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纳米技术的应用

*通信:

詹妮弗•斯图尔特
编辑部、化学技术:一个印度日报》联合王城
电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

纳米技术是指原子、分子和大分子研究和发展规模,导致结构和设备的操作和控制研究与长度尺度范围从1到100纳米。对象在这个规模,如“纳米颗粒”,具有独特的特性和功能没有发现大部分规模。纳米粒子的小尺寸,表面可修整性,增加溶解度和多功能性为生物学家提供大量新的学习机会。纳米材料的独特特性允许他们以前所未有的方式参与复杂的生物功能,作用在生物分子的大小。本文给出了在纳米技术和生物学家的角度探讨了“纳米技术”的策略和结构已经显示成功在体外和在活的有机体内。

介绍

作为科学家利用tomic独特的特性和分子组合在生产纳米级规模,纳米技术已经成为21世纪初最重要的研究活动。研究人员可以合理设计和使用纳米粒子药物管理、形象造影剂,并可用于诊断由于我们修改物理的能力,这些粒子的化学和生物特性。这些新技能的结合,随着成像技术的发展,生物信息学、系统生物学、拥有很多承诺解决生物学的一些最困难的生化和遗传的挑战。尽管许多技术进步提高生物学现在,很少有人会对基础研究有一些影响,药物开发和临床医学随着纳米技术的。纳米技术提供了一套不同的工具和应用程序的功能在纳米尺度上,在生物分子的规模。药物输送平台,增强图像造影剂,芯片nanolabs监控和操纵单个细胞的能力,和纳米级探测器,可以跟踪的运动细胞和单个分子移动在其环境只是近期的一些应用程序。这一前所未有的观察能力和影响体内复杂的系统,实时提供详细信息的基本机制和信号通路参与疾病进展,并极大地扩展了工具包药物输送和非侵入性药物监测目前可用。

纳米技术还提供监控和检测的能力与疾病相关的分子和细胞变化通过提供结构可以合并成一个单一的许多功能纳米级实体。这个多功能特性,可以设计一个纳米粒子可以针对某个组织或细胞类型同时也提供对比剂和治疗有效载荷到目标。记者,如凋亡标记,可以包括在纳米颗粒。这表明负载成功交付,有理想的治疗效果。这样的组合纳米结构可以通过调整一天提供的“个性化医疗”药物输送一个人的反应。尽管这可能似乎是科幻小说,一些组织已经开发了多功能设备和把它们在体外和体内试验系统。

没有最初定义语言,这显然是不可能的生物学家了解纳米技术的重要性。对于本文的目的,我将使用国家纳米技术项目(NNI)纳米技术的定义,它定义了它作为“研发在原子、分子或大分子规模。”导致的控制开发和使用结构,设备和系统在1纳米到100纳米长度尺度(纳米)。由于其体积小,结构必须有独特的特征和功能。例如,碳纳米管和黄金nanoshells是两种不同类型的纳米材料与宏观物理性质不同于碳和黄金。

纳米技术可以在各种各样的材料,找到有价值的生物学家。几乎所有这些材料包含化学变化的表面,可用于连接各种配体,允许他们被用作生物传感器,个分子级荧光标记,显像剂分子靶向运载工具,其他生物仪器。纳米技术提供的基本功能是前所未有的自由设计和修改纳米材料靶细胞,伴侣蛋白药物、生物分子过程,形象感和信号分子对治疗的反应代理和指导手术。纳米技术有可能深刻地影响药物开发,医学诊断和临床应用。

纳米技术应用于生物系统

的能力来控制生成的粒子的大小和设备是一个明显的纳米技术在生物系统的优势。的基本尺寸纳米级设备和组件是一样的生物。纳米级结构比人类更小细胞和细胞器(直径10000 nm - 20000 nm),但类似的规模巨大的生物大分子如酶和受体;例如,血红蛋白是5 nm直径和周围的脂质双分子层细胞6 nm厚的顺序。纳米粒子的直径小于20纳米可以穿过血管壁。因为磁性纳米颗粒可以离开通过透水体循环血管上皮细胞,它们可以扫描转移性淋巴结病变。纳米粒子还可以渗透屏障,如血脑屏障和胃上皮细胞,使传统的药用和显像剂很难达到他们的目标的目标。

纳米粒子必须足够小,以防止快速过滤的脾脏,丝间隔约200海里,作为实验细胞的网状组织,作为药物运输平台是可以接受的。同样,粒子必须足够小,以通过器官的150纳米至200纳米大小的小窗,避免枯氏cell-lined筛盘通过肝脏。drug-carrying的能力脂质体通过脾和肝渗出液膜孔被认为有助于延长寿命。纳米级设备也可以轻易与互动生物分子在细胞表面和细胞内的,经常在不改变他们的行为或生化性质。如此方便地访问内部的活细胞,研究人员可以在临床和基础研究取得重大进展。