Nanočástice používané v biotechnologii

Již byly vybudovány rozsáhlé knihovny nanočástic složené ze sortimentu různých velikostí, tvarů a materiálů s různými chemickými a povrchovými vlastnostmi. Oblast nanotechnologie je pod neustálým a rychlým růstem a nové doplňky nadále doplňují tyto knihovny. Níže uvedené třídy nanočástic jsou velmi obecné a multifunkční, nicméně některé z jejich základních vlastností a současných známých použití v biotechnologii a zejména v nanomedicíně jsou zde popsány.

Třídy nanočástic

• Fullerenes: Buckyballs a uhlíkové trubice
  Oba členy strukturní třídy fullerenu, buckyballs a uhlíkové trubky jsou uhlíkové, mřížkové, potenciálně porézní molekuly.
• Tekuté krystaly
  Léčivé látky z tekutých krystalů se skládají z organických materiálů z tekutých krystalů, které napodobují přirozeně se vyskytující biomolekuly, jako jsou proteiny nebo lipidy. Jsou považovány za velmi bezpečnou metodu pro podávání léků a mohou se zaměřit na specifické oblasti těla, kde jsou zapálené tkáně nebo kde jsou nalezeny nádory.
• Liposomy
  Liposomy jsou tekuté krystaly na bázi lipidů, používané značně ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu kvůli jejich kapacitě pro rozkládání uvnitř buněk po splnění jejich dodací funkce. Liposomy byly první konstruované nanočástice používané pro podávání léků, ale problémy, jako je jejich sklon ke společnému spojení ve vodném prostředí a uvolnění jejich užitečného zatížení, vedly k nahrazení nebo stabilizaci použitím novějších alternativních nanočástic.

- Nanoshell

• Také nazývané jádro-skořápky, nanoshells jsou sférické jádra konkrétní sloučeniny obklopené pláštěm nebo vnějším povlakem jiného, ​​který je tlustý několik nanometrů.
  Kvantové tečky
• Také známé jako nanokrystaly, kvantové tečky jsou polovodiče nanosizované, které v závislosti na své velikosti mohou vyzařovat světlo ve všech barvách duhy. Tyto nanostruktury omezují elektronové vodivé pásy, díry valenčních pásů nebo excitony ve všech třech prostorových směrech. Příklady kvantových teček jsou polovodičové nanokrystaly a nanokrystalické jádro-pláště, kde je rozhraní mezi různými polovodičovými materiály. Byly aplikovány v biotechnologii pro značení buněk a zobrazování, zvláště ve studiích zobrazování rakoviny.
  

Superparamagnetické nanočástice

• Superparamagnetické molekuly jsou ty, které jsou přitahovány magnetickým polem, ale po odstranění pole nezachovávají zbytkový magnetismus. Nanočástice oxidu železa s průměry v rozmezí 5-100 nm byly použity pro selektivní magnetické biosparace. Typické techniky zahrnují pokrytí částic protilátkami proti buněčně specifickým antigenům pro oddělení od okolní matrice.
  Používají se ve studiích transportu membrán, nanopartikuly superparamagnetických oxidů železa (SPION) se používají pro podávání léků a transfekci genů. Cílené podávání léků, bioaktivních molekul nebo DNA vektorů je závislé na aplikaci vnější magnetické síly, která urychluje a směruje jejich pokrok směrem k cílovým tkáním. Jsou také užitečné jako kontrastní látky MRI.

Dendriméry

• Dendriméry jsou vysoce rozvětvené struktury, které mají široké uplatnění v nanomedicíně, protože na jejich povrchu se používají více molekulární "háčky", které mohou být použity k připevnění značek identifikace buněk, fluorescenčních barviv, enzymů a dalších molekul. První dendritické molekuly byly vyprodukovány kolem roku 1980, avšak jejich zájem kdysi vzkvétl jako objev biotechnologického využití.
  Nanorods
• Obvykle jsou nanorody nejčastěji vyrobeny z polovodičových materiálů a používají se v nanomedicíně jako zobrazovací a kontrastní látky. Nanorody mohou být vyrobeny vytvářením malých válců z křemíku, zlata nebo anorganického fosfátu, mezi jinými materiály.
  Současné obavy o bezpečnost nanočástic vedly k rozvoji mnoha nových aspektů výzkumu. Výsledkem je, že naše sbírka znalostí o interakcích nanočástic uvnitř buněk stále rychle roste. Jak pokračuje výzkum v této vzrušující nové oblasti biotechnologie, nové nanočástice se neustále objevují a objevují se nové aplikace pro nanomedicínu.