Наноигла - Nanoneedle

Наноиглы могут быть конические или трубчатые иглы в нанометр размерный ряд, изготовлен из кремния или нитрида бора с центральным отверстием достаточного размера, чтобы позволить прохождение больших молекул или твердых игл, используемых в Рамановская спектроскопия, светодиоды (Светодиод) и лазерные диоды.

использование

Прокол

В 2005 году Научно-исследовательский институт клеточной инженерии в Японии Национальный институт передовых промышленных наук и технологий (AIST) и Токийский университет сельского хозяйства и технологий использованные наноиглы, контролируемые атомно-силовой микроскоп (AFM) для проникновения в ядро живых клеток и вставки молекул нуклеиновой кислоты, белков или, возможно, для проведения клеточной хирургии. Этот метод позволяет точно установить положение иглы, отслеживая прилагаемое усилие. Клетки, которые будут использоваться для отслеживания, диагностики и лечения заболеваний, могут быть удалены из организма и заменены после инъекции. 100 нм иглы диаметром были вырезаны из кремниевых наконечников АСМ с помощью сфокусированных ионно-лучевое травление.^[1]

В 2009 г. исследователи Университет Иллинойса произвел наноиглу из нитрида бора диаметром 50 нм с тонким покрытием из золота, пригодную для биофизических исследований. Его диаметр позволяет легко проникать через клеточные стенки для доставки органических или флуоресцентных веществ. квантовые точки в цитоплазму или ядро. Его также можно использовать как электрохимический зонд или оптический датчик. биосенсор в клеточной среде.^[2]

Атомно-силовая микроскопия

В Калифорнийский университет в Беркли в 2008 году произведено арсенид галлия (GaAs) наноиглы, которые излучают чрезвычайно яркий свет, хотя еще не лазеры, когда с оптической накачкой. При длине 3-4 микрометра они сужаются к кончикам 2-5 нм в поперечнике. В добавление к оптоэлектронный иглы пригодятся в атомно-силовой микроскопии (АСМ), и их можно легко выращивать в виде массивов. Такие массивы АСМ, помимо получения изображений поверхностей с разрешением, близким к атомному, могут привести к новым формам хранения данных путем прямого манипулирования атомами. Иглы также могут найти применение в рамановской спектроскопии с усилением наконечника - процессе, в котором уровни энергии молекул измеряются путем сравнения частоты падающего света с частотой выходящего света. Острый кончик иглы позволяет более точно исследовать образец, вплоть до исследования отдельных молекул.^[3]

Биомедицинские исследования

Исследования в отделе наномедицины и биомедицинской инженерии Техасский университет В 2010 году создали новый тип наноиглы с использованием кремния. Решение пероксид водорода образует пористые иглы - их пористость контролируется по длине путем изменения концентрации пероксида с течением времени. Цветные пористые иглы сконструированы так, чтобы биоразлагаться в течение предсказуемого периода, и имеют площадь поверхности в 120 раз больше, чем у эквивалентных сплошных проволок, что делает их полезными в качестве средств доставки лекарств. Поскольку пористый кремний не повреждает клетки, иглы также можно использовать для маркировки клеток и отслеживания химических реакций.^[4]

Этические соображения

Предупреждение было высказано Мартином А. Филбертом, профессором токсикология на Мичиганский университет, Анн-Арбор. «Возможность манипулировать материалами нанометрового размера на молекулярном уровне обещает придать специфичность доставки клеток и уменьшить побочные вредные повреждения соседним клеткам. В контексте здоровья окружающей среды научное сообщество должно будет уделять пристальное внимание те физико-химические свойства сконструированных наноматериалов, которые нарушают нормальные клеточные процессы или обходят их, а также позволяют неизбирательно проникать через биологические барьеры, ткани и клеточные системы ». ^[5]