Nanosensors and particles: a technology frontier with valkuilen

author
3 minutes, 29 seconds Read

het leven evolueerde sterk geïntegreerde biologische nanosensors voor een groot aantal toepassingen, waaronder het opslaan en berekenen van informatie, het waarnemen van de metabole activiteiten om een constante energievoorziening te garanderen en het waarnemen en reageren op een breed scala van stimuli en draden in de omgeving. Dergelijke nanosensoren omvatten enzymen, antilichamen, DNA, fotochromatische systemen en vele anderen waarvan de functies en mechanismen, waardoor zij vaak energie omzetten, nog moeten worden ontcijferd. In feite is de diversiteit in micro-organismen, planten en dieren zo groot dat atomistische inzichten in hoe deze machines werken niet alleen academisch intrigerend zijn, maar ook al een diversiteit aan nieuwe nanoschaal ontwerpen hebben geïnspireerd.Ons vermogen om nanosystemen met nauw toegesneden functies te ontwikkelen, is snel gegroeid sinds er nanotech-instrumenten beschikbaar kwamen om dergelijke systemen te synthetiseren, te visualiseren en te karakteriseren. Terwijl het publiek de term nanosensoren vaak relateert aan nanodeeltjes, is de definitie van nanosensoren veel breder en omvat alle nanoapparaten die reageren op fysische of chemische stimuli en die omzetten in detecteerbare signalen. De gebouwde nanoparticles en nanosensors zijn gemaakt van anorganisch of Organisch, van synthetische of biologische materialen. Hun specificiteit om milieu of biomedische processen te sonderen kan zeer worden verbeterd door hen met biomoleculen te functionaliseren, bijvoorbeeld op manieren die moleculaire herkenningsgebeurtenissen detecteerbare fysieke veranderingen zullen veroorzaken.

dit commentaar maakt deel uit van een speciaal nummer, gewijd aan “Nanosensoren”, nu we bijna 20 jaar lang aankondigen dat er grote financiële middelen zullen worden besteed aan de vooruitgang van nanotechnologie , eerst door het Amerikaanse National Nanotechnology Initiative (NNI), op de voet gevolgd door andere landen in Europa en Azië. De belangrijkste beloften die dergelijke significante investeringen in de ontwikkeling van een nieuwe generatie nanodeeltjes en nano-schaalsensoren drijven waren hun verwachte lage kosten in productie, hun specificiteit om biomoleculen, microbiële cellen en weefsels te richten, evenals toxines te ontdekken. Dit opende de deur naar een scala aan medische toepassingen, waaronder transformatieve technologieën voor point of care monitoring en diagnostiek apparaten. Het is dus een geschikte gelegenheid om de successen van nanodeeltjes en sensoren te beoordelen die zijn afgestemd op zeer specifieke functies, van medische toepassingen tot het detecteren van de omgeving , en om te vragen waar en wanneer voorzichtigheid geboden is .

hoewel de meeste vooruitgang op het gebied van onderzoek en ontwikkeling op het gebied van nanosensoren en nanodeeltjes is betaald door financieringsinstanties in de context van vroegtijdige opsporing en behandeling van ziekten bij de mens, is een groot deel van de opgedane kennis ook van toepassing op natuurlijke nanodeeltjes, of kan nu worden toegepast om meer te leren over ons milieu. Het is daarom interessant om op te merken dat de wereldwijde budgetten van agentschappen die zich toeleggen op nanotechnologieën in de context van biomedische wetenschappen die ziekten aanpakken, groter zijn dan de budgetten die gericht zijn op het analyseren van hun risico ‘ s en het beschermen van ons milieu. Toch kunnen veel inzichten en ontwikkelingen in de biogeneeskunde worden vertaald naar het aanpakken van milieu-uitdagingen. Bijvoorbeeld, gaf de ontwikkeling van nanoparticles voor kenmerkende en therapeutische toepassingen veel inzicht in de overvloed van regelingen waardoor nanoparticles en sensoren met specifieke functies kunnen worden ontworpen en gevurbished, en hoe zij moeten worden ontworpen om hen toe te staan belangrijke barrières van ons lichaam zoals de huid, long en darmepithelia, of de bloed–hersenen of bloed–weefselbarrière over te gaan. Veel is ook geleerd met betrekking tot de farmacokinetiek van nanosystemen zodra toegepast op de huid, ingeslikt, ingespoten of geïnhaleerd . Terwijl nanosensoren al een revolutie hebben teweeggebracht in niet-medische toepassingen, waaronder bouwmaterialen en de voedingsindustrie, evenals de diagnostische medtech-markt, dat wil zeggen het gebruik van sensoren voor in-vitrodiagnostiek , is de vooruitgang in het brengen van nanodeeltjes in de kliniek veel langzamer dan verwacht. Hoewel het merendeel van de nanotechnologie financiering in bio-engineering en geneeskunde ging in benaderingen te richten tumor weefsel met nanodeeltjes, een grondige meta-analyse van de literatuur van de laatste tien jaar is gebleken dat slechts een kleine fractie van de toegediende nanodeeltjes (< 1%) werden afgeleverd, solide tumoren, ongeacht of dit gebaseerd is op een organische of anorganische stoffen, met slechts kleine verschillen op basis van hun fysieke kenmerken .

Similar Posts

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.