“正清”消毒剂。

该消毒剂由于采用纳米技术和先进的加工工艺，药物药效提高了200倍，并且长效、缓释、抗菌谱广，对多种病毒均有杀伤和抑制作用。

又如采用纳米技术研制成的康必达注射液，具有广谱、高效、低毒、用量少、吸收快、不产生抗药性、药效时间长等特点,能迅速解除畜禽由病毒、细菌、支原体等混合感染所致的各类高热性疾病。

广东中山腾骏动物药业有限公司在美国伊利纳伊州立大学，广东药学院专家的支持下，运用现代纳米技术，结合中国传统的中药和中兽医技术，研究开发的纳米中兽药“福而好”解决了中西药均未能攻克的难关，“福而好”在白石猪场等十多家大型猪场做了大量的大群体临床试验的实验证明，对防治猪呼吸道疾病特别是对控制PMWS（仔猪断奶后多系统衰竭综合征），PRDS（猪呼吸道综合征）、猪喘气病等严重危害养猪业的疫病效果显著，且没有任何药物残留。

2.3纳米抗病毒

用树形单体或多聚体聚合物可抑制病毒对宿主细胞的吸附和感染，此项技术被称为纳米陷阱。

Choi和Reuter等发现纳米陷阱能够在流感病毒感染细胞之前与之结合，使病毒丧失致病的能力。

其原理是细胞表面的唾液酸是流感病毒的受体，可与流感病毒血凝素结合，而合成的单体或多聚体聚合物以多个唾液酸组分为侧链，也可跟流感病毒表面的血凝素位点结合。

当流感病毒结合到单体或多聚体抑制物表面，就无法再感染宿主细胞了。

目前发现多聚体抑制物的作用效果比单体好。

2.4纳米蛋白疫苗

近年来，基因工程的发展非常迅速，用生物技术方法研究开发药物也越来越成为人们关注的热点。

其重点是应用DNA重组技术开发可用于临床的多肽、蛋白质、激素、疫苗及单克隆抗体等，这些药物在疾病防治及动物生产过程中起的作用很大。

但这些药物中以蛋白质和肽类药物占的比重最大。

蛋白质和肽类药物的吸收主要有被动扩散、主动转运及吞噬作用三种途径。

蛋白质和肽类药物口服应用时，在胃肠道及体内会遇到许多障碍，这些障碍主要有：

（1）胃酸和胃肠道酶的降解作用；

（2）胃肠道生物膜的机械屏障；（3）肝脏对药物的首过效应。

用纳米粒做为蛋白质和肽类药物的载体，可以改进许多肽类药物的药动力学参数，可有效地促进肽类药物穿透生物屏障，能有效减缓蛋白质和肽类药物的释放，同时提高此类药物的生物利用率。

纳米颗粒作为基因载体具有一些显著的优点：

纳米颗粒能包裹、浓缩、保护核苷酸，使其免遭核酸酶的降解；比表面积大．具有生物亲和性，易于在其表面耦联特异性的靶向分子，实现基因治疗的特异性；在循环系统中的循环时间较普通颗粒明显延长．在一定时间内不会象普通颗粒那样迅速地被吞噬细胞清除：

让核苷酸缓慢释放，有效地延长作用时间，并维持有效的产物浓度，提高转化效率和转化产物的生物利用率；代谢产物少，副作用小，无免疫排斥反应等。

已有较好基础并做出实质性成果的药物纳米载体和纳米颗粒基因转移技术。

以纳米颗粒作为药物和基因转移载体，将药物、DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，同时在颗粒表面耦联特异性的靶向分子，如特异性配体、单克隆抗体等，通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向性药物和基因治疗。

3纳米技术与兽药残留检测

动物性食品中抗生素和违禁药物残留问题，已引起世界各国的高度重视。

灵敏、安全、经济的检测手段是当前制约动物性食品中兽药残留检测的瓶颈，采用现代科技最新研究成果之一的纳米材料提高检测方法的灵敏度将是一条大有希望的途径。

纳米材料特别是半导体纳米晶体，由于量子尺寸效应，具有激发光谱宽、发射光谱窄、荧光强度高、稳定性好等特点，其生物兼容性和超顺磁性在兽药残留分析中具有很大潜力。

3.1纳米技术与吸附剂

在医药与兽药中存在抗生素使用上的药物残留和交叉耐药性，并且动物使用了医药产品之后，产生耐药性和残留，会导致人体对药物的敏感性降低。

这些问题可因纳米技术的应用而得到改善。

有毒、有害物质（重金属、霉菌毒素、农药）一直是困扰饲料行业的一个难题,根据这些有毒有害物质的理化特性,利用纳米自组装技术的纳米吸附剂可对它们进行高效、选择性的吸附。

3.1.1重金属纳米吸附剂

目前,已研发出针对重金属铅、镉、砷、汞的吸附剂PBAN、CDAN、ASAN、HGAN,它们对铅、镉、砷、汞的体外吸附率分别为99%、95%、90%和84%。

PBAN对肥育猪的试验结果表明:

饲喂生产用日粮,肥育猪肌肉、肝脏、肾脏铅含量分别为1.96、3.47、3.60mg/kg,分别是欧盟残留限量标准的19.6、7.0、7.2倍（欧盟残留限量标准规定肌肉、肝脏、肾脏铅含量应分别低于0.1、0.5、0.5mg/kg）,当添加0.5%PBAN,肥育猪肌肉、肝脏、肾脏铅含量分别为0.06、0.38、0.47mg/kg,分别是欧盟残留限量标准的60%、76%和94%。

3.1.2霉菌毒素纳米吸附剂

黄曲霉常见于发霉的花生仁内,亦生于谷粒（如玉米、小麦、水稻等）、蒿杆、干草、豆壳及油饼等。

黄曲霉可分为不产毒素菌株和产毒素菌株两大类。

不产毒素的菌株主要用于生产淀粉酶、蛋白酶和磷酸二酯酶等,我国很早就有利用它来制酱的记载。

产毒素的菌株在其代谢过程中可形成一类叫黄曲霉毒素的代谢产物,对人畜危害很大。

在自然条件下,黄曲霉毒素主要有黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2,以后又发现这类毒素在动物体内的代谢产物,如黄曲霉毒素M1、M2、GM1和P1等。

黄曲霉毒素的毒性是已知100余种霉菌毒素中毒性最大的毒物之一,其中尤以黄曲霉毒素B1产量最高、毒性最大、致癌性最强。

目前,研制成功的针对黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的系列吸附剂AB1AN、AB2AN、AG1AN、AG2AN,它们对黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的体外吸附率分别99%、92%、96%、93%。

在畜禽中,鸭对黄曲霉毒素最为敏感。

肉鸭试验结果表明:

饲喂生产用日粮,肉鸭肌肉、肝脏、肾脏中黄曲霉毒素B1含量分别为3.65、4.41、3.20μg/kg,分别是欧盟残留限量标准的1.8、2.2、1.6倍（欧盟标准2μg/kg）;饲喂黄曲霉毒素B1严重污染日粮（40μg/kg）,肉鸭肌肉、肝脏、肾脏中黄曲霉毒素B1含量分别为6.53、7.61、5.78μg/kg,分别是欧盟残留限量标准的3.3、3.8、2.9倍;在黄曲霉毒素B1严重污染的日粮中添加0.5%AB1AN,肉鸭肌肉、肝脏、肾脏中黄曲霉毒素B1含量分别为1.35、1.82、1.26μg/kg,分别是欧盟残留限量标准的68%、91%、63%。

3.2.3农药残留的吸附剂

目前研制成功的选择性吸附有机氯和有机磷农药的吸附剂CPAN、PPAN。

CPAN对α-六六六、β-六六六、DDT的体外吸附率分别为95%、90%、97%;PPAN对甲胺磷和甲基对硫磷的吸附率分别为84%和78%。

CPAN对生长肥育猪的结果表明:

在含0.45mg/kg六六六的日粮中添加CPAN,使肌肉、肝脏、肾脏、心脏、毛发、脂肪中六六六残留量分别降低了46.85%、25.23%、24.23%、16.1%、23.52%、23.60%;在含0.85mg/kg。

六六六的日粮中添加CPAN,使上述组织中六六六残留量分别降低了47.8%、23.36%、36.0%、20.2%、34.67%、10.3%。

3.2纳米技术与兽药残留检测方法

3.2.1纳米颗粒标记分析技术

酶联免疫吸附试验（ELISA）是兽药残留分析中常用的检测方法，是基于抗原-抗体反应的一种检测技术，将酶分子与抗体分子联接成一个酶标分子，当它与固相免疫吸附中相应抗原相遇时，形成酶-抗原-抗体结合物，加入酶底物，发生酶催化反应，生成有色物质，根据颜色的深浅可以肉眼判断或用酶标仪定量，从而确定待测物浓度或活性。

常用的酶有辣根过氧化物酶和碱性磷酸酯酶等，该方法的不足在于酶本身容易失活。

放射免疫测定法（RIA）是放射性同位素和免疫化学技术相结合测定痕量残留药物的方法，将放射性同位素与抗原或抗体连结，再利用抗原-抗体反应，通过检测放射性同位素强度来确定目标化合物的存在及其含量。

虽然RIA法比ELISA法更灵敏，但由于放射性同位素的使用带来了放射性污染的难题，不但有可能损害操作人员的健康和造成环境污染，而且由于放射性同位素本身放射性衰减，难以获得长期稳定的检测标准。

许多纳米材料能够接受激发光而产生荧光，同时又能通过特殊的方式与抗原或抗体相连结，从而使以纳米颗粒作为荧光物质标记抗原或抗体建立非放射性免疫测定方法成为可能。

用最简单的方法证实了ELISA可以被改良的潜能。

BawediMG在将ELISA改良时，用ELISA试剂盒用作其整个免疫反应体系，仅仅将反应的最终示踪物改为链霉亲合素-Eu，而不是链霉亲合素-辣根过氧化物酶。

结果表明，曲线测量范围提高约5倍，灵敏度提高1O多倍。

目前已商品化的纳米颗粒标记的链霉亲合素。

镧系元素Eu标记的链霉亲合素，可以预计采用纳米颗粒作为标记物将会获得更高的灵敏度与稳定性。

3.2.2免疫组织化学

利用免疫组织化学方法确定残留兽药在动物体内组织中的分布与定位，是确定检测靶组织、分析残留消除规律、合理确定休药期及科学指导用药的基础和前提。

目前，免疫组化中常用的有机荧光染料有异硫氰酸荧光素、四乙基罗丹明和四甲基异硫氰酸罗丹明，与这些有机荧光染料相比，纳米材料具有更为明显的优势，原因在于：

纳米颗粒的直径在1nm～100nm之间，如此小的体积可以使它们能够充分与细胞或组织结合；通过对纳米颗粒表面修饰上不同亲和性的物质，可以实现对不同部位的定向染色；纳米颗粒在显微镜下的衬度差别大，比普通的染色剂有更高的分辨率；可同时检测多个目标物质。

由于普通的有机荧光染料分子能级是不连续的，需要不同的激发源,才能检测到不同的发光信号，而半导体纳米颗粒的大小和组成决定了其特定的发光性能，即可以用单一的激发源得到不同的颜色，从而获得不同物质的光学信号。

3.2.3其他检测方法

由于纳米颗粒具有体积小，比表面积大和生物兼容性好等特点，在兽药残留分析中，可用于靶标物质与基质的分离。

常用的分离方式有磁性分离和密度梯度分离两种。

可以利用纳米颗粒的超顺磁性进行生物分离的内容在前面已经谈到过，除此之外，纳米颗粒与靶标物质特异性结合后密度发生改变，利用这一特点，通过离心技术可以方便地将靶标物质分离出来。

纳米材料具有的各种特异性和功能，在兽药残留分析领域必将有重要的理论研究价值和广阔的应用前景，并将使兽药残留分析方法的高灵敏度与低检测限的大大提高。

3.3纳米技术与畜禽饲养环境、产品质量

由于纳米粒子具有许多独特的性质，如优异的抗菌性能，通过纳米技术制备的纳米复合材料可以广泛应用于畜禽饲养环境的改善和畜禽产品质量的提高。

用纳米TiO2复合塑料制成的蛋盘、出雏盘，用纳米TiO2复合涂料粉刷的蛋车、出雏车、育雏笼等设备，具有自主抗菌的能力，随时能预防种蛋传播的传染病，减少雏鸡的发病率；在畜禽饲养环境的控制中，用纳米抗菌复合涂料粉刷的畜禽舍，不仅有杀菌、除臭的功效，还可以起到隔热保温的作用，这对畜禽舍温度的控制有一定的意义；用纳米光催化技术生产的空气净化器可大大降低空气中有害气体的浓度；用多孔小球组合光催化纳米材料，能用于污水中有机物的降解，可提高水的质量。

在饲料加工过程中，常常添加一些着色剂、香味剂等饲料改性剂，如果将它们加工成纳米级微粒子，不仅可以提高使用效果，还可以减少用量；纳米塑料其强度、耐热性与常规玻璃纤维相当，可完全替代畜禽饲养中普通的塑料制品，延长使用寿命；在饲料机械设备中使用纳米润滑剂，能显著降低设备高频噪音、抑制温度上升、减少材料的耗损，并有自修复的能力，有利于饲料的加工；利用纳米粒子特殊的光学性质制备高效的光热光电转换材料，能有效利用太阳能，对畜禽生产中能源的有效利用有积极意义。

随着人们生活水平的提高及对健康状况的广泛关注,对畜产品的品质、安全性问题提出质疑，尤其是我国加入WTO后，动物产品的安全性问题已成为是否能出口的首要问题之一。

用纳米技术生产的药物，由于其吸收、利用率高而且能起到控释、缓释等作用，因此大大提高了药效，减少了用药量，可解决使用普通药物造成的药物残留问题，从而提高动物产品的质量。

用纳米抗菌塑料袋包装禽肉，用纳米超微薄膜包装禽蛋，可延长禽产品的保质期。

目前抗生素作为动物饲料添加剂广泛应用于养猪生产上，由于动物西药在应用时会造成猪肉产品中抗菌药物残留、毒副作用大，三致，等缺点且长期使用会产生细菌耐药性，如果人类食用了这些产品则会造成严重危害。

纳米技术的应用给目前抗生素在兽医上大量使用产生细菌耐药性、畜产品药物残留影响其品质带来了福音，这些问题可因纳米技术的应用而得到改善，并能使已禁用的抗生素重新得到使用。

第二节纳米技术在畜牧业中的应用

纳米技术就是在O.1～100nm的尺度上研究和利用原子、分子的结构、特征及相互作用的高新科学技术。

纳米技术给不同领域、不同学科的研究带来新的思路，为学科的交叉发展提供了新的机遇。

纳米科技应用于畜牧业生产，将能像在其他行业一样产生新的特异效应。

1纳米技术与遗传育种

目前，在动物遗传育种工作中常用转基因技术来改造动物的基因组、改良动物的经济性状、培育新品种。

常用的方法是用限制性内切酶将所需的目的基因片段切下，再连接到育种畜禽的DNA上。

由于重组基因片段和宿主DNA的连接点通常是随机的，所以每次试验成功的几率都不同。

若用纳米技术先将DNA全部分解为单个基因，然后根据需要进行组装，转基因整合成功率几乎可达100％。

同时，利用纳米技术，只要操纵DNA链上少数几种氨基酸甚至改变几个原子的排列，就可以培养出有新性状品种甚至全新的物种。

科学家可以大量克隆这些基因，通过转基因的方法，转入动物体让其进行表达，从而获得具有新的遗传性状的动物，大大加快遗传育种的速度，除去有害的DNA或把正常的DNA安装在基因中或使病变DNA发生有益突变，维持机体的健康等。

1.1纳米技术与家禽遗传

随着纳米技术的发展，扫描隧道显微镜和原子力显微镜的出现，为研究生物大分子的结构与功能的关系以及如何操纵这些结构提供了新的工具。

该研究成果表明人类可以让单个DNA分子链展现其精细结构，并可操纵它实现分子结构改性，形成纳米结构或图形，使人类得以在更小的世界、更深的层次上探索生命的奥秘，如可对基因突变进行快速精确的探测，提高搜索致病基因突变位点的速度和精确度，进行分子级手术，改造基因。

用纳米技术先将DNA全部分解为单个基因，然后再根据需要进行组装，通过操纵一个个原子，达到改良动物品种/系的目的，在遗传育种工作中，选育目标往往为产蛋率高、肌肉品质好、生长快、耗料低的健康优质家禽。

因此，纳米技术将在家禽遗传育种方面的研究中起重要作用。

1.2纳米技术与猪遗传育种

用纳米技术是先将DNA全部分解为单个基因，然后再根据需要进行组装，通过操纵一个个原子，达到改良动物品种（系）的目的。

在种猪遗传育种工作中，选育目标往往为瘦肉率高，胴体品质好、生长快、耗料低的健康优质猪，如果通过传统的育种方法来实现，可能需要几年甚至几十年时间。

如果利用纳米技术，我们可以很快获得调控这些基因表达的片段。

科学家可以大量克隆这些基因，通