Nanoszenzorok és részecskék: technológiai határ buktatókkal

author
4 minutes, 42 seconds Read

az élet nagymértékben integrált biológiai nanoszenzorokat fejlesztett ki számos alkalmazáshoz, beleértve az információk tárolását és kiszámítását, az anyagcsere-tevékenységek érzékelését az állandó energiaellátás biztosítása érdekében, valamint a környezeti ingerek és szálak széles körének érzékelését és reagálását. Az ilyen nanoszenzorok közé tartoznak az enzimek, antitestek, DNS, fotokróm rendszerek és sok más, amelyek funkciói és mechanizmusai, amelyek gyakran átalakítják az energiát, még megfejtésre várnak. Valójában a mikroorganizmusokban, növényekben és állatokban található sokféleség olyan hatalmas, hogy az atomisztikus betekintés e gépek működésébe nemcsak tudományos szempontból érdekes, hanem már új nanoméretű tervek sokféleségét inspirálta.

az a képességünk, hogy nanorendszereket tervezzünk szorosan szabott funkciókkal, gyorsan fejlődött, mióta a nanotechnológiai eszközök elérhetővé váltak az ilyen rendszerek szintetizálására, vizualizálására és jellemzésére. Míg a nyilvánosság gyakran összekapcsolja a nanoszenzorok fogalmát a nanorészecskékkel, a nanoszenzorok meghatározása sokkal tágabb, és magában foglal minden olyan nanoeszközt, amely reagál a fizikai vagy kémiai ingerekre, és azokat kimutatható jelekké alakítja. A mesterséges nanorészecskék és nanoszenzorok szervetlen vagy szerves, szintetikus vagy biológiai anyagokból készültek. A környezeti vagy orvosbiológiai folyamatok vizsgálatára vonatkozó sajátosságuk nagymértékben javítható, ha biomolekulákkal funkcionalizálják őket, például oly módon, hogy a molekuláris felismerési események kimutatható fizikai változásokat okoznak.

ez a kommentár egy különszám részét képezi, amely a “Nanoszenzorokkal” foglalkozik, amikor közeledünk a 20 éves bejelentéshez , hogy a nanotechnológia előmozdítására jelentős forrásokat fordítanak, először az Egyesült Államok Nemzeti nanotechnológiai kezdeményezése (NNI), amelyet szorosan követnek mások Európában és Ázsiában. A nanorészecskék és nanoméretű érzékelők új generációjának kifejlesztésébe történő ilyen jelentős beruházások legfontosabb ígérete a várt alacsony termelési költség, a biomolekulák, a mikrobiális sejtek és szövetek megcélzására, valamint a toxinok kimutatására irányuló specifikusságuk volt. Ez megnyitotta az utat számos orvosi alkalmazás előtt, beleértve a point of care monitoring és diagnosztikai eszközök transzformatív technológiáit. Ez egy időszerű alkalom arra, hogy áttekintsük a nanorészecskék és érzékelők sikereit , amelyek nagyon specifikus funkciókat szolgálnak, az orvosi alkalmazásoktól a környezet érzékeléséig, valamint megkérdezni, hogy hol és mikor indokolt az óvatosság .

annak ellenére, hogy a nanoszenzorok és a nanorészecskék kutatásának és fejlesztésének nagy részét a finanszírozó ügynökségek fizették az emberi betegségek korai felismerésével és kezelésével összefüggésben, a megszerzett ismeretek nagy része a természetes nanorészecskékre is vonatkozik, vagy most már alkalmazható, hogy többet megtudjon környezetünkről. Ezért érdekes megjegyezni, hogy azoknak az ügynökségeknek a világméretű költségvetése, amelyek a nanotechnológiákra összpontosítanak a betegségekkel foglalkozó orvosbiológiai tudományok összefüggésében, nagyságrendekkel magasabbak, mint azok, amelyek kockázataik elemzésére és környezetünk védelmére irányulnak. Mégis, a biomedicina számos meglátása és fejlesztése lefordítható a környezeti kihívások kezelésére. Például a nanorészecskék diagnosztikai és terápiás alkalmazásokhoz történő kifejlesztése sok betekintést engedett abba a sokféle rendszerbe, amellyel a nanorészecskék és érzékelők speciális funkciókkal tervezhetők és bővíthetők, és hogyan kell azokat úgy megtervezni, hogy lehetővé tegyék számukra a testünk főbb akadályainak, például a bőr, a tüdő és a bél hámjának, vagy a vér–agy vagy a vér–szövet gáton való áthaladását. Sokat tanultak a nanorendszerek farmakokinetikájáról is, miután a bőrre felvitték, lenyelték, befecskendezték vagy belélegezték . Míg a nanoszenzorok már forradalmasították a nem orvosi alkalmazásokat, beleértve az építőanyagokat és az élelmiszeripart, valamint a diagnosztikai medtech piacot , azaz az érzékelők használatát az in vitro diagnosztikában, a nanorészecskék klinikára történő behozatalának előrehaladása a vártnál sokkal lassabb volt. Annak ellenére, hogy a nanotechnológia finanszírozásának nagy része a nanorészecskékkel történő tumorszövetek megcélzására irányult, az elmúlt évtized irodalmának alapos metaanalízise feltárta, hogy a beadott nanorészecskéknek csak egy apró töredéke (< 1%) került ténylegesen szolid daganatokba, akár szerves, akár szervetlen anyagokon alapulva, fizikai jellemzőik alapján csak kisebb eltérésekkel .

Similar Posts

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.