Виды наночастиц, используемые в биотехнологиях
Обширные библиотеки наночастиц включают множество размеров, форм и материалов. Они обладают различными химическими и поверхностными свойствами.
Область нанотехнологий пребывает в состоянии стабильного быстрого роста, и традиционные библиотеки то и дело пополняются новыми видами наночастиц. Классы частиц, о которых пойдет речь далее, являются весьма распространенными и многофункциональными. Они широко используются в биотехнологиях, и особенно в наномедицине.
Фуллерены: бакиболы и углеродные трубки
Оба члена структурного класса фуллеренов, бакиболы и углеродные трубки, созданы на основе углерода, имеют решетчатую структуру и потенциально пористые молекулы.
Жидкие кристаллы
Жидкокристаллические фармацевтические препараты состоят из органических жидкокристаллических материалов, которые похожи на естественные биомолекулы, такие как белки или липиды. Их считают весьма безопасным средством для поставки препаратов. Жидкокристаллической фармацевтикой можно воздействовать на определенные целевые участки организма, где расположены воспаленные ткани или обнаружены опухоли.
Липосомы
Липосомы — это жидкие кристаллы на липидной основе. Они широко используются в фармацевтике и производстве косметики благодаря способности разрушаться внутри клеток сразу после достижения цели. Липосомы были первыми разработанными наночастицами, используемыми для поставки препаратов. Однако есть у них и недостатки, например, способность объединяться вместе в жидкости и выделять полезный груз раньше времени. Из-за этого липосомам ученые придумали альтернативу.
Нанооболочки
Известные также как ядра-оболочки, нанооболочки являются сферическими ядрами одного компонента, окруженного оболочкой или внешним покрытием другого компонента толщиной несколько нанометров.
Квантовые точки
Известные как нанокристаллы, квантовые точки — наноразмерные полупроводники, которые, в зависимости от размера, способны испускать свет всех цветов радуги. Эти наноструктуры ограничивают зону проводимости электронов, валентную зону дыр, или экситоны во всех трех измерениях. Примеры квантовых точек — полупроводниковые нанокристаллы и ядерно-оболочные нанокристаллы, у которых наблюдается интерфейс между различными полупроводниковыми материалами. Они применяются в биотехнологиях для маркировки клеток и сканирования, особенно в случае с раковыми опухолями.
Суперпарамагнитные наночастицы
Суперпарамагнитные молекулы — это те частицы, которые поддаются воздействию магнитного поля, но не сохраняют остаточный магнетизм после того, как поле исчезает. Наночастицы оксида железа с диаметром в диапазоне 5-100 нанометров использовались для селективных магнитных биосепараций. Обычно такая технология включает покрытие частиц антителами к специфично-клеточным антигенам, для отделения (сепарации) от окружающей матрицы.
Используемые в исследованиях мембранной передачи, суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (SPION) применяются для поставки лекарств и генной трансфекции. Целевая поставка препаратов, переносчики биоактивных молекул или ДНК зависят от применения внешней магнитной силы, которая ускоряет и направляет их движение к целевой ткани. Также они полезны в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии.
Дендримеры
Дендримеры — ветвистые структуры, получившие широкое использование в наномедицине благодаря множеству молекулярных «крючков» на поверхности, которые могут применяться для прикрепления идентифицирующих клетки меток, флуоресцентных красителей, ферментов и других молекул. Первые дендритные молекулы были произведены в 1980 году, но интерес к ним возрос много позже, после открытия биотехнологического применения.
Наностержни (нанопрутья)
Наностержни, обычно 1-100 нанометров длиной, чаще всего сделаны из полупроводников и используются в наномедицине как сканирующие и контрастные агенты. Наностержни могут изготавливаться в процессе производства маленьких кремниевых цилиндров, золота или неорганических фосфатов, а также других материалов.
Текущие проблемы в области безопасности наночастиц привели к развитию множества новых аспектов исследования. В итоге наша коллекция знаний о взаимодействия наночастиц в клетках все еще быстро растет. Поскольку исследования в этой области не иссякают, то и дело открываются новые виды наночастиц, с новым спектром применения.
30.11.2013, 6640 просмотров.
