Introduzione tecnica
comprende principalmente due aspetti: (1) Utilizzo delle nanotecnologie emergenti per risolvere problemi biologici; (2) Dispositivi molecolari, imitazione e fabbricazione utilizzando macromolecole biologiche Macchina molecolare di macromolecole biologiche.
Criterio basilare
Nanomateriali Principalmente: effetto di dimensione quantistica, effetto di piccola dimensione, effetto di indicazione e interfaccia, effetto tunnel macroquantistico. Quando le particelle sono inferiori a 100 nm, molte proprietà della sostanza sono cambiate, presentando fenomeni singolari diversi dalle macrosostanze: basso punto di fusione, alto rapporto capacità termica, alto coefficiente di dilatazione; alta attività di reazione, alta velocità di diffusione; alta resistenza, alta tenacità;奇特 magnetico Assorbimento estremamente assoluto.
La dimensione delle nanoparticelle è generalmente molto più piccola delle cellule nell'organismo, il che fornisce un nuovo percorso di ricerca per la ricerca biologica, utilizzando la nano-biotecnologia per manipolare le macromolecole biologiche, è considerato possibile La rivoluzione della biologia secondaria.
Applicazione
Di seguito sono riportate cinque importanti applicazioni della nano-biotecnologia, tra cui bioconad, nano sonde, marcatori di biofluorescenza, motori molecolari e nano setacci molecolari.
1 , bioconch chip
Il chip biologico comprende principalmente 2 aspetti: (1) I nanocompositi sono preparati in biocontrollo L'applicazione, migliora l'adesione statica e dinamica tra acidi nucleici, proteine e fogli, promuove la miniaturizzazione, l'alta risoluzione e la multifunzione; (2) ampliare la gamma di applicazioni dei chip biologici, come lo screening ad alto rendimento del principio attivo dei farmaci botanici, la diagnosi clinica di malattie come il cancro, come sensore di segnale interno.
In combinazione con il magnetismo microelettronico, il bioconocitrer è stato utilizzato nella separazione di cellule singole, nell'analisi di mutazioni monogeniche, nell'amplificazione genica e nel dosaggio immunologico. La microstruttura di microstruttura, separazione, purificazione, elettroforesi, amplificazione PCR, aggiunta, purificazione, elettroforesi, amplificazione PCR, aggiunta e rilevamento, ecc. Può essere ridotta al minimo in un chip. Il chip biocon è diverso dal chip elettronico a semiconduttore, che è dotato di una piccola superficie su scala geometrica o integrato con una varietà di attività biologiche, utilizza solo tracce di campionamento fisiologico o biologico, rilevamento simultaneo e studio di diverse cellule biologiche, biomolecole e DNA. Si ottengono l'interazione tra caratteristiche e gli effetti reciproci. Il chip biocon presenta i vantaggi dell'integrazione, del rilevamento parallelo e rapido, diventando la tecnologia di frontiera dell'ingegneria biomedica nel 21° secolo. Il chip bioconch è suddiviso in chip cellulare, chip proteico (chip biomolecolare) e chip genetico (chip DNA).
2 , nano - probe
Usando la nanotecnologia per realizzare nano sonde, puoi direttamente sulle molecole biologiche nella loro vita. L'ambiente viene rilevato per ottenere informazioni sempre più dettagliate.
La sonda nano rileva una varietà di sostanze chimiche cellulari, monitora le proteine delle cellule viventi e altre sostanze biochimiche; può anche essere utilizzato per schermare tracce di farmaci, in ultima analisi, raggiungere la salute delle singole cellule. Il nanoscopio è costituito da una nano-sonda e la sua sonda su scala nanometrica rileva una singola cellula vivente e inserita in una cellula vivente per rilevare i danni precoci al DNA causati dai tumori.
3 , biofluorescence marker
Nano-saggio biologico di nanoparticelle (come punti quantici) utilizzando biomolecole La piattaforma supera i limiti della fluorescenza fluorescente nelle etichette fluorescenti convenzionali. I punti quantici sono semiconduttori nanocristallini a forma di gel con proprietà luminescenti uniche. Rispetto ai monoliti fluorescenti organici convenzionali, l'eccitazione a banda larga dei punti quantici, la caratteristica della larghezza di banda emessa è adatta per l'uso come analisi multivariata e maggiore sensibilità analitica. Lo stato di funzionamento cellulare viene osservato dal punto secondario della quantità luminescente per caratterizzare la superficie cellulare o le proprietà proteiche interne e lo stato operativo della cellula viene osservato e utilizzato nella progettazione e nel trattamento farmaceutico. il mio paese ha ora sviluppato celle magnetiche a fluorescenza per indirizzare i nano biofilm multifunzione, ha inventato punti quantici di fluorescenza a semiconduttore nucleare / guscio semplici, sicuri, efficienti ed economici e ha sviluppato prodotti a punti quantici con prestazioni eccellenti. Nuova nano biomassa.
4 , molecular motor
Il motore molecolare costituisce un nano-organismo composto da macromolecole biologiche e utilizza un dispositivo di energia chimica. I motori molecolari naturali come le proteine guidate, la RNA polimerasi e le proteine muscolari, ecc., sono coinvolti nel trasporto citoplasmatico, nella replicazione del DNA, nella divisione cellulare e nella contrazione muscolare, ecc. negli organismi. La ricerca attuale più motori molecolari sono gli enzimi F1-ATP.
Il motore molecolare è un componente fondamentale di un robot in miniatura e sulla molecola è possibile ottenere una varietà di funzioni. Se il nanoscopio della sostanza nociva può essere rilevato, il freno liquido o la miscelazione viene realizzato nel bioconchi e le molecole del farmaco vengono consegnate in una posizione particolare e il farmaco viene rilasciato nella cellula umana.
5 , molecular nano -
Controllo della circolazione del materiale nel nanoforo mediante un nano setaccio molecolare a galleria di tensione. Il nanotubo cilindrico in oro è disposto sulla pellicola, solo 1,6 nm nel tubo; quando il tubicino è carico positivamente, gli ioni positivi vengono respinti e solo gli ioni negativi possono passare attraverso la pellicola; la membrana è caricata negativamente, gli ioni negativi vengono respinti e solo gli ioni positivi possono passare attraverso la pellicola. Allo stesso tempo, controllare la tensione di gating, l'apertura, la forma dei pori e il limite di carica e il trasporto di ioni può essere controllato in modo più accurato. Poiché il nanobuco può distinguere rapidamente una piccola quantità di molecole di DNA, questo metodo dovrebbe essere un metodo di sequenziamento genico rapido, a basso costo e ad alto rendimento.
Prospettive
Dopo l'era genetica lo sviluppo offre una buona opportunità per lo sviluppo della nano-biotecnologia. Ci si può aspettare che con il costante progresso nei campi della chimica, della biologia, dei materiali, della nano-biotecnologia ci saranno studi più estesi e approfonditi. Mentre il rapido sviluppo di chip biologici, motori molecolari, sonde biologiche, nano-biomateriali, avrà altri nuovi campi della nano-biotecnologia.
La nanobiotecnologia è la frontiera e l'hotspot nel campo della biotecnologia internazionale, e vi è un'ampia gamma di applicazioni e chiare prospettive industriali nel campo della medicina e della salute, in particolare vettori di nanofarmaci, nanosensori e tecniche di imaging e tecnologie intelligenti in miniatura le apparecchiature mediche, ecc. svolgeranno un ruolo importante nella diagnosi, nel trattamento e nell'assistenza sanitaria delle malattie. La ricerca internazionale delle nanobiotecnologie in campo farmaceutico ha compiuto alcuni progressi. La nano-biotecnologia è stata focalizzata come progetto prioritario di ricerca scientifica negli Stati Uniti, Giappone, Germania.