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Applicazioni di Nanostar in biomedicina

Nanostars è un modulo della nanoparticella anisotropa e a forma di stella, di 1-100 nanometro di diametro. Possiedono una memoria sferica con i rami multipli della lunghezza, della larghezza e della nitidezza regolabili.

Kateryna Kon - nanoparticelleCredito di immagine: Kateryna Kon/Shutterstock

Nanostars può essere fatto dai vari metalli, compreso oro, argento, platino e palladio, tra l'altro. Nanostars può anche svilupparsi da una miscela questi e di altri materiali quali l'ossido o la silice di ferro.

La reattività delle nanoparticelle che sono utilizzate nella catalisi, quale platino, può essere migliorata modellando in una stella per aumentare il rapporto del superficie--volume e la reattività della particella.

Nanostars ha creato dai materiali plasmonic quale il presente dell'argento o dell'oro le applicazioni più interessanti nella biologia, come la risonanza di superficie del plasmon di una nanoparticella può essere regolata nella finestra della trasparenza del tessuto del tessuto biologico. Ciò fornisce le applicazioni come sia agenti diagnostici che terapeutici.

Come con altre nanoparticelle, i nanostars possono essere ricoperti di vari leganti allo scopo di assicurare la protezione da capitalizzazione della proteina in una regolazione biologica, fornente alla capacità di accumularsi selettivamente in un tessuto particolare o alla cella facendo uso dell'ottimizzazione delle biomolecole quali gli anticorpi, o come vettori della droga.

Agenti diagnostici

L'uso dei nanostars dell'oro come strumenti diagnostici nelle diverse tecniche quale tomografia fotoacustica, affiora la spettroscopia migliorata di Raman, l'imaging a risonanza magnetica, tomografia a emissione di positroni e la tomografia di computer dei raggi x corrente sta ricercanda.

Il campo elettromagnetico localmente migliorato ai suggerimenti dei nanostars dell'oro amplia lo scattering di Raman nella regione, fornente un metodo sensibile di analisi chimica che può essere usato per individuare la presenza di molecole particolari in vivo o in vitro.

La rappresentazione fotoacustica utilizza gli impulsi non ionizzanti del laser per riscaldare leggermente il tessuto biologico che poi thermoelastically si espande. Queste piccole espansioni sono rilevabili come onde ultrasoniche che possono essere usate per sviluppare un'immagine tridimensionale fino ad alcuni centimetri profondi dall'interfaccia.

I nanostars dell'oro fanno gli agenti eccellenti di contrasto per questa tecnica, come il laser in uso possono essere regolati per abbinare la frequenza di superficie di risonanza del plasmon della nanoparticella, assicurando l'assorbimento e così il riscaldamento massimi della particella.

Poiché la lunghezza d'onda della risonanza di superficie del plasmon è nella finestra della trasparenza del tessuto, il laser può influenzare i nanostars dell'oro più profondi all'interno dell'organismo. L'intero sistema linfatico dei mouse è stato mappato in questo modo.

Combinando l'oro con altri materiali per creare i nanostars tiene conto il potenziamento di altre applicazioni. Le nanoparticelle dell'ossido di ferro fanno gli agenti eccellenti di contrasto nell'imaging a risonanza magnetica dovuto i loro beni superparamagnetici.

La cattura della memoria sferica di nanoparticella dell'ossido di ferro e coltivare i rami fatti da oro tengono conto la combinazione di beni superparamagnetici e di superficie di risonanza del plasmon di ogni materiale, creanti un agente diagnostico combinato.

Agenti terapeutici

Le nanoparticelle dell'oro sono state proposte per rendere gli agenti eccellenti di potenziamento della dose di radiazioni dovuto la loro grande sezione trasversale di interazione e beni plasmonic.

I fotoni che direzione gli elettroni che appartengono alla nanoparticella possono successivamente generare fotoelettrico e gli effetti Compton, compreso un fenomeno conosciuto come una cascata della coclea.

Durante la cascata della coclea, gli elettroni dello shell interno espelsi dai fotoni possono essere sostituiti dagli elettroni dagli orbitali di più alta energia. Sopra la caduta ad un orbitale di energia più bassa, l'elettrone può passare la differenza di energia fra gli orbitali ad un terzo elettrone, inducente questo ad espellere.

Questo trattamento è stato indicato per ripetere l'altrettanto come dieci volte, creanti una doccia degli elettroni di energia bassa. Questi elettroni sono capaci di continuare a causare gli eventi distruttivi all'interno di una cellula tumorale.

Le nanoparticelle a forma di stella dell'oro possiedono una più grande sezione trasversale di rapporto e di interazione del superficie--volume che le particelle sferiche e così agiscono più forte come rinforzatore della dose di radiazioni.

I nanostars dell'oro possono anche essere usati come agenti di consegna della droga, con la maggiori specificità e tempo di conservazione che le droghe libere da solo.

Combinando i beni di potenziamento della consegna e della dose di radiazioni della droga gli agenti anticancro multimodali possono essere sviluppati, che tengono conto meno effetti dell'fuori obiettivo e così effetti collaterali meno negativi per il paziente.

La versione della droga può essere destinata per essere avviato sopra il riscaldamento, che ha luogo durante il potenziamento della dose di radiazioni.

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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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