Puntos de Quantum en biología y remedio

Una de las vanguardias más emocionantes de la nanobiotecnología es el uso de los puntos del quantum, que se definen como nanocrystals del semiconductor con los excitones en las tres dimensiones espaciales, como tintes fluorescentes en biología y remedio. Descubierto inicialmente en 1980 por Alexic Ekimov y Louis E. Brus, los avances de la síntesis de los puntos del quantum ascendieron importante la proyección de imagen fluorescente para in vitro y in vivo los usos.

Los puntos de Quantum tienen una plétora de ventajas cuando están comparados a los tintes orgánicos convencionales, tales como altos rendimientos de quantum, ninguna emisión photobleaching, estrecha y simétrica, excitación amplia, así como pueden excitar usando solamente la única excitación. Muchos productos de los puntos del quantum se han comercializado (por ejemplo nanoprobes específicos), y su uso en diversas aproximaciones terapéuticas parece prometedor.

El uso de los puntos del quantum como escrituras de la etiqueta

Los puntos de Quantum fueron introducidos como antenas biológicas en 1998, pero mientras que había una miríada de los partes que describían su uso en biología y remedio después de los artículos pioneros, es evidente que el uso de éstos sonda todavía está en su infancia. Los protocolos y los métodos de la preparación se están perfeccionando continuamente para habilitar el uso de los puntos del quantum para un uso determinado.

Los únicos puntos del quantum conjugados a las moléculas biológicas de la afinidad se pueden utilizar en muchos diversos decorados. Por ejemplo, para etiqueta el marcador Her2 del cáncer de pecho en la superficie de las células malas, los puntos del quantum conjugadas a la inmunoglobulina G y el streptavidin fueron empleados con éxito. Además, también fueron utilizados acoplados con los oligonucleótidos para el hibridación in situ.

Los puntos de Quantum son una buena manera de etiqueta las células vivas, para las cuales pueden ser estables mientras doce días en cultura. Han sido utilizados para medir movilidad de la célula por la proyección de imagen de carriles phagokinetic, y fue demostrado que las células eran capaces de engullir nanocrystals como viajan. El cadmio y otros elementos pesados en su composición habilitan su uso mientras que el contraste sonda en microscopia electrónica de la radiografía y de transmisión.

Los usos para in vivo el uso de los puntos del quantum del semiconductor son proyección de imagen de la vasculatura del tumor, proyección de imagen de los antígenos tumor-específicos de la membrana, así como proyección de imagen de los ganglios linfáticos del centinela. La proyección de imagen multicolora de la fluorescencia de células cancerosas se puede lograr por la inyección sistémica de nanoprobes multifuncionales quantum-punto-basados.

Puntos de Quantum en terapia

Un uso acertado del quantum puntea en la etiqueta y la detección ha animado investiga para continuar con el revelado de esta tecnología para los propósitos del tratamiento. Además de usar el quantum puntea como las escrituras de la etiqueta para el lanzamiento detectable de la droga, área importante del uso los están utilizando como sistema de onda portadora eficiente de la droga.

La superficie distintiva y las propiedades estructurales (tales como su talla uniforme y armoniosa, así como droga flexible que conecta) han habilitado su uso en lanzamiento apuntado de la droga. Los puntos de Quantum se han aplicado a las variedades de células y a los pequeños animales de la investigación como ondas portadoras de la droga, demostrando ser una herramienta magnífica del descubrimiento para la investigación y la validación de la droga.

Por ejemplo, un captopril de la droga de antihypertensive se ha conjugado a la superficie de los puntos del quantum para estudiar sus propiedades farmacocinéticas y farmacodinámicas en ratas recorrido-propensas con la hipertensión. Se ha mostrado que tales conjugaciones pueden disminuir con éxito la presión arterial, pero el problema está con la retención de su actividad después de inicial 60 minutos.

El Doxorubicin, un antibiótico del anthracycline que sea ampliamente utilizado en quimioterapia, se puede inmovilizar sobre puntos del quantum para perfeccionar y controlar la cinética de la droga libere. Además, los puntos del quantum pueden actuar como vehículos de lanzamiento para pequeño RNAs de interferencia, que son herramientas potentes para imponer silencio a la expresión génica.

Perspectivas futuras

Las características únicas de los puntos del quantum han cementado ya su papel en los campos que brotaban del nanomedicine y de la nanobiotecnología. Si los puntos de alta calidad del quantum se pueden preparar de las composiciones que son no tóxicas (e.g carbono y silicio), la importancia clínica de estos nanocrystals del semiconductor podría ser inmensa.

Aunque los puntos del quantum no se diseñen para ayudar a cada uso, las tendencias son evidentes que sentirán bien a reporteros fluorescentes dominantes en biología y remedio durante la década próxima. Una nueva clase de nanoparticles multifuncionales proteicos (para el diagnóstico o el uso terapéutico) podría emerger de la conjugación de los puntos del quantum con el alcance de agentes y de fotosensibilizadores.

Fuentes

  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. Usos de los puntos de Quantum en biología: Una reseña. En: Rosenthal SJ, Wright DW. Protocolos de la nanobiotecnología, volumen 2. Humana Press Inc., New Jersey, 2005; págs. 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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