nanosenzori și particule: o frontieră tehnologică cu capcane

author
3 minutes, 48 seconds Read

Life evolved nanosenzori biologici foarte integrați pentru o gamă largă de aplicații, inclusiv pentru a stoca și calcula informații, pentru a simți activitățile metabolice pentru a asigura aprovizionarea constantă cu energie, precum și pentru a simți și a răspunde la o gamă largă de stimuli și fire de mediu. Astfel de nanosenzori includ enzime, anticorpi, ADN, sisteme fotocromice și multe altele ale căror funcții și mecanisme, prin care convertesc adesea energia, trebuie încă descifrate. De fapt, diversitatea Găsită în microorganisme, plante și animale este atât de mare încât perspectivele atomiste asupra modului în care funcționează aceste mașini nu sunt doar interesante din punct de vedere academic, ci au inspirat deja o diversitate de noi modele la scară nanometrică.

capacitatea noastră de a proiecta nanosisteme cu funcții bine adaptate a făcut progrese rapide de când instrumentele nanotehnologice au devenit disponibile pentru a sintetiza, vizualiza și caracteriza astfel de sisteme. În timp ce publicul raportează adesea termenul nanosenzori cu nanoparticule, definiția nanosenzorilor este mult mai largă și include toate nanodeviciile care răspund la stimuli fizici sau chimici și le transformă în semnale detectabile. Nanoparticulele și nanosenzorii au fost fabricați din materiale anorganice sau organice, din materiale sintetice sau biologice. Specificitatea lor de a sonda procesele de mediu sau biomedicale poate fi mult îmbunătățită prin funcționalizarea lor cu biomolecule, de exemplu în moduri în care evenimentele de recunoaștere moleculară vor provoca modificări fizice detectabile.

acest comentariu face parte dintr-un număr special, dedicat „Nanosenzorilor”, pe măsură ce ne apropiem de 20 de ani de anunțare a faptului că finanțarea majoră va fi turnată în avansarea nanotehnologiei , mai întâi de inițiativa națională a nanotehnologiei din SUA (NNI), urmată îndeaproape de alții din Europa și Asia. Promisiunile cheie care au condus astfel de investiții semnificative în dezvoltarea unei noi generații de nanoparticule și senzori de scară nano au fost costul lor scăzut anticipat în producție, specificitatea lor de a viza biomolecule, celule microbiene și țesuturi, precum și de a detecta toxinele. Acest lucru a deschis ușa către o serie de aplicații medicale, inclusiv tehnologii transformative pentru dispozitivele de monitorizare și diagnosticare a punctelor de îngrijire. Prin urmare, este o ocazie oportună de a revizui succesele nanoparticulelor și senzorilor adaptați pentru a servi funcții extrem de specifice , de la aplicații medicale la detectarea mediului, precum și de a întreba unde și când se justifică precauția .

chiar dacă majoritatea progreselor în cercetarea și dezvoltarea nanosenzorilor și nanoparticulelor au fost plătite de agențiile de finanțare în contextul detectării și tratării precoce a bolilor umane, o mare parte din cunoștințele dobândite se aplică și nanoparticulelor naturale sau pot fi aplicate acum pentru a afla mai multe despre mediul nostru. Prin urmare, este interesant de observat că bugetele la nivel mondial ale agențiilor care s-au concentrat pe nanotehnologii în contextul științelor biomedicale care abordează bolile sunt magnitudini mai mari decât cele dedicate analizei riscurilor lor și protejării mediului nostru. Cu toate acestea, multe perspective și evoluții în domeniul biomedicinei pot fi traduse în abordarea provocărilor de mediu. De exemplu, dezvoltarea nanoparticulelor pentru aplicații de diagnostic și terapeutice a oferit multe informații despre multitudinea de scheme prin care nanoparticulele și senzorii pot fi proiectați și dezvoltați cu funcții specifice și cum trebuie să fie proiectați pentru a le permite să treacă barierele majore ale corpului nostru, cum ar fi epiteliul pielii, plămânului și intestinului sau bariera sânge–creier sau sânge–țesut. De asemenea, s-au învățat multe despre farmacocinetica nanosistemelor odată aplicate pe piele, înghițite, injectate sau inhalate . În timp ce nanosenzorii au revoluționat deja aplicațiile non-medicale, inclusiv materialele de construcție și industria alimentară, precum și piața de diagnostic medtech, adică utilizarea senzorilor pentru diagnosticul in vitro , progresul în aducerea nanoparticulelor în clinică a fost mult mai lent decât se aștepta. Chiar dacă majoritatea finanțării nanotehnologiei în bioinginerie și Medicină a intrat în abordări pentru a viza țesuturile tumorale cu nanoparticule, o meta-analiză aprofundată a literaturii din ultimul deceniu a arătat că doar o mică parte din nanoparticulele administrate (< 1%) au fost livrate efectiv tumorilor solide, fie pe bază de materiale organice sau anorganice și cu diferențe minore bazate pe caracteristicile lor fizice .

Similar Posts

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.