纳米技术在现代家禽生产中的应用.pdf

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1、 纳米技术在现代家禽生产中的应用 李振;王广森【摘 要】纳米(Nometere)科技是 20 世纪 80 年代末、90 年代初发展起来的前沿、交叉性新兴学科，被公认为 21 世纪最具有前瞻性的科研领域。其中“纳米”是国际长度单位，用 nm 表示，1nm=10-9m。纳米技术是指在 1100nm 的量度范围内研究原子、分子的结构及相互作用的技术，物质被用“纳米”技术“细化”之后，即失去原有的持【期刊名称】养禽与禽病防治【年(卷),期】2004(000)004【总页数】2 页(P4-5)【关键词】纳米技术;现代化;家禽生产;遗传育种;营养水平;疾病防治【作 者】李振;王广森【作者单位】山东省临沂师

2、范学院农林学院,276003;山东省郯城县畜牧局【正文语种】中 文【中图分类】农业科学-4-养禽 与禽 病 防 治 2004 年第 4 期李 振 娄 蠹 临 类 沂 号纳米(Nometere)科技是 20 世纪 80 年代末、90 年代初发展起来 的前沿、交叉性新兴学科，被公认为 21 世纪最具有前瞻性 的科研领域。其中“纳米”是 国际长度单位，用 nm 表示，Inm=10-gm。纳米技术是指在 l100nm 的量度范围内研究原子、分子的结构及相互作用 的技术，物质被用“纳米”技术“细化”之后，即 失去 原 有的特性，产生新的特性，产生 了新的奇异 的性能，直接以原子、分子及物质在纳米尺度上

3、表现出来 的新颖 的物理、化学和生物学特性，制造 出具有特定功能的产 品。由于纳 米离子具有 比表面积大、表面活性 中心 多、反应活性高、吸附和催化能力强 的特点，因此会产生表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量 子隧道效应。目前，纳米 科技 已 应用 于 电子、材料、医药和信息等学科领域，其功能性产品也是 目不暇接。随 着研究领域的拓展，纳米科技必将广泛应用 于现代养禽业。一、纳米技术应用于家禽遗传育种在家禽遗传育种过程 中，人们总希望得到生长速度快、饲料报酬高、胴体品质 好和抗逆性强 的品种。现在的遗传工程育种方法（转基 因技术）是用 限制性 内切酶 将所要 的 目的基因片段切下，再连

4、接到鸡的 DNA 上。由于基因片段和 DNA 的连接 点通常是随机的，所 以 每次试验成功 的 几率都有所不 同。而纳米技术 可 先将 DNA 全部分解为单个基因，然后再根据人们的需要进行组装，成功率可达 100%。同时，利用 纳米技术，只要操纵 DNA 链上 少数 几个氨基酸密码甚 至改变几个原子 的排 列，就可 以 培养 出新性状品种乃 至全新 的物种。随着纳米科技 的发展，扫描隧道显 微镜(STM)和原子 力显 微镜(AFM)的 出现，为研究生 物大分子 的结构与功能 的关 系及 如何操作这些结构提供 了新 的工具。利用 STM 的针尖与表面原子间的相互作 用可操作一个个原子，达到人们改

5、 良品种的 目的。1990 年中科院上海原子核研究 所首次获得 DNA 复制过程 的 STM 图像，这 为揭示基 因表达 的机理和 如何调控基 因表达奠定了 良好 的基础，同时还可进行基 因装配工作。利用 STM 可 以很快获得 调控优 良性状基 因表达 的 DNA 片段，育种工作者可 以大量地克隆这些基 因，通过 转基 因的方法，转入动物体进行表达，从而获得具有新 的遗传性状 的家禽，大大加 快遗传育种 的速度。通过 STM 还 可 以知道哪些 DNA 已突变，除去有 害的 DNA 或 把正常的 DNA 安装在基因片段上，或使病变 DNA 发生有益突变，维持家禽机体的健康。因此，纳米科技将在

6、家禽育种方面发挥重要 的作用。二、纳米技术在家禽营养与饲料方面的应用 营养物质的颗粒大小是影响动物机体对其吸收 的一个关键 因素。由于纳米微粒具有表面效应 和小尺寸效应，采用纳米技术，使饲料物质粒径减小后，表面 原子 数量迅速增加，从而可大大增 大暴露在介质 中的表面积，提高家禽对 其消化吸收舶 利用率。大量的研究表明，粒径小于 5 微米的微粒可通过肺，粒径小于 300nm 的可 进入血液循环，小于 100nm 的能进入骨髓，纳米微粒更能通过 胃肠道黏膜，使其透 皮吸收 的生物利用度得 以提高。Decai 对小 鼠的实验研究发现，粒径 为 100nm 的粒 子比大粒子的物质吸收率高 10 25

7、0 倍。同时饲料中的抗营养因子在纳米水平下将 发生质的变化，这必将要求重新测定饲料成分和制订家禽营养标准，重新计算饲料 配方，从而带来一场动物营养与饲料生产的革命。在微量元素添加剂方面，如果说 第一代是无机，第二代是有 机，第三代是 氨基酸螯合物，那 么第 四代将是纳米微量 元素。无机微量元素的利用率较低，为 30%左右；有机微量元素的利用率在 490/0；氨 基酸螯合物 的利用率约在 65%；纳米微量元素将可 以达到 80%以上。如纳米硒将 以 特有的生物活性高、急性毒性低、生物利用率高和显 著提高家禽机体的免疫力 等优 点广泛应用于动物的生产；特制纳米材料具有 吸附和 杀菌作用，家禽采食

8、了某些霉 变的饲料后，使用这种材料 可在 胃肠道吸 附毒素，使家禽免受毒害；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，从 而 杀死细菌、病毒等病原微 生物，因此使用它既 可补充微量元素，又 可起 到替代抗生 素等药物 的作用，不致使 细菌产生耐药性和造成药物残留。三、纳米技术应 用于家禽的疾病防治 1 纳 米兽药的生产 载药纳米微粒是纳米技术和现代医 药学结 合的产物。纳米粒子是一种超微小球形药物载体，是近 年来 出现的药物控释和缓释的新剂 型，其纳 米 技 术 S83 文 献 标 识 码 1，A 文 章 编 号 1008-3847(2004)04-0004-02 师

9、 范 学 院 农 林 学 院 276003)王 广 森 一 山 东 省 郯 城 县 畜 牧 局 一在 现 代 家 禽 生 产 中 的 应 用李振娄蠹临类沂号“纳米”是 国际长度单表示，Inm=10-gm。纳米技术是指在 l100nm 的量度范围内研究原子、分技术细化之后，即失去 原 有的特性，产生新的特性，产生 了新的奇异 的性能，直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来 的新颖 的物理、化学和生物学特性，制造 出具有特定功能的产 品。由于纳米离子具有 比表面积大、表面活性 中心 多、反应活性高、吸附和催化能力强 的特点，因此会产生表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量 子隧道效应。目前

10、，纳米科技 已 应用 于 电子、材料、医药和信息等学科领域，其功能性产品也是 目不暇接。随着研究领域的拓展，纳米科技必将广泛应用 于现代养禽业。一、纳米技术应用于家禽遗传育种在家禽遗传育种过程 中，人们总希望得到生长速度快、饲料报酬高、胴体品质好和抗逆性强 的品种。现在的遗传工程育种方法（转基 因技术）是用 限制性 内切酶将所要 的 目的基因片段切下，再连接到鸡的 DNA 上。由于基因片段和 DNA 的连接点通常是随机的，所 以 每次试验成功 的 几率都有所不 同。而纳米技术 可 先将 DNA 全部分解为单个基因，然后再根据人们的需要进行组装，成功率可达 100%。同时，利用 纳米技术，只要操

11、纵 DNA 链上 少数 几个氨基酸密码甚 至改变几个原子 的排列就可 以 培养 出新性状品种乃 至全新 的物种。随着纳米科技 的发展，扫描隧道显微镜(STM)和原子 力显 微镜(AFM)的 出现，为研究生 物大分子 的结构与功能 的关系及 如何操作这些结构提供 了新 的工具。利用 STM 的针尖与表面原子间的相互作用可操作一个个原子，达到人们改 良品种的 目的。1990 年中科院上海原子核研究所首次获得 DNA 复制过程 的 STM 图像，这 为揭示基 因表达 的机理和 如何调控基因表达奠定了 良好 的基础，同时还可进行基 因装配工作。利用 STM 可 以很快获得调控优 良性状基 因表达 的

12、DNA 片段，育种工作者可 以大量地克隆这些 基 因，通过转基 因的方法，转入动物体进行表达，从而获得具有新 的遗传性状 的家禽，大大加快遗传育种 的速度。通过 STM 还 可 以知道哪些 DNA 已突变，除去有 害的 DNA 或把正常的 DNA 因此，纳米科技将在家禽育种方面发挥重要 的作用。二、纳米技术在家禽营养与饲料方面的应用营养物质的颗粒大小是影响动物机体对其吸收 的一个关键 因素。由于纳米微粒具有表面效应 和小尺寸效应，采用纳米技术，使饲料物质粒径减小后，表面 原子数量迅速增加，从而可大大增 大暴露在介质 中的表面积，提高家禽对 其消化吸收舶利用率。大量的研究表明，粒径小于 5 微米

13、的微粒可通过肺，粒径小于 300nm 的可进入血液循环，小于 100nm 的能进入骨髓，纳米微粒更能通过 胃肠道黏膜，使其透皮吸收 的生物利用度得 以提高。Decai 对小 鼠的实验研究发现，粒径 为 100nm 的粒比大粒子的物质吸收率高 10 250 倍。同时饲料中的抗营养因子在纳米水平下将发生质的变化，这必将要求重新测定饲料成分和制订家禽营养标准，重新计算饲料配方，从而带来一场动物营养与饲料生产的革命。在微量元素添加剂方面，如果说第一代是无机，第二代是有 机，第三代是 氨基酸螯合物，那 么第 四代将是纳米微量元素。无机微量元素的利用率较低，为 30%左右；有机微量元素的利用率在 490/

14、0；氨基酸螯合物 的利用率约在 65%；纳米微量元素将可 以达到 80%以上。如纳米硒将 以特有的生物活性高、急性毒性低、生物利用率高和显 著提高家禽机体的免疫力 等优点广泛应用于动物的生产；特制纳米材料具有 吸附和 杀菌作用，家禽采食 了某些霉变的饲料后，使用这种材料 可在 胃肠道吸 附毒素，使家禽免受毒害；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，从 而 杀死细菌、病毒等病原微生物，因此使用它既 可补充微量元素，又 可起 到替代抗生 素等药物 的作用，不致使细菌产生耐药性和造成药物残留。三纳米技术应 用于家禽的疾病防治 1纳 米兽药的生产 载药纳米微粒是纳米技术和现

15、代医 药学结 合的产物。纳纳米技术S83 文献标识码 1A 章编师范 学院农林 276003)王广森山东省郯城县畜牧局在现代家禽生产中的应 2004 年第 4 期-5-近年来，我地 区连续受暖冬影响，相继在 多个 养鸡场发 生 白冠 病，涉及 20 万 只鸡以上，给养鸡业 带来严重损失，而 且 有蔓延 的趋 势。一、临床症状 患病育成鸡采食量轻微下 降，嘴流带血黏液，增 重迟缓，拉稀粪，多发在 60 100 日 龄之间，死亡率为 0.2%左右。产蛋 鸡 主要 表 现采 食量 下 降，鸡 冠苍 白，精神稍 差，产蛋率 日渐下 降，蛋 壳变薄，畸 形蛋增 多二、病理剖检 无特异性病理变 化，呲-叮

16、皑的 是血液稀薄、贫血。三、实验室检查 血液涂 片，经瑞 氏染色，镜检发现多个血细胞 内有扁豆角样 的虫体，大小 为 22 鸡白冠 病 的 综 合 防治李金香钟金胜靳桂君张明 会杨立 勇（天津市武清区畜牧兽医服务 中心 301700）中图分类 号：S858.31 文献标识码：B文章编号：1008-3847(2004)04-0005-01 微 米 x6 微 米。实验室病变检查可做出诊断。目前四、治疗 白冠灵或 白冠净，防治的药物很 多，一般都能收到很连用 57 天，收到显 著效果。育成好的疗效。2 此病多发生在夏、秋鸡采食量 明显 七升，3 5 日停止死及初冬季节，此时主要与吸血 昆虫亡，体重增

17、加。产蛋鸡群一 般 5 6 叮咬有直接关系。3 产蛋鸡群的发日开 始明显 好转，鸡冠渐渐变红，生率高于育成鸡群，其原因有待探产蛋缓慢 回升，蛋壳颜 色变红，质讨。4 为预防和很好地控制此病，地变硬，表面 变光滑，畸形蛋减少，禽舍 门窗可考虑用 细 网眼纱绷封鸡群一般 10 15 日时恢复正常。闭，以防蚊虫飞入鸡舍。五、讨论 1 根据临 床症状及责任编辑：翁亚彪+_圣+_ 圣+_ 量+_ 圣+_ 圣+_ 圣卜圣+-圣+_ 圣+_ 圣+_ 圣+_ 圣+-圣+_ 圣+_ 圣+_ 圣-壬+_ 圣+_ 圣+_ 圣+_ 圣+_ 圣+_ 圣+_ 圣-圣+_ 量+_ 圣_圣+量+量+_ 量-圣+_ 圣+圣+-

18、圣+_ 圣卜圣_圣-圣突出优点是 比细胞还小，因此可被组织和细胞吸 收，提高了难溶性药物的溶解率和吸收率；经特殊加工后 具有高度靶向性，可对组织或器官定 向给药。兽药采 用纳米科技后，药效能够大幅度提高，使用剂量降低，可在不停药的前提下解决家禽药物残留问题。医药上 已经在应用 纳米材料 了，如 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 原微生物有杀伤和抑制作用。传统 中草药具有 天 然 性多功能性（如营养、促进生 长、增强机体免疫力、抗 应激等作用）、毒副作用小、无药残、不易产生 耐药性、抗菌谱广 等

19、优点而 备受养殖户 的青睐，但其水溶性 差吸收速度慢、生产成本高、用量大，从 而制约 了其 开发和应用。随着纳米科技 的发展，运用纳米超微粉 碎技术，可将 中草药 的细胞壁（膜）完全击破，使得细 胞最 为重 要 的核 酸物质和其他有效活性成分 的大分 子物质破碎成能被动物机体直接吸收的小分子颗粒，纳米 中兽药被家禽使用后，与消化液的接触面积 比原 来大数万倍，大 大地提高 了药物的生物利用度，降低 了 中药的使用剂量和生产成本。2 纳米疫苗的研制现代化养禽业 中，通常需 要对家禽进行数次多种易发性传染病的免疫接种，以控 制疾病的发生。不但耗费了大量的人力、物力和财力，而且易给鸡群造成不必要的应

20、激，免疫效果不确实。Kossovsky 报道，用表面修饰 的纳米离子能使蛋 白质 抗原的表面充分暴露，同时使抗原结构更趋稳定，并 能促进淋 巴集结的摄取，在体内引起强烈的特异性免 疫反应。因此，纳米离子作为免疫佐剂可提高疫苗对 动物的免疫效果。这与柴家前等报道纳米蜂胶颗粒(NPP)可使迪 卡 白雏鸡血液 中的 T 淋 巴 细 胞 比率、RBC-C3b 红细胞膜上 的 C3b 受体）极 显 著增 加，提高特异性抗体的滴度相一致。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，而且大

21、大提高了免疫的效果。四、纳米科技在环保方面的应用 由于纳 米技术的应用 大大提高 了家禽饲料 的消化利用率和疾病的预防效果，减少 了药物的使用量，从而降低 了粪尿 中的排出量，减轻或消除氮、磷、微量 元素、药物、有 害气体等多种 因素对土壤、水体、大气 等环境污染。此外，大量纳米净化材料的 出现也将给 养殖场 的环保带来技术性 的革命。五、纳米科技在家禽产品品质方面的应用 用纳米科技产品（如优 良家禽、疫苗、药物等），大 大加 强 了家禽的生物安全，提高 了机体免疫 力，减少 了药物的使用，解决 了禽产品的药物残留和微生物指 数超标问题。用纳米抗菌塑料袋包装禽肉，用纳 米超 微薄膜包装禽蛋，可

22、 延长禽产品的保质期。目前，这些 技术和产品都已在生活 中得到应用。此外，纳米技术对家禽的孵化和生 长也产生一定的影响。如“纳米材料孵化设备”将纳米层状银 系（锌系）无机抗菌颗粒或粉末，加入到孵化设备如出雏盘、蛋盘、加 湿器 以 及蛋 车、出雏 车 中，使其具有抗 菌能 力在孵化过程 中时刻发挥抑制细菌和病毒的作用，预防传染病 的传播，提高出雏率和成活率；利用纳米 产 品（如强 的纳米 863 生物助长器）使蛋鸡产蛋率和 受精率，以及 肉鸡的成活 率、增 重速度和饲料报酬均 提高等。责任编辑：罗庆斌 2004 年第 4 期-5-相继在 多个 养鸡场发 生 白冠病，涉及 20 万 只鸡以上，给养

23、鸡业带来严重损失，而 且 有蔓延 的趋势。临床症状患病育成鸡采食量轻微下 降，嘴流带血黏液，增重迟缓，拉稀粪，多发在 60 100 日龄之间，死亡率为 0.2%左右。产蛋鸡 主要 表 现采 食量 下 降，鸡 冠苍白，精神稍 差，产蛋率 日渐下 降，蛋壳变薄，畸 形蛋增 多二病理剖检无特异性病理变 化，呲-叮皑的 是血液稀薄、贫血。实验室检查血液涂 片，经瑞 氏染色，镜检发现多个血细胞内有扁豆角样 的虫体，大小 为 22 微 米 x6 微 米。实验室病变检查可做出诊断。目前四治疗白冠灵或 白冠净，防治的药物很 多，一般都能收到很亡体重增加。产蛋鸡群一 般 5 6 讨。4 为预防和很好地控制此病，

24、闭以防蚊虫飞入鸡舍。五讨论根据临 床症状及突出优点是 比细胞还小，因此可被组织和 细胞吸收，提高了难溶性药物的溶解率和吸收率；经特殊加工后具有高度靶向性，可对组织或器官定 向给药。兽药采用纳米科技后，药效能够大幅度提高，使用剂量降低，可在不停药的前提下解决家禽药物残留问题。医药上已经在应用 纳米材料 了，如 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 多种病原微生物有杀伤和抑制作用。传统 中草药具有 天 然性多功能性（如营养、促进生 长、增强机体免疫力、抗应激等作用）、毒副作用小、无药残、不易产生 耐药性、抗菌谱广

25、 等优点而 备受养殖户 的青睐，但其水溶性差吸收速度慢、生产成本高、用量大，从 而制约 了其开发和应用。随着纳米科技 的发展，运用纳米超微粉碎技术，可将 中草药 的细胞壁（膜）完全击破，使得细胞最 为重 要 的核 酸物质和其他有效活性成分 的大分子物质破碎成能被动物机体直接吸收的小分子颗粒，纳米 中兽药被家禽使用后，与消化液的接触面积 比原来大数万倍，大 大地提高 了药物的生物利用度，降低了 中药的使用剂量和生产成本。2 纳米疫苗的研制对家禽进行数次多种易发性传染病的免疫接种，以控制疾病的发生。不但耗费了大量的人力、物力和财力，而且易给鸡群造成不必要的应激，免疫效果不确实。Kossovsky

26、报道，用表面修饰 的纳米离子能使蛋 白质抗原的表面充分暴露，同时使抗原结构更趋稳定，并能促进淋 巴集结的摄取，在体内引起强烈的特异性免疫反应。因此，纳米离子作为免疫佐剂可提高疫苗对动物的免疫效果。这与柴家前等报道纳米蜂胶颗粒(NPP)可使迪 卡 白雏鸡血液 中的 T 淋 巴 细 胞 比率、RBC-C3b 高特异性抗体的滴度相一致。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。且大大提高了免疫的效果。四、纳米科技在环保方面的应用由于纳米技术的应用 大大提高 了家禽饲料 的消化利用率和疾病的预防效果，减少 了药物的使用量，从而

27、降低 了粪尿 中的排出量，减轻或消除氮、磷、微量元素、药物、有 害气体等多种 因素对土壤、水体、大气等环境污染。此外，大量纳米净化材料的 出现也将给养殖场 的环保带来技术性 的革命。五、纳米科技在家禽产品品质方面的应用用纳米科技产品（如优 良家禽、疫苗、药物等），大大加 强 了家禽的生物安全，提高 了机体免疫 力，减少了药物的使用，解决 了禽产品的药物残留和微生物指数超标问题。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，这些技术和产品都已在生活 中得到应用。无机抗菌颗粒或粉末，加入到孵化设备如出雏盘、蛋盘、加 湿器 以 及蛋 车、出雏 车 中，使其具有抗 菌能力在孵化过程 中时刻发挥抑制细菌和病毒的作用，预防传染病 的传播，提高出雏率和成活率；利用纳米产 品（如强 的纳米 863 生物助长器）使蛋鸡产蛋率和受精率，以及 肉鸡的成活 率、增 重速度和饲料报酬均提高等。【文献来源】https:/ J,2.纳米技术在中药现代化中的应用 J,代文婷，陈进，孟祥云 3.纳米技术在化工生产中的应用 J,李佳玥 4.纳米技术在石油天然气勘探及生产中的应用 J,唐生，潘建军，胡淑娟 5.纳米技术材料在塑料和化工生产中的应用 J,秦志凤，任涛