Nanosensorer Og partikler: en teknologi frontier med fallgruver

author
3 minutes, 10 seconds Read

Livet utviklet seg svært integrerte biologiske nanosensorer for et stort spekter av applikasjoner, blant annet for å lagre og beregne informasjon, for å fornemme metabolske aktiviteter for å sikre jevn energiforsyning, samt å fornemme og svare på et bredt spekter av miljømessige stimuli og tråder. Slike nanosensorer inkluderer enzymer, antistoffer, DNA, fotokromiske systemer og mange andre hvis funksjoner og mekanismer, som de ofte konverterer energi til, fortsatt skal deklareres. Faktisk er mangfoldet som finnes i mikroorganismer, planter og dyr så stort at atomistisk innsikt i hvordan disse maskinene fungerer, ikke bare er akademisk spennende, men har inspirert allerede et mangfold av nye nanoskala design.

Vår evne til å konstruere nanosystemer med tett skreddersydde funksjoner har gjort raske fremskritt siden nanotech verktøy ble tilgjengelig for å syntetisere, visualisere og karakterisere slike systemer. Mens publikum ofte relaterer begrepet nanosensorer med nanopartikler, er definisjonen av nanosensorer mye bredere og inkluderer alle nanodevices som reagerer på fysiske eller kjemiske stimuli og konverterer dem til påvisbare signaler. Konstruerte nanopartikler og nanosensorer er laget av uorganiske eller organiske, fra syntetiske eller biologiske materialer. Deres spesifisitet for å undersøke miljømessige eller biomedisinske prosesser kan forbedres sterkt ved å funksjonalisere dem med biomolekyler, for eksempel på måter som molekylære gjenkjenningshendelser vil forårsake påviselige fysiske endringer.

Denne Kommentaren er en del av en spesiell sak, dedikert til «Nanosensorer» som vi nærmer oss 20 år med å annonsere at store midler vil bli strømmet inn i fremme av nanoteknologi, først AV US National Nanotechnology Initiative (NNI) , tett fulgt av andre I Europa og Asia. Nøkkelløftene som driver slike betydelige investeringer i utviklingen av en ny generasjon nanopartikler og nanoskalasensorer var deres forventede lave kostnader i produksjonen, deres spesifisitet for å målrette biomolekyler, mikrobielle celler og vev, samt å oppdage toksiner. Dette åpnet døren for en rekke medisinske applikasjoner, inkludert transformative teknologier for overvåking og diagnostikk av punkter. Det er dermed en rettidig anledning til å gjennomgå suksessene til nanopartikler og sensorer skreddersydd for å betjene svært spesifikke funksjoner, fra medisinske applikasjoner til å føle miljøet , samt å spørre hvor og når forsiktighet er berettiget .

selv om de fleste av fremskrittene i nanosensor og nanopartikkel forskning og utvikling har blitt betalt av finansieringsbyråer i sammenheng med tidlig påvisning og behandling av menneskelige sykdommer, mye av opparbeidet kunnskap gjelder naturlige nanopartikler også, eller kan nå brukes til å lære mer om vårt miljø. Det er derfor interessant å merke seg at de verdensomspennende budsjettene til byråer som fokuserte på nanoteknologi i sammenheng med biomedisinske fag som adresserer sykdommer, er større enn de som er dedikert til å analysere risikoen og beskytte miljøet vårt. Likevel kan mange innsikter og utviklinger innen biomedisin oversettes til å takle miljøutfordringer. For eksempel ga utviklingen av nanopartikler for diagnostiske og terapeutiske applikasjoner mye innsikt i mengden ordninger hvor nanopartikler og sensorer kan utformes og furbished med spesifikke funksjoner, og hvordan de må utformes for å tillate dem å passere store barrierer i kroppene våre som hud, lunge og tarmepitel, eller blod–hjerne eller blod–vevbarriere. Mye har også blitt lært om farmakokinetikken til nanosystemer når de påføres huden, svelges, injiseres eller inhaleres . Mens nanosensorer allerede har revolusjonert ikke-medisinske applikasjoner, inkludert byggematerialer og næringsmiddelindustrien, samt det diagnostiske medtech-markedet, dvs. bruk av sensorer for in vitro-diagnostikk, har fremdriften i å bringe nanopartikler inn i klinikken vært langt langsommere enn forventet. Selv om flertallet av nanoteknologi finansiering i bioteknologi og medisin gikk inn i tilnærminger til å målrette tumorvev med nanopartikler, en grundig meta-analyse av litteraturen fra det siste tiåret viste at bare en liten brøkdel av de administrerte nanopartikler (< 1%) ble faktisk levert til solide svulster, enten basert på organiske eller uorganiske materialer og med bare små forskjeller basert på deres fysiske egenskaper .

Similar Posts

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.