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Applications de Nanostar en biomédecine

Nanostars sont une forme de nanoparticle anisotrope et en forme d'étoile, de 1-100 nanomètre de diamètre. Ils possèdent un faisceau sphérique avec les succursales multiples de la longueur, de la largeur et de la netteté réglables.

Kateryna Kon - nanoparticlesCrédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock

Nanostars peut être effectué à partir des métaux variés, y compris l'or, l'argent, le platine et le palladium, notamment. Nanostars peut également être développé d'un mélange de ces derniers et d'autres matériaux tels que l'oxyde ou la silice de fer.

La réactivité des nanoparticles qui sont employés dans la catalyse, telle que le platine, peut être améliorée par la formation dans une étoile afin d'augmenter le rapport de surface-à-volume et la réactivité de la particule.

Nanostars a produit des matériaux plasmonic tels que le présent d'or ou d'argent les applications les plus intéressantes dans la biologie, comme la résonance extérieure de plasmon d'un nanoparticle peut être réglée avec précision dans l'hublot de transparence de tissu du tissu biologique. Ceci fournit des applications en tant qu'agents diagnostiques et thérapeutiques.

Comme d'autres nanoparticles, des nanostars peuvent être enduits d'un grand choix de ligands dans le but d'assurer la protection contre l'accumulation de protéine dans un réglage biologique, fournissant la capacité de s'accumuler sélecteur dans un tissu particulier ou la cellule utilisant viser des biomolécules tels que des anticorps, ou en tant que véhicules de distribution de médicament.

Agents diagnostiques

L'utilisation des nanostars d'or comme outils de diagnostic dans de diverses techniques telles que la tomographie photo-acoustique, la spectroscopie améliorée extérieure de Raman, l'imagerie par résonance magnétique, la tomographie d'émission de positons, et la tomographie d'ordinateur de rayon X actuel est recherchée.

Le champ électromagnétique localement amélioré aux bouts des nanostars d'or amplifie Raman dispersant dans la région, fournissant une technique sensible d'analyse chimique qui peut être employée pour trouver la présence des molécules particulières in vivo ou in vitro.

La représentation photo-acoustique utilise des pouls non ionisants de laser pour chauffer doux le tissu biologique qui augmente alors thermoelastically. Ces petites extensions sont détectables en tant qu'ondes ultrasoniques qui peuvent être employées pour établir une image en trois dimensions de jusqu'à quelques centimètres profonds de la peau.

Les nanostars d'or effectuent d'excellents agents de contraste pour cette technique, comme laser en service peuvent être réglés avec précision pour apparier la fréquence extérieure de résonance de plasmon du nanoparticle, assurant l'absorption et de ce fait la chauffage maximum de la particule.

Puisque la longueur d'onde de la résonance extérieure de plasmon est dans l'hublot de transparence de tissu, le laser peut influencer des nanostars d'or plus profonds dans le fuselage. Le système lymphatique entier des souris a été tracé de cette façon.

La combinaison de l'or avec d'autres matériaux pour produire des nanostars tient compte de l'amélioration d'autres applications. Les nanoparticles d'oxyde de fer effectuent d'excellents agents de contraste dans l'imagerie par résonance magnétique due à leurs propriétés superparamagnétiques.

La prise du faisceau sphérique de nanoparticle d'oxyde de fer et l'élevage des succursales effectuées à partir de l'or tient compte de la combinaison des propriétés superparamagnétiques et extérieures de résonance de plasmon de chaque matériel, produisant un agent diagnostique combiné.

Agents thérapeutiques

Les nanoparticles d'or ont été proposés pour rendre d'excellents agents d'amélioration de dose de rayonnement dus à leur grande coupe transversale d'interaction et propriétés plasmonic.

Les photons qui heurtent des électrons appartenant au nanoparticle peuvent par la suite produire des diffusions Compton photoélectriques et, Y compris un phénomène connu sous le nom de cascade de foreuse.

Pendant la cascade de foreuse, des électrons de shell intérieure éjectés par des photons peuvent être remplacés par des électrons des orbitales de plus haute énergie. Lors de la chute à une orbitale d'énergie inférieure, l'électron peut réussir la différence d'énergie entre les orbitales à un troisième électron, faisant éjecter celui-ci.

Ce procédé a été montré pour répéter l'autant d'en tant que dix fois, produisant une douche des électrons d'énergie inférieure. Ces électrons sont capables de continuer pour entraîner des événements destructeurs dans une cellule cancéreuse.

Les nanoparticles en forme d'étoile d'or possèdent une plus grande coupe transversale de rapport et d'interaction de surface-à-volume que les particules sphériques, et agissent ainsi plus fortement comme un amplificateur de dose de rayonnement.

Des nanostars d'or peuvent également être employés en tant qu'agents de distribution de médicament, avec une spécificité et un temps d'assemblage plus grands que seuls les médicaments libres.

En combinant des propriétés d'amélioration de dose de la distribution et de rayonnement de médicament des médicaments anticancéreux multimodaux peuvent être développés, qui tiennent compte de moins effets de hors circuit-objectif et ainsi de moins d'effets secondaires négatifs pour le patient.

Le desserrage de médicament peut être conçu pour être déclenché sur le chauffage, qui a lieu pendant l'amélioration de dose de rayonnement.

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Last Updated: Oct 8, 2018

Michael Greenwood

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Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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