Pontos do quantum na biologia e na medicina

Um dos pelotões da frente os mais emocionantes da nanobiotecnologia é o uso dos pontos do quantum, que são definidos como nanocrystals do semicondutor com os excitons em todas as três dimensões espaciais, como tinturas fluorescentes na biologia e na medicina. Descoberto inicialmente em 1980 por Alexic Ekimov e por Louis E. Brus, os avanços da síntese dos pontos do quantum promoveram significativamente a imagem lactente fluorescente para in vitro e in vivo aplicações.

Os pontos do quantum têm uma pletora de vantagens quando comparados às tinturas orgânicas convencionais, tais como rendimentos de quantum altos, nenhuma emissão photobleaching, estreita e simétrica, excitação larga, assim como podem excitar usando somente a única excitação. Muitos produtos de pontos do quantum foram comercializados (como nanoprobes específicos), e seu uso em várias aproximações terapêuticas olha prometedor.

O uso de pontos do quantum como etiquetas

Os pontos do quantum foram introduzidos como pontas de prova biológicas em 1998, mas quando havia uma miríade dos relatórios que descrevem seu uso na biologia e uma medicina após os artigos de abertura de caminhos, é evidente que o uso destes sonda está ainda em sua infância. Os protocolos e os métodos da preparação estão sendo melhorados continuamente para permitir o uso de pontos do quantum para uma aplicação particular.

Os únicos pontos do quantum conjugados às moléculas biológicas da afinidade podem ser usados em muitas encenações diferentes. Por exemplo, a fim etiquetar o marcador Her2 do cancro da mama na superfície das pilhas malignos, os pontos do quantum conjugadas à imunoglobulina G e o streptavidin foram empregados com sucesso. Além disso, foram usados igualmente acoplados com os oligonucleotides para a hibridação in situ.

Os pontos do quantum são uma boa maneira de etiquetar as pilhas vivas, que podem ser estáveis para enquanto doze dias na cultura. Foram usados para medir a mobilidade da pilha pela imagem lactente de trilhas phagokinetic, e demonstrou-se que as pilhas eram capazes de tragar nanocrystals como viajam. O cádmio e outros elementos pesados em sua composição permitem seu uso enquanto o contraste sonda na microscopia de elétron do raio X e de transmissão.

Os pedidos para in vivo o uso de pontos do quantum do semicondutor são imagem lactente do vasculature do tumor, imagem lactente de antígenos tumor-específicos da membrana, assim como imagem lactente de nós de linfa da sentinela. A imagem lactente multicolorido da fluorescência das células cancerosas pode ser realizada pela injecção sistemática de nanoprobes multifuncionais quantum-ponto-baseados.

Pontos do quantum na terapia

Um uso bem sucedido do quantum pontilha na rotulagem e a detecção incentivou pesquisa para continuar com a revelação desta tecnologia para finalidades do tratamento. Além do que a utilização o quantum pontilha como as etiquetas para a entrega rastreável da droga, área principal da aplicação os estão usando como um sistema de portador eficiente da droga.

A superfície distintiva e as propriedades estruturais (tais como sua tamanho uniforme e ajustável, assim como droga flexível que liga) permitiram seu uso na entrega visada da droga. Os pontos do quantum foram aplicados às linha celular e aos animais pequenos da pesquisa como os portadores da droga, provando ser uma ferramenta magnífica da descoberta para a selecção e a validação da droga.

Por exemplo, um captopril da droga de antihipertensivo foi conjugado à superfície de pontos do quantum para estudar suas propriedades farmacocinéticos e pharmacodynamic em ratos curso-propensos com hipertensão. Mostrou-se que tais conjugado podem com sucesso diminuir a pressão sanguínea, mas o problema é com retenção de sua actividade após a inicial 60 minutos.

O Doxorubicin, um antibiótico do anthracycline que seja amplamente utilizado na quimioterapia, pode ser imobilizado em pontos do quantum a fim melhorar e para controlar a cinética da droga libere. Além, os pontos do quantum podem actuar como os veículos de entrega para RNAs de interferência pequeno, que são ferramentas poderosas para silenciar a expressão genética.

Perspectivas futuras

As características originais de pontos do quantum têm cimentado já seu papel no campos de germinação do nanomedicine e da nanobiotecnologia. Se os pontos de alta qualidade do quantum podem ser preparados dos compostos que são não-tóxicos (por exemplo carbono e silicone), a importância clínica destes nanocrystals do semicondutor poderia ser imensa.

Embora os pontos do quantum não sejam projectados ajudar em cada aplicação, as tendências são evidentes que assentarão bem em repórteres fluorescentes dominantes na biologia e na medicina durante a próxima década. Uma classe nova de nanoparticles multifuncionais protean (para o diagnóstico ou o uso terapêutico) poderia emergir da conjugação de pontos do quantum com escolha de objectivos de agentes e de photosensitizers.

Fontes

  1. www.ripublication.com/ijcce_spl/ijccev3n2spl_01.pdf
  2. http://www.hindawi.com/journals/jnm/2009/815734/
  3. faculty.washington.edu/xgao/Images/QiReview08.pdf
  4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3643664/
  5. cvrl.ucl.ac.uk/people/petrova/pubs/biological%20applications.pdf
  6. Hotz CZ. Aplicações de pontos do quantum na biologia: Uma vista geral. Em: Rosenthal SJ, Wright DW. Protocolos da nanobiotecnologia, volume 2. Humana Pressão Inc., New-jersey, 2005; pp. 1-18.

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Last Updated: Aug 23, 2018

Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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Comments

  1. Nata Arevadze Nata Arevadze Georgia says:

    Excellent

  2. Chris Darroch Chris Darroch United Kingdom says:

    How are quantum dots powered in vivo?

    Can they be powered by bio voltages in situ?

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.
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