Các hạt nano được sử dụng trong công nghệ sinh học

Các thư viện mở rộng của các hạt nano bao gồm các loại kích cỡ, hình dạng và vật liệu khác nhau và với các tính chất hóa học và bề mặt khác nhau đã được xây dựng. Lĩnh vực công nghệ nano đang phát triển liên tục và nhanh chóng và những bổ sung mới tiếp tục bổ sung cho các thư viện này. Các lớp học của các hạt nano được liệt kê dưới đây đều rất chung chung và đa chức năng, tuy nhiên, một số tính chất cơ bản của nó và các ứng dụng hiện tại được biết đến trong công nghệ sinh học, và đặc biệt là nanomedicine, được mô tả ở đây.

Cả hai thành viên của lớp cấu trúc fullerene, bóng buckyball và ống carbon đều là các phân tử cacbon, có cấu trúc tương tự như lưới, có khả năng xốp. Các hạt nano có khả năng xốp.

Tinh thể lỏng

• Các dược phẩm tinh thể lỏng bao gồm các vật liệu tinh thể lỏng hữu cơ bắt chước các phân tử sinh học xảy ra tự nhiên như protein hoặc lipid. Chúng được xem là một phương pháp rất an toàn cho việc phân phối thuốc và có thể nhắm mục tiêu các vùng cụ thể của cơ thể, nơi các mô bị viêm, hoặc các khối u được tìm thấy. Liposome
  Liposome là các tinh thể lỏng dựa trên lipid, được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm và mỹ phẩm vì khả năng phá vỡ tế bào bên trong khi chức năng sinh nở của chúng đã được đáp ứng. Liposome là hạt nano được thiết kế đầu tiên sử dụng cho việc phân phối thuốc nhưng các vấn đề như khuynh hướng hợp nhất trong môi trường nước và giải phóng tải trọng của chúng đã dẫn đến thay thế hoặc ổn định bằng việc sử dụng hạt nano thay thế mới hơn.
• Nanoshells còn được gọi là vỏ lõi, các nano nano là các lõi hình cầu của một hợp chất đặc biệt được bao quanh bởi lớp vỏ hoặc lớp ngoài của lớp khác, dày khoảng vài nanomet.
  Các chấm lượng tử
• Còn được gọi là tinh thể nano, các chấm lượng tử là chất bán dẫn nano hóa, phụ thuộc vào kích cỡ của chúng, có thể phát ra ánh sáng trong tất cả các màu sắc của cầu vồng. Những cấu trúc nano này chỉ định các electron dây dẫn, các lỗ băng giá trị, hoặc các exciton trong cả ba hướng không gian. Ví dụ về các chấm lượng tử là các tinh thể nano bán dẫn và các tinh thể nano lõi, có một giao diện giữa các vật liệu bán dẫn khác nhau. Chúng đã được ứng dụng trong công nghệ sinh học để ghi nhãn tế bào và hình ảnh, đặc biệt là trong các nghiên cứu hình ảnh ung thư.
  Các hạt nano siêu thuận từ

Các phân tử siêu thuận từ là những hạt được thu hút bởi một từ trường nhưng không giữ được tính chất dư thừa sau khi trường được loại bỏ. Các hạt nano sắt có đường kính trong khoảng 5-100 nm đã được sử dụng để phân tách sinh học chọn lọc. Các kỹ thuật điển hình liên quan đến phủ các hạt với các kháng thể kháng nguyên đặc hiệu của tế bào, để tách ra khỏi ma trận xung quanh.

• Được sử dụng trong nghiên cứu vận chuyển màng tế bào, các hạt nano sắt oxit sắt siêu thuận (SPION) được sử dụng để phân phối thuốc và chuyển gen. Phân phối các loại thuốc, phân tử sinh học hoặc các vec tơ DNA phụ thuộc vào việc áp dụng một lực từ bên ngoài tăng tốc và hướng sự tiến bộ của chúng tới mô mục tiêu. Chúng cũng hữu ích như các chất tương phản MRI.
  Dendrimers
• Dendrimers là các cấu trúc có cấu trúc rất cao được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực nano vì có nhiều "móc móc" phân tử trên bề mặt của chúng, chúng có thể được sử dụng để gắn các thẻ nhận dạng tế bào, thuốc nhuộm huỳnh quang, enzyme và các phân tử khác. Các phân tử đuôi gai đầu tiên được sản xuất khoảng năm 1980, nhưng sự quan tâm đến chúng đã nở rộ gần đây khi các ứng dụng công nghệ sinh học được phát hiện.
  Nanorods

Thông thường 1-100 nm chiều dài, các thanh nano thường được làm từ vật liệu bán dẫn và được sử dụng trong kỹ thuật nano làm hình ảnh và chất tương phản. Nanorod có thể được tạo ra bằng cách tạo ra các chai nhỏ silic, vàng hoặc phosphate vô cơ, trong số các vật liệu khác.

• Các mối quan tâm hiện tại về an toàn của các hạt nano đã dẫn tới sự phát triển của nhiều khía cạnh nghiên cứu mới. Kết quả là bộ sưu tập của chúng ta về kiến ​​thức về tương tác nano trong tế bào vẫn đang phát triển nhanh chóng. Khi nghiên cứu tiến triển trong lĩnh vực công nghệ sinh học mới thú vị này, các hạt nano mới liên tục được phát hiện và các ứng dụng mới sẽ được tìm thấy trên nanomedicine.