Tekninen esittely
sisältää pääasiassa kaksi näkökohtaa: (1) Nousevan nanoteknologian käyttäminen biologisten ongelmien ratkaisemiseen; (2) Molekyylilaitteet, jäljitelmä ja valmistus biologisia makromolekyylejä käyttäen Biologisen makromolekyylin molekyylikone.
Perusperiaate
Nanomateriaalit Pääasiassa: kvanttikokoefekti, pienikokoefekti, ilmaisu- ja käyttöliittymävaikutus, makrokvanttitunneliefekti. Kun hiukkaset ovat alle 100 nm, monet aineen ominaisuudet ovat muuttuneet, jolloin esiintyy yksittäisiä ilmiöitä, jotka eroavat makroaineista: alhainen sulamispiste, korkea lämpökapasiteetin suhde, korkea laajenemiskerroin; korkea reaktioaktiivisuus, korkea diffuusionopeus; korkea lujuus, korkea sitkeys;奇特 magneettinen Erittäin absoluuttinen absorptio.
Nanohiukkasten koko on yleensä paljon pienempi kuin organismin solut, mikä tarjoaa uuden tutkimuspolun biologiseen tutkimukseen, jossa käytetään nanobioteknologiaa biologisten makromolekyylien manipuloimiseen, katsotaan mahdolliseksi Sekundääribiologian vallankumous.
Sovellus
Seuraavassa on viisi tärkeää nanobioteknologian sovellusta, mukaan lukien biokonadit, nanokoettimet, biofluoresenssimarkkerit, molekyylimoottorit ja molekyylin nanoseulat.
1 , bioconch chip
Biologinen siru sisältää pääasiassa 2 näkökohtaa: (1) Nanokomposiitit valmistetaan biokontrollissa Sovellus parantaa staattista ja dynaamista adheesiota nukleiinihappojen, proteiinien ja arkkien välillä, edistää miniatyrisointia, korkeaa resoluutiota ja monikäyttöisyyttä; (2) laajentaa biologisten sirujen sovellusaluetta, kuten kasvitieteellisten lääkkeiden aktiivisen ainesosan korkean suorituskyvyn seulonta, sairauksien, kuten syövän, kliininen diagnosointi sisäisenä signaalisensorina.
Yhdessä mikroelektronisen magnetiikan kanssa biokonositteriä on käytetty yhden solun erottamisessa, monogeenimutaatioanalyysissä, geenin monistamisessa ja immunomäärityksessä. Mikrorakenteen, erotuksen, puhdistuksen, elektroforeesin, PCR-monistuksen, lisäyksen, puhdistuksen, elektroforeesin, PCR-monistuksen, lisäyksen ja detektion jne. mikrorakenne voidaan minimoida yhdessä sirussa. Biocon-siru eroaa puolijohdeelektroniikasta, joka on varustettu pienellä geometrisen mittakaavan pinta-alalla tai joka on integroitu monenlaiseen biologiseen toimintaan, käyttää vain fysiologista tai biologista näytteenottoa, samanaikaista havaitsemista ja eri biologisten solujen, biomolekyylien ja DNA:n tutkimista. Saavutetaan ominaisuuksien välinen vuorovaikutus ja keskinäiset vaikutukset. Biocon-sirun etuna on integrointi, rinnakkainen ja nopea havaitseminen, ja siitä on tulossa 2000-luvun biolääketieteen tekniikan huipputeknologia. Bioconch-siru on jaettu solusiruun, proteiinisiruun (biomolekyylisiru) ja geenisiruun (DNA-siru).
2 , nano - probe
Käyttämällä nanoteknologiaa nanokoettimien tekemiseen, voit suoraan biologisiin molekyyleihin niiden elämässä. Ympäristö tunnistetaan yksityiskohtaisemman ja yksityiskohtaisemman tiedon saamiseksi.
Nano-anturi havaitsee erilaisia solukemikaaleja, tarkkailee elävien solujen proteiineja ja muita biokemiallisia aineita; Voidaan käyttää myös jäljityslääkkeiden seulomiseen, mikä lopulta saavuttaa yksittäisten solujen terveyden. Nanoskooppi on valmistettu nanokoettimella, ja sen nanomittakaavainen koetin havaitsee yhden elävän solun ja liitetään elävään soluun havaitsemaan kasvainten aiheuttamia varhaisia DNA-vaurioita.
3 , biofluorescence marker
Nanohiukkasten (kuten kvanttipisteiden) nanobiomääritys biomolekyylejä käyttäen Alusta rikkoo fluoresenssin fluoresenssin rajat perinteisissä fluoresoivissa leimoissa. Kvanttipisteet ovat geelin muotoisia nanokiteisiä puolijohteita, joilla on ainutlaatuiset luminoivat ominaisuudet. Verrattuna perinteisiin orgaanisiin fluoresoiviin monoliitteihin, kvanttipiste-laajakaistaherätykseen, emittoidun kaistanleveyden ominaisuus soveltuu käytettäväksi monimuuttujaanalyysinä ja korkeammalla analyyttisellä herkkyydellä. Solun toimintatilaa tarkkaillaan luminoivan määrän alapisteellä solun pinnan tai sisäisten proteiinien ominaisuuksien karakterisoimiseksi, ja solun toimintatilaa tarkkaillaan ja sitä käytetään farmaseuttisessa suunnittelussa ja hoidossa. kotimaani on nyt kehittänyt fluoresenssimagneettikennoja monitoimisten nanobiofilmien kohdistamiseen, keksinyt yksinkertaisia, turvallisia, tehokkaita ja edullisia ydin-/kuoripuolijohdefluoresenssikvanttipisteitä ja kehittänyt kvanttipistetuotteita, joilla on erinomainen suorituskyky. Uusi nanobiomassa.
4 , molecular motor
Molekyylimoottori muodostaa nano-organismin, joka koostuu biologisista makromolekyyleistä ja hyödyntää kemiallista energiaa Laite. Luonnolliset molekyylimoottorit, kuten ohjatut proteiinit, RNA-polymeraasi ja lihasproteiinit jne., osallistuvat soluliman kuljetukseen, DNA:n replikaatioon, solujen jakautumiseen ja lihasten supistumiseen jne. organismeissa. Nykyisessä tutkimuksessa enemmän molekyylimoottoreita ovat F1-ATP-entsyymejä.
Molekyylimoottori on pienoisrobotin ydinkomponentti, ja molekyylissä voidaan saavuttaa useita toimintoja. Jos haitallisen aineen nanoskooppi voidaan havaita, nestejarru tai sekoittuminen toteutuu biokonchissa ja lääkemolekyylit kuljetetaan tiettyyn paikkaan ja lääke vapautuu ihmissolussa.
5 , molecular nano -
Materiaalin kierron ohjaaminen nanoreiässä jännitegallerian molekyyli-nanosiivilillä. Sylinterimäinen kultainen nanoputki on järjestetty kalvolle, putkessa vain 1,6 nm; kun pieni putki on positiivisesti varautunut, positiiviset ionit hylätään ja vain negatiiviset ionit voivat kulkea kalvon läpi; kalvo on negatiivisesti varautunut, negatiiviset ionit hylätään ja vain positiiviset ionit voivat kulkea kalvon läpi. Samanaikaisesti ohjaa avainnusjännitettä, aukkoa, huokosten muotoa ja varausrajaa, ja ionikuljetusta voidaan ohjata tarkemmin. Koska nanoreikä voi nopeasti erottaa pienen määrän DNA-molekyylejä, tämän menetelmän odotetaan olevan nopea, edullinen ja korkean suorituskyvyn geenisekvensointimenetelmä.
Näkymät
Geneettisen aikakauden jälkeen kehitys tarjoaa hyvän mahdollisuuden nanobioteknologian kehittämiseen. Voidaan odottaa, että jatkuvan edistymisen myötä kemian, biologian, materiaalien ja nanobioteknologian aloilla tutkimukset ovat laajempia ja syvempiä. Biologisten sirujen, molekyylimoottorien, biologisten koettimien ja nanobiomateriaalien nopea kehitys tuo mukanaan joitain muita uusia nanobioteknologian aloja.
Nanobioteknologia on kansainvälisen biotekniikan edelläkävijä ja hotspot, ja lääketieteen ja terveyden alalla on laaja valikoima sovelluksia ja selkeät teolliset näkymät, erityisesti nanolääkkeiden kantajat, nanosensori- ja kuvantamistekniikat sekä miniatyyri älykäs lääketieteellisillä laitteilla jne. tulee olemaan tärkeä rooli sairauksien diagnosoinnissa, hoidossa ja terveydenhoidossa. Kansainvälisen nanobioteknologian tutkimus lääkealalla on edistynyt jonkin verran. Nanobioteknologia on keskitetty tieteellisen tutkimuksen painopistealueeksi Yhdysvalloissa, Japanissa ja Saksassa.