《纳米与生命》是一本介绍纳米技术在生命科学中应用的书籍，作者详细阐述了纳米技术在医学、生物学和环境保护等领域的重要性。书中还讲述了纳米技术的发展历程和应用前景。本书为读者提供了一种全新的视角，让人们更好地了解纳米技术与生命科学的结合。
《纳米与生命》读后感(一)
谈及纳米，最耳熟能详的莫过于：“遇事不决，量子力学；材料不够，纳米来凑。”虽说这是常用来吐槽科幻设定老套的，但也证明了，纳米材料确实是科技领先材料。
《纳米与生命》最初吸引我的地方在于，它并非一本材料学科普，而是一本生物学科普。我们几乎都知道DNA的双螺旋结构，或许也略听说过一些新型材料在医学上器官与骨骼的替代应用，那纳米究竟如何与理科最具复杂性的生物学结合起来呢？
《纳米与生命》整本书分为绪论、四个核心议题、结语。在绪论中，索尼娅·孔特拉主要讲到了目前科学中的一些发展方向，传统的物理学与化学，正在与生物学融合，换句话来说，科学的发展是向着学科间大融合的方向而去；接下来，她从生物学的纳米尺度，到纳米技术的基础，再向医学中纳米的应用，以及最受关注且挑战最大的组织器官再生，共四个核心议题来介绍目前纳米在生物学上的结合以及发展；结语除了她对整个生物学的物理化，学科大融合进行了总结，更是对未来的展望——她对科学的发展报有非常乐观的期望。
不得不说，这本书介绍了相对来说科学最前沿的一些发现与技术应用，在核心的四个议题中，可以收获的不仅仅是学科的知识，更重要的是以一种全新的角度来看待生物学及医学的发展。
比如说DNA的纳米技术，我们都了解DNA的双螺旋结构，也知道一条长链DNA展开的长度是非常惊人的，但是在看这本书之前，我从来没有想过把DNA折成一张笑脸，更不用说DNA的纳米机器人了。
而在医学的应用上，对于癌症治疗，我们印象中最深的最先进的治疗方案或许就是靶向治疗。但是作者提到了一种超出我预想的免疫疗法。《狡猾的细胞》里，雅典娜·阿克蒂皮斯认为癌症就是我们身体中欺骗免疫系统的“作弊”细胞，一般情况下我们的身体会识别那些分裂出现异常的细胞，但癌细胞通过一系列“作弊”手段绕过了我们的免疫系统。在《纳米与生命》中，孔特拉结合目前靶向药的原理，向我们展示了一种纳米技术与自身免疫结合的治疗理念，未来或许真的可以做到更少的副作用来治愈癌症。
贯穿于全书，孔特拉一直表现出对新一轮科学发展的美好期望与自己乐观的态度，我亦希望世界可以如她期望一般走向更美好的未来。然而我对她的乐观并不完全赞同，纳米技术对生物的改造是否会引起新一轮的伦理冲突我们尚不得而知，更何况是生老病死的哲学层面呢？另一方面，仅仅的合作的关系推断科学家们为新技术文化的努力可以给社会带来的都是正向的结果，也似乎过于理想化。
《纳米与生命》走在当下科学的前沿，除了科学上的介绍之外，更提供了一些对科学技术发展的新视角。可惜，作为科普来说，阅读门槛略高。建议在有一定物理、医学知识或是阅读面之后，再来看这本，会阅读更流畅，收获更多。
《纳米与生命》读后感(二)
倘说列文虎克用第一台显微镜观察万物，打开了一扇新世界的大门，那么今天，科学家研究纳米尺度上的颗粒和运动，更令人目眩神迷。纳米技术本身便是科技的一项飞跃。而在牛津大学生物物理学教授索尼娅·孔拉特笔下，“见微”走出了物理实验室，去广阔的世界与其他学科融汇。她所从事的生物物理就是一门新兴学科。《纳米与生命：攸关健康的生命新科学》一书展现了该领域的研究现状和前景，读来令人充满期待。
说到纳米与生命，最容易联想到的是用高精度的工具来观察构成生命物质的物理性质：细胞、DNA、蛋白质，现有技术可以绘制图像、操控样品。但这并不代表我们戴上了眼镜，看到了更清晰的世界。作者说，从观念上，纳米技术让人更加体会到生命的复杂性。生物体的特性，不是构成它的组成部分相加的结果，后者也不是更小尺度构成的叠加，而是一系列微小“共同行为涌现而成”的。小尺度尚且难以知其全貌，其相互作用的大尺度就更难了解透彻了。
因此，贯穿全书的一个概念是，整体和个体，它们互为表里、互相映衬。纳米技术看似可以针对极小的个体，但它在医学上应用的最终目标是要解决整体（身体）的问题。
譬如，在药物输送领域，纳米颗粒很有前景。它可以瞄准不止一个受体，延续在血液中的作用时间，又因其细小，能够克服身体的物理屏障。于是，科学家像以纳米为载体，实现靶向给药，让药物进入人体后，去它该发挥作用的地方，在适合的条件下释放，减少对其他部位的伤害。像是直接进入耐药细菌的内部，或者在癌症化疗中直击肿瘤部位。临床上的瓶颈是，纳米颗粒很容易聚集在肝脏、脾脏、肾脏，它们是忠实的“清道夫”，努力排出异物。作者认为，不妨放下对局部的执着，尝试从整体上解决问题。免疫疗法不失为一条思路：通过激发身体自身的免疫应答，驱逐癌症。已经有科学家发现，注射一种树突状细胞疫苗，可激活肿瘤特异性T细胞，患者的生存时间大幅延长，只可惜，不是对每名患者都有效。有人进一步探索，是否可以用纳米颗粒来提升疗效？用纳米颗粒同时包裹抗体和佐剂，把它们同时输送到同一个树突细胞。前述靶向治疗时，纳米颗粒会自然聚集于脾脏，是劣势；但在免疫疗法中却是个优势：脾脏中有特别多的数突状细胞，可减少加强针的使用及药物副作用。
在组织工程上，3D打印器官听起来很酷炫，但是要实现其生物学功能，还有很多问题要解决。比如，对所有相关生物参数实现更好的实时监控，模拟其与身体其他部分的连接，这里面也有纳米技术的用武之地。还有生命体与环境、生命体与技术之间的关系，如果未来医学可以帮助我们实现对身体数据的精确监控和调节，我们会不会拥有一个增强版的免疫系统，像科幻电影里一样对抗疾病？不再需要痛苦的手术和治疗，开个“外挂”，给免疫系统一点助推，让其做出正确的反应，那时候，部分与整体、个体与环境的分野也会变得模糊。现有的一项成果是糖尿病的皮肤贴片，检测到实时血糖升高后，可用热激发，将药物透过皮肤上的微针输送药物。
而作者格外强调的一点——也是实现全书构想的关键——是学科间的大融合。不再各自为阵，解决复杂的问题需要多管齐下、相互配合。传统学科和新兴技术、交叉学科和临床实践、甚至是科学和艺术，都能碰撞出火花。普通人也在越来越多地与科学建立联结，譬如书中提到的几个公民科学项目。美好的医学前景，要为全人类的健康谋福祉，而不是富人和特权阶级独享，加剧社会的不平等。这需要更快的发展和更低的成本。作者说，在这一点上，科学家和普通人的目标是一致的，他们在努力，而加入其中的无数个体，也在共同创造这种可能性。
——辛丑年读索尼娅·孔拉特《纳米与生命》
《纳米与生命》读后感(三)
人类对于空间的认识就决定了科技发展的方向，所有的学科都是如此，当然也包括与我们生命息息相关的生命医学。 在漫长的古代时期，人类能活动的范围，都是很小的圈子，局限于一国一地。而这时人类的认识也就只能局限在这个范围内，那时人们治病所能想到最好的方法也仅仅来自于一些草药。当大航海时代来临的时候，因为欧洲人涉足到了美洲这一片未曾到达的地区，他们所携带的病毒也给美洲人民造成了毁灭性的灾难。而从那时起，到底是什么造成了这种灾难一定是医学工作者们需要仔细思考的。19世纪，由于法国科学家巴斯德的发现值得载入史册，因为他的发现，疾病是由细菌和病毒所引起，给人类的医学带来了前所未有的改变。医学进入了更小的空间，从微生物的角度，来探讨和治疗疾病的具体方式方，抗生素、疫苗等一大批基于病原体的医学研究得到了广泛的发展。
人类在这一领域展开研究的同时，也打开了一扇继续深入探索的大门。比病原体、比人类细胞更小的空间尺度，会有是什么样子的？结果人类就发现了DNA，并破解人类的遗传密码，人类医学进入了纳米尺度。 纳米的空间尺度是什么样子的呢？一个动物的细胞核大约5~10微米，也就是5000~10000纳米，而更小尺度的DNA大约10纳米左右，可见纳米科技到达了什么样的境地。如果医学技术达到纳米级，那对于我们人类的DNA，对于我们的遗传密码进行工作，那所带来的变革一定是空前的，这就是现在基因工程所追寻的目标。 当然，纳米技术不仅仅局限在DNA方面，它还有很多其他方面的应用。西班牙生物物理学教授索尼娅•孔特拉的科普著作《纳米与生命》就我们现在最前沿的纳米技术对生命医学的研究成果进行了总结和科普，带领我们进入人类的微观世界。而这些在微观世界的科学研究必然带给我们人类更加美好的明天。
举几个例子看一下纳米技术到底给我们带来了什么样子的改变呢？曾经在科幻中说过的纳米机器人，它们被植入人体之中，如果身体任何一个部位出现病变，纳米机器人就会群起而攻之，把疾病消解于萌芽状态。这也许还是处于科幻阶段，但现在已经有很多药物制造成纳米级，它们也就更容易进入病毒内部，对它们展开攻击。这就是现代医学最前沿的一些技术的基础。比如靶向输送药物的纳米技术、增强癌症免疫疗法的纳米技术、用于基因编辑和递送的纳米颗粒，等等等等。纳米级的基因药物已经进入了临床使用阶段，而这对于现在无法克服的一些疾病一定是一大福音。
在纳米级工作，让人类基因进行重组和再生，这也是纳米技术的任务之一。我们都知道，干细胞可以根据需求分裂成各种不同的细胞种类，但具体的分化却又是一门艰难的工程。但在纳米技术下，我们通过纳米技术控制干细胞的命运，让它们定向进行培育分裂，那我们的组织甚至器官的培养，也都将可能实现。对于现代社会如此广泛的器官需求，还有比这更有优势的嘛。 关于纳米技术的医学发展，在这本《纳米与生命》中所介绍的还有很多。而我本人毕竟不是学习医学的，对于这些内容也只是一知半解。但对于这本书的阅读，我依然让我看到了人类医学发展的方向。在纳米尺度，人类的生命一定会带来一次伟大的变革，一些医学技术也会出现天翻地覆的发展。也许在将来不再有疾病，或者人类达到永生，也未尝不能实现，让我们拭目以待吧。
《纳米与生命》读后感(四)
给自己的作品写书评，总会有一种奇妙的感觉，最不可避免的一点，就是会让我回忆起翻译过程中的点点滴滴。
《纳米与生命》是我翻译的第六部作品。在翻译这本书期间，我正在准备着博士答辩。突如其来的疫情，让实验进度受了不少影响，我也不得不选择延期毕业。我担心的问题还不止于此，因为读博前几年的工作是在做应用，做了个产品走向实用化，专利写了不少，我还因此登上过央视的节目，成果却出于保密没法以论文形式发表。所以，我还面临着很有特色的毕业难题——发文章。
在这段没法做实验的日子里，我倒也没感觉到煎熬，翻译成了让我缓解焦虑的镇定剂。反正看什么文献都是看，借着翻译领略一下前沿科学的进展，也不赖。
更何况，这本书的内容，和我的研究方向高度相似。此前我和另一位作者合作完成的水凝胶综述，其主题就是“自组装”，而自组装恰是连接纳米和生命之间的桥梁。
这本书从“分层”的世界讲起，这也是我在做化学科普的时候经常强调的一个概念。人体、器官、细胞、细胞器、分子、原子……三维尺度上的不同层级，构建出地球生命高度的复杂性。书中说：也不知是何种缘故，早期纳米尺度的一些分子开始在盐水中振动。那是原始的RNA和蛋白质……可以相互作用并发生自组装……最终具备了复制繁殖的能力。
举重若轻的几句话，阐述的是这个星球上最奇妙的故事，是一个我们至今为止还没有在其他星球上找到第二个版本的孤本故事。
但是，这个星球上的讲述者们，大多会忽略掉背后的“复杂性”，造物者往往是最直观的解释，也最容易被人接受。即便是科学家也不能免俗，仅仅几十年前，科学界都还是各玩各的，孤立地解决着每一个问题，研究原子的化学家不乐意触碰蛋白质这样的生命分子，而基因科学家们也不在意它们是如何被合成出来的。
直到纳米科学的兴起，让跨学科合作成为可能。研究生命，这已经不是生物学家和化学家的事情了，物理学家、医学家、算法工程师乃至艺术家们都在参与着这场科学界大合作。
在《纳米与生命》这本书中，有大量实践中的案例，告诉我们纳米前沿科学家们都在干些什么。人民群众喜闻乐见的阿尔法狗，组织工程技术设计出的机器黄貂鱼，第一眼看过去就让人很不舒服的“人耳鼠”……最近这些年的重大发现，都被收录于书中。
更关键的是，作者索尼娅·孔特拉表现出一个高水平科学家也应当拥有的哲学素养，这可能和她游学过多个国家（包括中国，作者曾对我的中文译后记提出意见）并最终在牛津大学做研究有关。一方面，她不畏惧科学发展可能给这个世界带来的负面冲击，另一方面，她的人文主义又让她坚定地认为人类的科学发展必须融入到自然当中。
坦率地说，这是我们国内科学传播工作者应当反思的地方，我们缺的未必是对科学的解读，倒是太少纯粹从人的视角去关注科学的外延。为什么“科普”在中国逐渐成为贬义词，是否因为我们极少关注科学的外延，是否也和我们居高临下的态度有关？
除了书中的内容以外，译本最终的装帧也可圈可点。
本书的责任编辑是我北大化院的直系师妹尹涛，化学背景让她从选题到设计都专业得游刃有余。封面上的“Enso”是书中结语里提到的一件艺术品，颇有禅意，考虑到内容的连贯性，在此还是不剧透了，建议慢慢读到这里的时候，再去体会创作者的思绪。以这幅图作为封面，可以称得上是神来一笔。而且，揭开这一层封面，再看精装本硬质封面上的第二层封面，又会有不一样的感触。
2021年10月11日，我摸到了这部作品的样书，翻译时的情景又历历在目。在我翻译完书稿时，“破四唯”成为高校和研究机构最热烈的一场运动，已经延期的我得以轻装上阵，全身心地准备论文答辩工作，并最终顺利地获得了学位证书。评价政策的好坏，于我而言是个很轻佻的做法，我只是单纯为自己的经历感到庆幸。正如书中最后一章的标题所说，这正是“生命改变一切”，科学家们正在努力创造新的技术文化，我们真正应该感到庆幸的，是生活在这样一个时代，一个充满着各种可能性的时代。
《纳米与生命》读后感(五)
20世纪60年代，蕾·伊姆斯和查尔斯·伊姆斯制作了传奇短片《十的力量》。
开场画面展现了从上空拍摄的1米见方范围，一名男子与一名女子正在芝加哥附近的某处，坐在毯子上享用着他们的野餐。10秒之后，视角开始从毯子远离，其速度是每10秒就远离10 倍：从野餐地毯，到伯纳姆公园，到整个芝加哥城市面貌，再然后是整个地球。
纪录片《十的力量》
在短片的第二部分，镜头又重新回到野餐毯上的男士，开始向下展现十的负向力量，从10厘米开始，也就是男士的手背。随后，视角穿透他手上的皮肤，聚焦到所有分结构中最复杂的部分——从生物学上说就是他的细胞，然后是亚细胞结构，最后是他的DNA。不过，我们不会就此停下。短片继续拉近镜头：到DNA中的其中一个碳原子，再到原子核，最后是质子中振动的夸克。
纪录片《十的力量》
尽管是人类难以想象也无法用肉眼直接看到的微毫，纳米却已经在无形中为人类的生活提供更多可能。比如纳米医疗。
《纳米与生命》【西】索尼娅·孔特拉 著 孙亚飞 译 中信出版社鹦鹉螺，2021年10月
即便一种药物是有效的，想要把它送到正确的位置，也非常困难。
事实上，随便一种药物的大多数副作用，都是因为药物扩散到身体中那些并不需要它们的位置。就以胰岛素为例，这是一种帮助身体控制血液中葡萄糖数量的激素。糖尿病患者不能产生足够的胰岛素（1 型糖尿病），或者他们的细胞变得对胰岛素免疫（2 型糖尿病）。对于这两种病症，通常的治疗策略是监控血糖水平；通常的治疗方案是给予胰岛素。尽管医药公司非常努力，生产出一种有效的口服胰岛素制剂却非常困难，因为肠壁是非常难以穿过的障碍；因此令人痛苦的是，仍然只能通过注射的方式摄入胰岛素，但大多数药剂并不能抵达肝脏，这就意味着病人在用胰岛素治疗时会产生很多副反应。
注射胰岛素依然是治疗糖尿病的主要手段 图源：pixabay
另一个案例是癌症化疗。我们大多数人都与某个曾经经历过化疗剧烈折磨的人相熟。这种疗法如此惨无人道，其原因是为了清除癌细胞，药物就必须以有效的浓度抵达这些癌细胞处。不幸的是，要想实现这一点，主要的方法是提高剂量，这就会带来一些副作用，从而导致这种治疗方法变得如此恐怖：疼痛、腹泻、呕吐、血液病、神经系统受损、器官受损、不孕不育、认知功能障碍、头发掉落等。
药物输送是我们这个时代面临的主要挑战。幸运的是，这个问题已经进入多学科方法的视野，而这一方法正在重塑着生物医学研究。特别值得一提的是，具有定制化物理与化学特性的纳米结构材料，正在被研究作为选择性与到达目标等问题的巧妙解决方案。
原则上来说，一个很小的纳米颗粒具有足够的空间，以植入那些在更小的分子上无法实现的特性。比如说，纳米结构具有瞄准不止一个受体的潜力，这样就可以延续其在血液中有效的时间，并且/ 或者克服物理屏障（比如肠壁阻隔或血脑屏障）。
有一个相当有趣的发现：纳米颗粒似乎会在肿瘤组织中聚集，其程度远远高于它们在正常组织中聚集的程度。1986 年， 这一发现在日本被报道，现在这或许已经成为纳米医学领域中被引用最多的文献。这就是传奇的“高通透性和滞留效应”，简写为EPR效应。为了生长，肿瘤会在其周围形成血管网络（这一过程被称为“血管生成”）；然而，肿瘤血管一般都是不正常的。它们血管壁的细胞并没有很好地排列，并且有一些小的缺陷与孔洞，由此纳米颗粒可以从血管壁流出（渗出）并在肿瘤组织中聚集。
EPR效应示意图，蓝色点代表纳米药物，穿过血管壁进入肿瘤内部图源：https://www.bilibili.com/video/BV1xg4y1q7jZ/？spm_id_from=333.788.videocard.0
利用EPR效应以及其他一些更复杂的策略制造出纳米颗粒， 然后选择性地探测并摧毁癌症细胞，这一可行性已经让研究者开发出无数种纳米颗粒（一般是由脂质分子、聚合物或金属衍生而来），其中设计了特定的尺寸、形状以及表面的化学与物理属性，并编入了具有极度丰富生物与医学功能的程序。纳米颗粒可以装载药物，以实现治疗性化合物更有针对性、更集中的输送。如果使用的是生物可降解颗粒，那么它们还能长时间保持缓释活性。
药物的纳米载体。被动组织靶向是通过增强肿瘤血管的渗透性（EPR效应）使纳米颗粒外渗实现的。主动细胞靶向的实现，则是通过配体对纳米颗粒表面进行功能化修饰以增强特定细胞识别与结合。纳米颗粒可以在非常接近靶向细胞时释放它们的内容物；也可以与细胞膜结合，成为细胞外的缓释药物库；或者内化到
纳米颗粒可以表现为诊断与治疗的药物结合体，这就属于现在所说的诊断治疗学。分子组装技术也可以被用于组装多功能的纳米系统，比如具备瞄准肿瘤并促进其从身体中被清除的功能的系统。
已经被开发出的一整套药物输送系统。这一系统很典型，它包含了：一个纳米载体（纳米颗粒、纳米外壳、树状高分子、脂质体、纳米管等），一个结合在纳米载体上的靶向分子，以及一个被载体（比如化疗药物）
很多研究已经证明，纳米颗粒可以在体外（在实验室的细胞培养皿中）检测出癌细胞并将其杀灭，在体内以及小鼠模型中也是如此。然而，已被转化为临床应用的这类纳米颗粒很少，尽管在全世界范围内，对于这种能够摧毁肿瘤的“神奇子弹”，已有大量学术性工作以及初创企业的热捧。
2016 年，《自然综述：材料》出现了一篇很有争议的文章，其中研究了所有可被获取的文献，试着去理解为什么所有这些研究与期望都没有能够转化成医药方面的应用。问题似乎出在大多数情况下纳米颗粒都不能抵达一个真正的肿瘤。注射后的纳米颗粒，大部分都在肝脏、脾脏和肾脏被终结了；身体正在履行着它的职责——这些器官所扮演的正是从血液中清除那些外来的物质与毒素的角色。这表明，研究人员或许不得不利用纳米颗粒控制这些器官的相互作用。
可以确信的是，要抵达每一个器官或组织，需要最佳的颗粒表面活性、尺寸或形状。一种可能的策略是通过改变纳米颗粒的表面或其他特性，使其能够在身体中对各种情况做出动态响应，就像自然界的蛋白质所做的那样。这也许可以避免它们被肝脏过滤出来。
靶向药物 图源：www.163.com
当然，最终还是需要更多有关药物输送的生物学与物理学知识才能破解这一难题，而不仅仅是改变纳米颗粒本身的特性。纳米药物失败的地方，不过是那些更传统的治疗方法同样失败的地方。为了尝试更快地进步，纳米医学的研究人员正在纵览身体中纳米颗粒与蛋白质的表面所表现出的实际物理与化学特性。或许为了实现目标，科学界需要集中力量，基于有关药物输送问题更广阔也更承前启后的观点，协调配合执行一个长期策略。
如今，我们不能控制纳米颗粒在体内的传输，这显示出应用纳米技术诊断并治疗癌症的主要局限。当然不只是癌症，也有糖尿病、心血管病或其他任何纳米技术被寄予厚望并投入大量预算的疾病。为了取得更大的突破，对于纳米颗粒与身体器官和组织之间的多尺度相互作用，研究人员还需要理解比今天多得多的知识。
