الجسيمات النانوية المستخدمة في التكنولوجيا الحيوية

وقد تم بالفعل إنشاء مكتبات واسعة من الجسيمات النانوية ، تتكون من مجموعة متنوعة من الأحجام والأشكال والمواد المختلفة ، ومع خصائص كيميائية وسطحية متنوعة. يخضع مجال تكنولوجيا النانو لنمو مستمر وسريع والإضافات الجديدة تواصل تكميل هذه المكتبات. فئات الجسيمات النانوية المذكورة أدناه كلها عامة ومتعددة الوظائف ، ومع ذلك ، تم وصف بعض خصائصها الأساسية والاستخدامات الحالية المعروفة في التكنولوجيا الحيوية ، ولا سيما النانو ، هنا.

طبقات من الجسيمات النانوية

• الفوليرين: بكيبولز وأنابيب الكربون
  كل من أعضاء الطبقة الهيكلية للملصقة ، والكرات الكربونية وأنابيب الكربون هي عبارة عن جزيئات ذات قاعدة كربونية وقابلة للشبك.
• بلورات سائلة
  تتكوّن المستحضرات الدوائية الكريستالية السائلة من مواد بلورية سائلة عضوية تحاكي الجزيئات الحيوية الموجودة طبيعياً مثل البروتينات أو الليبيدات. وهي تعتبر طريقة آمنة للغاية لإيصال الدواء ويمكن أن تستهدف مناطق معينة من الجسم حيث تلتهب الأنسجة ، أو حيث توجد الأورام.
• الجسيمات الشحمية
  الليبوزومات هي بلورات سائلة تعتمد على الدهون ، وتستخدم على نطاق واسع في الصناعات الصيدلانية والتجميلية بسبب قدرتها على الانهيار داخل الخلايا بمجرد استيفاء وظيفة التوصيل. كانت الليبوزومات أول جسيمات نانوية هندسية تستخدم في توصيل الدواء ، ولكن المشاكل مثل نزوعها إلى الاندماج في بيئات مائية وإطلاق حمولتها ، قد تؤدي إلى الاستبدال أو التثبيت باستخدام أحدث جزيئات النانو البديلة.

• القذائف النانوية
  كما يشار إليها باسم قذائف النواة ، نانوشيلس هي نوى كروية لمركب معين محاط بصدف أو طبقة خارجية أخرى ، والتي يبلغ سمكها بضع نانومترات.

• النقاط الكمومية
  تعرف أيضًا باسم البلورات النانوية ، والنقاط الكمومية هي أشباه موصلات nanosized ، والتي ، تبعاً لحجمها ، يمكن أن تنبعث الضوء في جميع ألوان قوس قزح. هذه البنية النانوية تحصر إلكترونات نطاق التوصيل ، أو ثقوب فرق التكافؤ ، أو الأكسيتونات في جميع الاتجاهات المكانية الثلاثة. ومن أمثلة النقاط الكمومية البلورات النانوية شبه الموصلة والبلورات النانوية الأساسية ، حيث توجد واجهة بين مواد أشباه الموصلات المختلفة. وقد تم تطبيقها في مجال التكنولوجيا الحيوية لوضع العلامات على الخلايا والتصوير ، لا سيما في دراسات تصوير السرطان.

• الجسيمات النانوية فائقة superparamagnetic
  جزيئات superparamagnetic هي تلك التي تنجذب إلى مجال مغناطيسي ولكن لا تحتفظ بالمغناطيسية المتبقية بعد إزالة الحقل. تم استخدام الجسيمات النانوية لأكسيد الحديد بأقطار في نطاق 5-100 نانومتر في عمليات مسح حيوية مغناطيسية انتقائية. تتضمن التقنيات النموذجية طلاء الجسيمات بالأجسام المضادة إلى مستضدات محددة للخلايا ، لفصلها عن المصفوفة المحيطة.

تستخدم في دراسات النقل الغشاء ، يتم تطبيق superpamagnetic أكسيد الحديد النانوية (SPION) لتوصيل الدواء وترانسفكأيشن الجينات. يعتمد التسليم المستهدف للعقاقير أو الجزيئات النشطة بيولوجيًا أو ناقلات الحمض النووي على تطبيق قوة مغناطيسية خارجية تعمل على تسريع وتوجيه تقدمها نحو النسيج المستهدف. وهي مفيدة أيضًا كعوامل تباين التصوير بالرنين المغناطيسي.

• Dendrimers
  Dendrimers هي هياكل متشعبة للغاية تكتسب استخدامًا واسعًا في الطب النانوي بسبب "الجنازير" الجزيئية المتعددة على أسطحها التي يمكن استخدامها لإرفاق علامات تعريف الخلايا ، والأصباغ الفلورية ، والإنزيمات ، والجزيئات الأخرى. تم إنتاج أول الجزيئات المتغصنة في حوالي عام 1980 ، ولكن الاهتمام بها ازدهر في الآونة الأخيرة حيث تم اكتشاف استخدامات التكنولوجيا الحيوية.

• نانواعواد
  عادةً ما يتم إنتاج النانورودس من 1-100 نانومتر عادةً من مواد شبه موصلة ويستخدم في الطب النانوي كعوامل التصوير والتباين. يمكن صنع نانودود عن طريق توليد اسطوانات صغيرة من السيليكون أو الذهب أو الفوسفات غير العضوي ، من بين مواد أخرى.

أدت المخاوف الحالية بشأن سلامة الجزيئات النانوية إلى تطوير العديد من جوانب البحث الجديدة. ونتيجة لذلك ، فإن مجموعتنا من المعرفة حول تفاعلات الجسيمات النانوية داخل الخلايا لا تزال تنمو بسرعة. مع تقدم البحث في هذا المجال الجديد المثير من التكنولوجيا الحيوية ، يتم اكتشاف جسيمات نانوية جديدة باستمرار وسيتم العثور على تطبيقات جديدة للطب النانوي.