Нанобиотехнологии
| Часть серии статей о |
| Нанотехнологии |
|---|
| Влияние и применение |
| Наноматериалы |
| Молекулярная самосборка |
| Наноэлектроника |
| Нанометрология |
| Молекулярная нанотехнология |
Нанобиотехнология , бионанотехнология и нанобиология — термины, обозначающие пересечение нанотехнологий и биологии . [ 1 ] Учитывая, что эта тема возникла совсем недавно, бионанотехнология и нанобиотехнология служат общими терминами для различных связанных технологий.
Эта дисциплина помогает обозначить слияние биологических исследований с различными областями нанотехнологий. Концепции, которые расширяются с помощью нанобиологии, включают: наноустройства (такие как биологические машины ), наночастицы и наномасштабные явления, которые происходят в рамках дисциплины нанотехнологий. Этот технический подход к биологии позволяет ученым представлять и создавать системы, которые можно использовать для биологических исследований. Биологически вдохновленные нанотехнологии используют биологические системы в качестве источника вдохновения для еще не созданных технологий. [ 2 ] Однако, как и в случае с нанотехнологиями и биотехнологиями , с бионанотехнологией связано множество потенциальных этических проблем .
Наиболее важные задачи, которые часто встречаются в нанобиологии, включают применение наноинструментов для решения соответствующих медицинских/биологических проблем и совершенствование этих приложений. Разработка новых инструментов, таких как пептоидные нанолисты , для медицинских и биологических целей, является еще одной основной целью нанотехнологий. Новые наноинструменты часто создаются путем совершенствования применения уже используемых наноинструментов. Визуализация нативных биомолекул , биологических мембран и тканей также является важной темой для исследователей нанобиологии. Другие темы, касающиеся нанобиологии, включают использование датчиков с консольными матрицами и применение нанофотоники для управления молекулярными процессами в живых клетках. [ 3 ]
использование микроорганизмов В последнее время большой интерес вызывает для синтеза функциональных наночастиц. Микроорганизмы могут изменять степень окисления металлов. [ нужна ссылка ] Эти микробные процессы открыли перед нами новые возможности для изучения новых приложений, например, биосинтеза металлических наноматериалов. В отличие от химических и физических методов, микробные процессы синтеза наноматериалов могут осуществляться в водной фазе в щадящих и экологически безопасных условиях. Этот подход стал привлекательным направлением в текущих исследованиях в области зеленой бионанотехнологии в целях устойчивого развития. [ 4 ]
Терминология
[ редактировать ]Эти термины часто используются как взаимозаменяемые. Однако когда проводится различие, оно основано на том, сосредоточено ли внимание на применении биологических идей или на изучении биологии с помощью нанотехнологий. Бионанотехнология обычно относится к изучению того, как можно достичь целей нанотехнологий, изучая, как работают биологические «машины», и адаптируя эти биологические мотивы для улучшения существующих нанотехнологий или создания новых. [ 5 ] [ 6 ] Нанобиотехнология, с другой стороны, относится к способам использования нанотехнологий для создания устройств для изучения биологических систем. [ 7 ]
Другими словами, нанобиотехнология — это, по сути, миниатюрная биотехнология , тогда как бионанотехнология — это специфическое применение нанотехнологии. Например, нанотехнология ДНК или клеточная инженерия могут быть классифицированы как бионанотехнологии, поскольку они предполагают работу с биомолекулами на наноуровне. И наоборот, многие новые медицинские технологии, включающие наночастицы в качестве систем доставки или датчиков, могут быть примерами нанобиотехнологии, поскольку они предполагают использование нанотехнологий для достижения целей биологии.
Определения, перечисленные выше, будут использоваться всякий раз, когда в этой статье проводится различие между нанобио и бионано. Однако, учитывая частичное использование этих терминов в современном языке, возможно, потребуется оценить отдельные технологии, чтобы определить, какой термин является более подходящим. Поэтому их лучше всего обсуждать параллельно.
Концепции
[ редактировать ]
Большинство научных концепций бионанотехнологии заимствованы из других областей. Биохимические принципы, которые используются для понимания материальных свойств биологических систем, занимают центральное место в бионанотехнологии, поскольку те же самые принципы должны использоваться для создания новых технологий. Свойства материалов и их применение, изучаемые в бионауке, включают механические свойства (например, деформация, адгезия, разрушение), электрические/электронные (например, электромеханическая стимуляция, конденсаторы , накопители энергии/батареи), оптические (например, поглощение, люминесценция , фотохимия ), термические (например, термомутабельность, управление температурой), биологический (например, как клетки взаимодействуют с наноматериалами, молекулярные дефекты/дефекты, биосенсорство, биологические механизмы, такие как механоощущение ), нанонаука о заболеваниях (например, генетические заболевания, рак, отказ органов/тканей), а также биологические вычисления (например, ДНК-вычисления ) и сельское хозяйство (целевая доставка пестицидов, гормонов и удобрений. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Влияние бионауки, достигнутое посредством структурного и механистического анализа биологических процессов на наноуровне, заключается в их переводе в синтетические и технологические приложения посредством нанотехнологий.
Нанобиотехнология заимствует большую часть своих основ из нанотехнологий. [ нужны разъяснения ] Большинство устройств, предназначенных для нанобиотехнологических целей, непосредственно основаны на других существующих нанотехнологиях. [ нужна ссылка ] Нанобиотехнология часто используется для описания пересекающихся междисциплинарных видов деятельности, связанных с биосенсорами , особенно там, где фотоника , химия, биология, биофизика , наномедицина сходятся и инженерия. Еще одним примером являются измерения в биологии с использованием волноводных методов, таких как интерферометрия с двойной поляризацией .
Приложения
[ редактировать ]Применение бионанотехнологий чрезвычайно широко распространено. Поскольку это различие сохраняется, нанобиотехнология гораздо более распространена, поскольку она просто предоставляет больше инструментов для изучения биологии. Бионанотехнология, с другой стороны, обещает воссоздать биологические механизмы и пути в форме, которая будет полезна и в других отношениях.
Наномедицина
[ редактировать ]Наномедицина – это область медицинской науки, применение которой постоянно растет.
- Наноботы
В эту область входят нанороботы и биологические машины , которые представляют собой очень полезный инструмент для развития этой области знаний. За последние годы исследователи внесли множество усовершенствований в различные устройства и системы, необходимые для разработки функциональных нанороботов, таких как системы движения и магнитного наведения. [ 12 ] [ 13 ] Это предполагает новый способ лечения и борьбы с такими заболеваниями, как рак; благодаря нанороботам побочные эффекты химиотерапии можно будет контролировать, уменьшать и даже устранять, поэтому через несколько лет онкологическим больным может быть предложена альтернатива лечению таких заболеваний вместо химиотерапии. [ нужна ссылка ] что вызывает побочные эффекты, такие как выпадение волос, усталость или тошнота, убивая не только раковые клетки, но и здоровые. Наноботы могут быть использованы для различных методов лечения, хирургии, диагностики и медицинской визуализации. [ 14 ] – например, посредством адресной доставки лекарств в мозг (аналогично наночастицам ) и в другие места. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] Возможность программирования комбинаций таких функций, как «проникновение в ткани, нацеливание на сайт, реагирование на раздражители и загрузка груза», делает такие наноботы перспективными кандидатами для « точной медицины ». [ 18 ]
На клиническом уровне лечение рака с помощью наномедицины будет состоять из поставки нанороботов пациенту посредством инъекции, которая будет искать раковые клетки, оставляя здоровые нетронутыми. Таким образом, пациенты, получающие лечение с помощью наномедицины, не заметят присутствия этих наномашин внутри себя; единственное, что было бы заметно, — это постепенное улучшение их здоровья. [ нужна ссылка ] Нанобиотехнология может быть полезна для разработки лекарств. [ нужны разъяснения ]
В «прецизионных антибиотиках» было предложено использовать бактериоциновые механизмы для таргетных антибиотиков. [ 19 ] [ 20 ]
- Наночастицы
Наночастицы уже широко используются в медицине. Его приложения частично совпадают с приложениями наноботов, и в некоторых случаях их может быть трудно различить. Их можно использовать для диагностики и адресной доставки лекарств , инкапсулируя лекарства. [ 21 ] Некоторыми можно манипулировать с помощью магнитных полей , и, например, экспериментально гормонов . таким образом было достигнуто дистанционно управляемое высвобождение [ 22 ]
В качестве примера разрабатываемого передового приложения можно назвать «троянского коня» — дизайнерские наночастицы, которые заставляют клетки крови разъедать — изнутри наружу — части атеросклеротических бляшек , которые вызывают сердечные приступы. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] и в настоящее время являются наиболее распространенной причиной смерти во всем мире . [ 26 ] [ 27 ]
- Искусственные клетки
Искусственные клетки, такие как синтетические эритроциты, которые обладают всеми или многими известными широкими природными свойствами и способностями естественных клеток, могут быть использованы для загрузки функциональных грузов, таких как гемоглобин , лекарства, магнитные наночастицы и биосенсоры АТФ, которые могут обеспечить дополнительные ненативные клетки. функциональные возможности. [ 28 ] [ 29 ]
- Другой
Было показано, что нановолокна, имитирующие матрикс вокруг клеток и содержащие молекулы, способные двигаться, могут стать потенциальным средством лечения травм спинного мозга у мышей. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
Технически генную терапию также можно рассматривать как форму нанобиотехнологии или движение к ней. [ 33 ] Примером области разработок, связанных с редактированием генома, которая скорее является нанобиотехнологией, чем более традиционной генной терапией, является синтетическое производство функциональных материалов в тканях. Исследователь заставил червей C. elegans синтезировать, изготавливать и собирать биоэлектронные материалы в клетках своего мозга. Они позволили модулировать свойства мембран в определенных популяциях нейронов и манипулировать поведением живых животных, что может быть полезно при изучении и лечении таких заболеваний, как рассеянный склероз , в частности, и демонстрирует жизнеспособность такого синтетического производства in vivo. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] Более того, такие генетически модифицированные нейроны могут позволить подключать к нервам внешние компоненты, такие как протезы конечностей. [ 37 ]
Наносенсоры на основе, например, нанотрубок, нанопроволок, кантилеверов или атомно-силовой микроскопии могут применяться в диагностических устройствах/сенсорах. [ 21 ]
Нанобиотехнологии
[ редактировать ]Нанобиотехнологию (иногда называемую нанобиологией) в медицине лучше всего можно охарактеризовать как помощь современной медицине в переходе от лечения симптомов к созданию лекарств и регенерации биологических тканей .
Трое американских пациентов получили целые культивированные мочевые пузыри с помощью врачей, использующих в своей практике методы нанобиологии. Кроме того, исследования на животных показали, что матку можно вырастить вне тела , а затем поместить в тело, чтобы произвести на свет ребенка . Лечение стволовыми клетками использовалось для лечения заболеваний, обнаруженных в сердце человека , и проходит клинические испытания в Соединенных Штатах. Также финансируется исследование, позволяющее людям иметь новые конечности, не прибегая к протезированию. Искусственные белки также могут стать доступными для производства без необходимости использования агрессивных химикатов и дорогостоящего оборудования. Было даже высказано предположение, что к 2055 году компьютеры могут быть изготовлены из биохимических веществ и органических солей . [ 38 ]
Биосенсоры in vivo
[ редактировать ]Другой пример текущих нанобиотехнологических исследований касается наносфер, покрытых флуоресцентными полимерами. Исследователи стремятся создать полимеры, флуоресценция которых гасится при встрече с определенными молекулами. Разные полимеры будут обнаруживать разные метаболиты. Сферы с полимерным покрытием могут стать частью новых биологических анализов, и эта технология может когда-нибудь привести к созданию частиц, которые можно будет вводить в организм человека для отслеживания метаболитов, связанных с опухолями и другими проблемами со здоровьем . Другим примером, с другой точки зрения, может быть оценка и терапия на наноскопическом уровне, то есть лечение нанобактериями (размером 25-200 нм), как это делает NanoBiotech Pharma. [ нужна ссылка ]
Биосенсоры in vitro
[ редактировать ]«Наноантенны», сделанные из ДНК – новый тип наноразмерной оптической антенны – могут быть прикреплены к белкам и генерировать сигнал посредством флуоресценции , когда они выполняют свои биологические функции, в частности, при определенных конформационных изменениях . Это может быть использовано для дальнейших нанобиотехнологий, таких как различные типы наномашин, для разработки новых лекарств, для биоисследований и для новых направлений в биохимии. [ 39 ] [ 40 ]
Энергия
[ редактировать ]Это также может быть полезно в устойчивой энергетике : в 2022 году исследователи сообщили о напечатанных на 3D-принтере электродах-небоскребах – хотя и микромасштабных , столбы имели наноструктуру пористости из-за напечатанных чернил из металлических наночастиц – (нанотехнологии), в которых обитают цианобактерии. для извлечения значительно более устойчивой биоэнергии из фотосинтеза (биотехнологии), чем в более ранних исследованиях. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]
Нанобиология
[ редактировать ]Хотя нанобиология находится в зачаточном состоянии, существует множество многообещающих методов, которые могут опираться на нанобиологию в будущем. Биологические системы по своей сути являются наномасштабами; нанонаука должна объединиться с биологией, чтобы создать биомакромолекулы и молекулярные машины, аналогичные природным. Контроль и имитация устройств и процессов, построенных из молекул, является огромной проблемой для конвергентных дисциплин нанобиотехнологии. [ 46 ] Все живые существа, включая людей , можно считать нанофабриками . Естественная эволюция оптимизировала «естественную» форму нанобиологии за миллионы лет. В 21 веке люди разработали технологию искусственного использования нанобиологии. Этот процесс лучше всего описать как «органическое слияние с синтетическим». Колонии живых нейронов могут жить вместе на биочипе ; Согласно исследованию Гюнтера Гросса из Университета Северного Техаса . Самособирающиеся нанотрубки могут использоваться в качестве структурной системы. Они будут состоять вместе с родопсинами ; что облегчит процесс оптических вычислений и поможет в хранении биологических материалов. ДНК (как программное обеспечение для всех живых существ) может использоваться как структурная протеомная система – логический компонент молекулярных вычислений. Нед Симан – исследователь из Нью-Йоркского университета – вместе с другими исследователями в настоящее время исследует концепции, похожие друг на друга. [ 47 ]
Бионанотехнологии
[ редактировать ]Отличие от нанобиотехнологии
[ редактировать ]В широком смысле бионанотехнологию можно отличить от нанобиотехнологии тем, что она относится к нанотехнологиям, в которых используются биологические материалы/компоненты – в принципе они могут использовать или альтернативно используют абиотические компоненты. В медицине (которая занимается биологическими организмами) он играет меньшую роль. Он использует природные или биомиметические системы или элементы для создания уникальных наноразмерных структур и различных приложений, которые могут быть не связаны непосредственно с биологией, а не в основном с биологическими приложениями. Напротив, нанобиотехнология использует биотехнологию, миниатюризированную до нанометрового размера, или включает наномолекулы в биологические системы. В некоторых будущих приложениях оба поля могут быть объединены. [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ необходимы дополнительные ссылки ]
ДНК
[ редактировать ]Нанотехнология ДНК является одним из важных примеров бионанотехнологии. [ 51 ] Использование свойств нуклеиновых кислот , таких как ДНК, для создания полезных материалов или устройств, таких как биосенсоры . [ 52 ] – перспективное направление современных исследований.
Хранение цифровых данных ДНК в основном относится к использованию синтезированных, но в остальном обычных цепей ДНК для хранения цифровых данных, что может быть полезно, например, для долгосрочного данных с высокой плотностью. хранения [ 53 ] к нему нечасто обращаются и не записывают его в качестве альтернативы 5D-оптическому хранению данных или для использования в сочетании с другими нанобиотехнологиями.
Мембранные материалы
[ редактировать ]Другая важная область исследований связана с использованием свойств мембран для создания синтетических мембран. Белки, которые самособираются с образованием функциональных материалов, могут быть использованы в качестве нового подхода к крупномасштабному производству программируемых наноматериалов. Одним из примеров является разработка амилоидов, обнаруженных в бактериальных биопленках , в виде искусственных наноматериалов , которые можно генетически запрограммировать на получение различных свойств. [ 54 ]
Липидные нанотехнологии
[ редактировать ]Липидная нанотехнология — еще одна важная область исследований в области бионанотехнологии, где физико-химические свойства липидов, такие как их противообрастающие свойства и самосборка, используются для создания наноустройств, которые можно найти в медицине и технике. [ 55 ] Липидные нанотехнологии также могут быть использованы для разработки методов эмульсий нового поколения, позволяющих максимизировать как поглощение жирорастворимых питательных веществ, так и возможность включения их в популярные напитки. [ 56 ]
Вычисление
[ редактировать ]« Мемристоры », изготовленные из белковых нанопроволок бактерии Geobacter serreducens , функционирующих при существенно более низких напряжениях, чем описанные ранее, могут позволить создать искусственные нейроны, функционирующие при напряжениях биологических потенциалов действия . Нанопроволоки имеют ряд преимуществ перед кремниевыми нанопроволоками, а мемристоры могут использоваться для непосредственной обработки биосенсорных сигналов , для нейроморфных вычислений (см. также: компьютер с программным обеспечением ) и/или прямой связи с биологическими нейронами . [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]
Другой
[ редактировать ]Исследования сворачивания белков представляют собой третье важное направление исследований, но оно в значительной степени сдерживается нашей неспособностью предсказать сворачивание белка с достаточно высокой степенью точности. Однако, учитывая множество применений белков в биологических системах, исследования по пониманию сворачивания белков имеют большое значение и могут оказаться плодотворными для бионанотехнологии в будущем. [ нужна ссылка ]
Сельское хозяйство
[ редактировать ]В сельском хозяйстве сконструированные наночастицы служат наноносителями, содержащими гербициды, химические вещества или гены, которые нацелены на определенные части растений для высвобождения их содержимого. [ 60 ] [ 61 ]
Ранее сообщалось, что нанокапсулы, содержащие гербициды, эффективно проникают через кутикулу и ткани, обеспечивая медленное и постоянное высвобождение активных веществ. Аналогичным образом, в другой литературе описывается, что наноинкапсулированные удобрения с медленным высвобождением также стали тенденцией к экономии потребления удобрений и минимизации загрязнения окружающей среды посредством точного земледелия. Это лишь несколько примеров из многочисленных исследовательских работ, которые могут открыть широкие возможности для применения нанобиотехнологий в сельском хозяйстве. Кроме того, применение такого рода инженерных наночастиц к растениям следует рассматривать как уровень дружелюбия, прежде чем они будут использоваться в сельском хозяйстве. На основании тщательного обзора литературы стало понятно, что имеется лишь ограниченная достоверная информация, объясняющая биологические последствия применения сконструированных наночастиц на обработанных растениях. В некоторых сообщениях подчеркивается фитотоксичность сконструированных наночастиц различного происхождения для растений, обусловленная концентрациями и размерами. В то же время, однако, было зарегистрировано такое же количество исследований с положительным результатом использования наночастиц, которые способствуют естественному росту растений для лечения растений. [ 62 ] В частности, по сравнению с другими наночастицами, применение наночастиц серебра и золота дало положительные результаты для различных видов растений с меньшей токсичностью и/или без нее. [ 63 ] [ 64 ] Листья спаржи, обработанные наночастицами серебра (AgNP), показали повышенное содержание аскорбата и хлорофилла. Аналогичным образом, обработанные AgNPs фасоль и кукуруза имеют увеличенную длину побегов и корней, площадь поверхности листьев, содержание хлорофилла, углеводов и белков, о которых сообщалось ранее. [ 65 ] Наночастицы золота использовались для стимулирования роста и урожайности семян Brassica juncea. [ 66 ]
Нанобиотехнологии используются в тканевых культурах . [ 67 ] Введение микроэлементов на уровне отдельных атомов и молекул позволяет стимулировать различные этапы развития, инициировать деление клеток и дифференциацию при производстве растительного материала, который должен быть качественно однородным и генетически однородным. Использование наночастиц соединений цинка (НЧ ZnO) и серебра (НЧ Ag) дает очень хорошие результаты при микроразмножении хризантем методом одноузловых фрагментов побегов. [ 67 ]
Инструменты
[ редактировать ]Эта область опирается на различные методы исследования, включая экспериментальные инструменты (например, визуализацию, определение характеристик с помощью АСМ / оптического пинцета и т. д.), инструменты на основе дифракции рентгеновских лучей , синтез посредством самосборки, характеристику самосборки (с использованием, например, MP- SPR , DPI , методы рекомбинантной ДНК и т. д.), теория (например, статистическая механика , наномеханика и т. д.), а также вычислительные подходы (многомасштабное моделирование «снизу вверх» , суперкомпьютеры ).
Управление рисками
[ редактировать ]По состоянию на 2009 год риски нанобиотехнологий плохо изучены, и в США нет твердого национального консенсуса относительно того, каким принципам регуляторной политики следует следовать. [ 33 ] Например, нанобиотехнологии могут иметь трудно контролируемое воздействие на окружающую среду или экосистемы и здоровье человека. Наночастицы на основе металлов, используемые в биомедицинских целях, чрезвычайно привлекательны для различных применений благодаря своим отличительным физико-химическим характеристикам, позволяющим им влиять на клеточные процессы на биологическом уровне. Тот факт, что наночастицы на основе металлов имеют высокое соотношение поверхности к объему, делает их реакционноспособными или каталитическими. Из-за своего небольшого размера они с большей вероятностью смогут проникать через биологические барьеры, такие как клеточные мембраны, и вызывать клеточную дисфункцию в живых организмах. Действительно, высокая токсичность некоторых переходных металлов может затруднить использование НЧ смешанных оксидов в биомедицинских целях. Он вызывает неблагоприятное воздействие на организмы, вызывая окислительный стресс, стимулируя образование АФК, митохондриальные возмущения и модуляцию клеточных функций, что в некоторых случаях приводит к летальному исходу. [ 68 ]
Бонин отмечает, что «нанотехнология - это не конкретная определенная однородная сущность, а совокупность разнообразных возможностей и приложений» и что исследования и разработки нанобиотехнологий - как одна из многих областей - подвержены проблемам двойного назначения . [ 69 ]
См. также
[ редактировать ]- Биомимикрия
- Коллоидное золото
- Редактирование генома ( бактерии , ( микроборги ))
- Золотая наночастица
- Нанобиомеханика
- Конъюгат наночастиц и биомолекул
- Наносубмарины
- Нанозимы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эхуд Газит, Много места для биологии внизу: введение в бионанотехнологию. Издательство Имперского колледжа, 2007, ISBN 978-1-86094-677-6
- ^ «Нанобиология» . Нанотех-Now.com.
- ^ «Нанобиология» . Швейцарский институт нанонауки.
- ^ Нг, СК; Сивакумар К; Лю Х; Мадхаян М; Джи Л; Ян Л; Тан С; Песня Х; Кьеллеберг С; Цао Б. (4 февраля 2013 г.). «Влияние цитохромов c-типа внешней мембраны на размер частиц и активность внеклеточных наночастиц, продуцируемых Shewanella oneidensis». Биотехнология и биоинженерия . 110 (7): 1831–7. дои : 10.1002/бит.24856 . ПМИД 23381725 . S2CID 5903382 .
- ^ Бионанотехнология - Определение , wordiQ.com
- ^ Нолтинг Б., «Биофизическая нанотехнология». В: «Методы современной биофизики», Springer, 2005. ISBN 3-540-27703-X
- ^ Домашняя страница НБТС | Нанобиотехнологический центр
- ^ Гарсия Ановерос, Дж; Кори, ДП (1997). «Молекулы механоощущения». Ежегодный обзор неврологии . 20 : 567–94. дои : 10.1146/annurev.neuro.20.1.567 . ПМИД 9056725 .
- ^ Callaway DJ, Мацуи Т, Вайс Т, Стингачиу ЛР, Стэнли CB, Хеллер ВТ, Бу ЗМ (7 апреля 2017 г.). «Управляемая активация наномасштабной динамики в неупорядоченном белке изменяет кинетику связывания» . Журнал молекулярной биологии . 427 (7): 987–998. дои : 10.1016/j.jmb.2017.03.003 . ПМК 5399307 . ПМИД 28285124 .
- ^ Лангер, Роберт (2010). «Нанотехнологии в доставке лекарств и тканевой инженерии: от открытия к применению» . Нано Летт . 10 (9): 3223–30. Бибкод : 2010NanoL..10.3223S . дои : 10.1021/nl102184c . ПМЦ 2935937 . ПМИД 20726522 .
- ^ Тангавелу, Раджа Мутурамалингам; Гунасекаран, Дхаранивасан; Джесси, Майкл Иммануэль; су, Мохаммед Рияз; Сундараджан, Дипан; Кришнан, Катираван (2018). «Нанобиотехнологический подход с использованием наночастиц серебра, синтезированных гормоном корнеобразования растений, в качестве «нанопуль» для динамического применения в садоводстве - исследование in vitro и ex vitro» . Арабский химический журнал . 11 : 48–61. дои : 10.1016/j.arabjc.2016.09.022 .
- ^ Вавхале, Равиндра Д.; Дхобале, Кшама Д.; Рахан, Чинмей С.; Чейт, Говинд П.; Таваде, Бхаусахеб В.; Патил, Юврадж Н.; Гаваде, Сандеш С.; Банерджи, Шашват С. (18 ноября 2021 г.). «Самоходный магнитный нанобот с водным приводом для быстрого и высокоэффективного захвата циркулирующих опухолевых клеток» . Химия связи . 4 (1): 159. дои : 10.1038/s42004-021-00598-9 . ISSN 2399-3669 . ПМЦ 9814645 . ПМИД 36697678 . S2CID 244274928 .
- ^ Арвидссон, Рикард; Фосс Хансен, Штеффен (2020). «Риски нанороботов для окружающей среды и здоровья: ранний обзор» . Наука об окружающей среде: Нано . 7 (10): 2875–2886. дои : 10.1039/D0EN00570C . S2CID 225154263 .
- ^ Сото, Фернандо; Ван, Цзе; Ахмед, Раджиб; Демирджи, Уткан (2020). «Медицинские микро/нанороботы в точной медицине» . Передовая наука . 7 (21): 2002203. doi : 10.1002/advs.202002203 . ISSN 2198-3844 . ПМК 7610261 . ПМИД 33173743 .
- ^ Майр, Ламар О.; Адам, Жорж; Чоудхури, Сагар; Дэвис, Аарон; Арифин, Дайан Р.; Вассолер, Фэйр М.; Энгельхард, Герберт Х.; Ли, Цзиньсин; Тан, Синьяо; Вайнберг, Ирвинг Н.; Эванс, Бенджамин А.; Булте, Джефф ВМ; Каппеллери, Дэвид Дж. (2021). «Мягкие капсульные магнитные милроботы для доставки лекарств в центральную нервную систему в зависимости от региона» . Границы робототехники и искусственного интеллекта . 8 : 702566. дои : 10.3389/frobt.2021.702566 . ISSN 2296-9144 . ПМЦ 8340882 . ПМИД 34368238 .
- ^ Юйсинь; Ли, Ву, Чжигуан; Наука Робототехника . 6 (52) Чжан, Хунъюэ; Гао, Чангюн; Пан , . / scirobotics.aaz9519 PMID 34043546 S2CID 10.1126 232368379 .
- ^ Рохас, Карлос де (20 октября 2021 г.). «Вооружение биологических наноботов для доставки лекарств внутрь наших тел» . Labiotech.eu . Проверено 30 января 2022 г.
- ^ Ху, Юн (19 октября 2021 г.). «Самосборка молекул ДНК: на пути к ДНК-нанороботам для биомедицинских приложений» . Киборг и бионические системы . 2021 : 1–3. дои : 10.34133/2021/9807520 . ПМЦ 9494698 . ПМИД 36285141 . S2CID 239462084 .
- ^ «Бактерицидная наномашина: исследователи раскрывают механизмы естественного убийцы бактерий» . физ.орг . Проверено 17 мая 2020 г.
- ^ Ге, Пэн; Шолль, Дин; Прохоров Николай С.; Авейлон, Джейкоб; Шнейдер Михаил М.; Браунинг, Кристофер; Бут, Сергей А.; Платтнер, Мишель; Чакраборти, Урми; Дин, Кэ; Лейман, Петр Г.; Миллер, Джефф Ф.; Чжоу, З. Хун (апрель 2020 г.). «Действие минимальной сократительной бактерицидной наномашины» . Природа . 580 (7805): 658–662. Бибкод : 2020Natur.580..658G . дои : 10.1038/s41586-020-2186-z . ПМЦ 7513463 . ПМИД 32350467 . S2CID 215774771 .
- ^ Перейти обратно: а б Насими, Парва; Хайдари, Марьям (1 января 2013 г.). «Медицинское использование наночастиц». Международный журнал зеленых нанотехнологий . 1 : 194308921350697. дои : 10.1177/1943089213506978 . ISSN 1943-0906 .
- ^ Розенфельд, Декель; Сенько, Александр В.; Мун, Чунсан; Да, Изабель; Варнавидес, Георгиос; Грегурец, Даниела; Келер, Флориан; Чан, По-Хан; Кристиансен, Майкл Г.; Маенг, Лиза Ю.; Видж, Алик С.; Аникеева, Полина (апрель 2020 г.). «Безтрансгенная дистанционная магнитотермическая регуляция гормонов надпочечников» . Достижения науки . 6 (15): eaaz3734. Бибкод : 2020SciA....6.3734R . дои : 10.1126/sciadv.aaz3734 . ПМЦ 7148104 . ПМИД 32300655 .
- ^ «Наночастицы уничтожают бляшки, вызывающие сердечные приступы» . Мичиганский государственный университет. 27 января 2020 г. Проверено 31 января 2020 г.
- ^ «Наночастицы помогают разъедать смертельные артериальные бляшки» . Новый Атлас . 28 января 2020 г. Проверено 13 апреля 2020 г. .
- ^ Флорес, Алисса М.; Хоссейни-Нассаб, Нилуфар; Джарр, Кай-Уве; Да, Цзяньцинь; Чжу, Синцзюнь; Вирка, Роберт; Кох, Ай Лин; Цантилас, Павлос; Ван, Ин; Нанда, Вивек; Кодзима, Йоко; Цзэн, Итянь; Лотфи, Можган; Синклер, Роберт; Вайсман, Ирвинг Л.; Ингельссон, Эрик; Смит, Брайан Ронейн; Липер, Николас Дж. (февраль 2020 г.). «Проэффероцитарные наночастицы специфически поглощаются повреждающими макрофагами и предотвращают атеросклероз» . Природные нанотехнологии . 15 (2): 154–161. Бибкод : 2020NatNa..15..154F . дои : 10.1038/s41565-019-0619-3 . ПМЦ 7254969 . ПМИД 31988506 .
- ^ «Фундаментальные представления об атеросклерозе опровергнуты: осложнения, связанные с затвердеванием артерий, являются убийцами номер один во всем мире» . ScienceDaily .
- ^ «10 главных причин смерти» . www.who.int . Проверено 26 января 2020 г.
- ^ «Синтетические эритроциты имитируют естественные и обладают новыми способностями» . физ.орг . Проверено 13 июня 2020 г.
- ^ Го, Чимин; Агола, Джейкоб Онгуди; Серда, Рита; Франко, Стефан; Лей, Ци; Ван, Лу; Минстер, Джошуа; Круассан, Йонас Г.; Батлер, Кимберли С.; Чжу, Вэй; Бринкер, К. Джеффри (11 мая 2020 г.). «Биомиметическая реконструкция многофункциональных эритроцитов: модульная конструкция с использованием функциональных компонентов». АСУ Нано . 14 (7): 7847–7859. дои : 10.1021/acsnano.9b08714 . ОСТИ 1639054 . ПМИД 32391687 . S2CID 218584795 .
- ^ «Терапия, применяемая на мышах, может изменить методы лечения травм позвоночника, говорят ученые» . Хранитель . 11 ноября 2021 г. Проверено 11 декабря 2021 г.
- ^ Северо-Западный университет. « Танцующие молекулы успешно восстанавливают тяжелые повреждения спинного мозга у мышей» . Северо-Западный университет . Проверено 11 декабря 2021 г.
- ^ Альварес З.; Кольберг-Эдельброк, АН; Сасселли, ИК; Ортега, Дж.А.; Цю, Р.; Сиргианнис, З.; Мирау, Пенсильвания; Чен, Ф.; Чин, С.М.; Вейганд, С.; Кискинис, Э.; Ступп, С.И. (12 ноября 2021 г.). «Биоактивные каркасы с усиленным супрамолекулярным движением способствуют восстановлению после травмы спинного мозга» . Наука . 374 (6569): 848–856. Бибкод : 2021Sci...374..848A . дои : 10.1126/science.abh3602 . ПМЦ 8723833 . ПМИД 34762454 . S2CID 244039388 .
- ^ Перейти обратно: а б Хорниг Священник, Сюзанна. «Информирование о рисках для нанобиотехнологий: кому, о чем и почему?» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 октября 2020 года.
- ^ «Ученые программируют клетки для осуществления генно-управляемых строительных проектов» . физ.орг . Проверено 5 апреля 2020 г.
- ^ Отто, Кевин Дж.; Шмидт, Кристина Э. (20 марта 2020 г.). «Электрическая модуляция, направленная на нейроны». Наука . 367 (6484): 1303–1304. Бибкод : 2020Sci...367.1303O . дои : 10.1126/science.abb0216 . ПМИД 32193309 . S2CID 213192749 .
- ^ Лю, Цзя; Ким, Юн Сок; Ричардсон, Клэр Э.; Том, Ариана; Рамакришнан, Чару; Бирей, Фикри; Кацумата, Тору; Чен, Шученг; Ван, Ченг; Ван, Сяо; Жубер, Лидия-Мари; Цзян, Юаньвэнь; Ван, Хуэйлянь; Фенно, Лиф Э.; Ток, Джеффри Б.-Х.; Пашка, Сергей П.; Шен, Канг; Бао, Чжэнань ; Дейсерот, Карл (20 марта 2020 г.). «Генетически-направленная химическая сборка функциональных материалов в живых клетках, тканях и животных» . Наука . 367 (6484): 1372–1376. Бибкод : 2020Sci...367.1372L . дои : 10.1126/science.aay4866 . ПМЦ 7527276 . ПМИД 32193327 . S2CID 213191980 .
- ^ «Генетически модифицированные нейроны могут помочь нам подключиться к имплантатам» . Новый учёный . Проверено 1 февраля 2022 г.
- ^ «Будущее нанобиологии» . ЗД Нет.
- ^ «Химики используют ДНК, чтобы построить самую крошечную антенну в мире» . Университет Монреаля . Проверено 19 января 2022 г.
- ^ Харрун, Скотт Г.; Лозон, Доминик; Эберт, Максимилиан CCJC; Дерозье, Арно; Ван, Сяомэн; Валле-Белиль, Алексис (январь 2022 г.). «Мониторинг конформационных изменений белков с помощью флуоресцентных наноантенн» . Природные методы . 19 (1): 71–80. дои : 10.1038/s41592-021-01355-5 . ISSN 1548-7105 . ПМИД 34969985 . S2CID 245593311 .
- ^ «Крошечные «небоскребы» помогают бактериям преобразовывать солнечный свет в электричество» . Кембриджский университет . Проверено 19 апреля 2022 г.
- ^ Франко, Луиза (24 марта 2022 г.). «Эти бактерии могут потреблять метан, вызывающий парниковый эффект, и превращать его в топливо» . Проверено 28 апреля 2022 г.
- ^ «Крошечные небоскребы помогают генерировать больше электроэнергии из цианобактерий» . БиоТехники . 15 марта 2022 г. Проверено 28 апреля 2022 г.
- ^ « Электроды «крошечного небоскреба» повышают выработку биоэнергии сине-зеленых водорослей» . Новый Атлас . 8 марта 2022 г. Проверено 28 апреля 2022 г.
- ^ Чен, Сяолун; Лоуренс, Джошуа М.; Вей, Лаура Т.; Шертель, Лукас; Цзин, Циншэнь; Виньолини, Сильвия; Хау, Кристофер Дж.; Кар-Нараян, Сохини; Чжан, Дженни З. (7 марта 2022 г.). «3D-печатные иерархические столбчатые электроды для высокопроизводительного полуискусственного фотосинтеза» . Природные материалы . 21 (7): 811–818. дои : 10.1038/s41563-022-01205-5 . ISSN 1476-4660 . PMID 35256790 . S2CID 247255146 .
- ^ Нусинов, Рут; Алеман, Карлос (2006). «Нанобиология: от физики и техники к биологии» . Физическая биология . 3 . ИОП Наука. дои : 10.1088/1478-3975/3/1/E01 .
- ^ «Императив нанобиологии» . HistorianoftheFuture.com.
- ^ «Введение: нанобиотехнология и бионанотехнология». Много места для биологии внизу . Издательство Имперского колледжа. 1 февраля 2007 г. стр. 1–15. дои : 10.1142/9781860948190_0001 . ISBN 978-1-86094-677-6 .
- ^ Petrovykh, Dmitri. "Biointerface: Nanobiotechnology and Bionanotechnology" . biointerface.org . Retrieved 24 April 2022 .
- ^ Вэй, Шуайфей (21 мая 2018 г.). «Нанотехнология и биотехнология – сходства и различия» . AZoNano.com . Проверено 28 апреля 2022 г.
- ^ Задеган, Реза М.; Нортон, Майкл Л. (июнь 2012 г.). «Структурная ДНК-нанотехнология: от дизайна к приложениям» . Межд. Дж. Мол. Наука . 13 (6): 7149–7162. дои : 10.3390/ijms13067149 . ПМК 3397516 . ПМИД 22837684 .
- ^ Юнг, Джеён К.; Арчулета, Хлоя М.; Алам, Халид К.; Удачи, Юлиус Б. (17 февраля 2022 г.). «Программирование бесклеточных биосенсоров с помощью схем смещения нитей ДНК» . Химическая биология природы . 18 (4): 385–393. дои : 10.1038/s41589-021-00962-9 . ISSN 1552-4469 . ПМЦ 8964419 . ПМИД 35177837 . S2CID 246901702 .
- ^ «Ученые заявляют о большом прогрессе в использовании ДНК для хранения данных» . bbc.co.uk. 2 декабря 2021 г. Проверено 3 декабря 2021 г.
- ^ Нгуен, Питер; Ботянски, Зофия; Отец Пей-Кун; Джоши, Нил (17 сентября 2014 г.). «Программируемые материалы на основе биопленок из инженерных нановолокон Curli» (PDF) . Природные коммуникации . 5 : 4945. Бибкод : 2014NatCo... 5.4945N дои : 10.1038/ncomms5945 . ПМИД 25229329 .
- ^ Машаги С.; Джадиди Т.; Кендеринк Г .; Машаги А. (2013). «Липидная нанотехнология» . Межд. Дж. Мол. Наука . 14 (2): 4242–4282. дои : 10.3390/ijms14024242 . ПМЦ 3588097 . ПМИД 23429269 .
- ^ использование нанотехнологий для создания напитков, наполненных КБД и жирными кислотами омега-3, axiomm.com - 2020
- ^ «Ученые создают крошечные устройства, которые работают как человеческий мозг» . Независимый . 20 апреля 2020 г. Архивировано из оригинала 18 июня 2022 г. Проверено 17 мая 2020 г.
- ^ «Исследователи представляют электронику, которая имитирует человеческий мозг в эффективном обучении» . физ.орг . Проверено 17 мая 2020 г.
- ^ Фу, Тианда; Гао, Хуньян; Уорд, Лю, Сяорун; Ван, Чжунжуй, Е; Джошуа Ян, Дж.; Дерек Р.; Июнь (20 апреля 2020 г.). Бионапряженные мемристоры» . Nature Communications . 11 1): 1861. Бибкод : 2020NatCo..11.1861F . ( , « у . ПМЦ 7171104 .
- ^ Раджа; и др. (2016). «Нанобиотехнологический подход с использованием гормонов укоренения растений синтезировал наночастицы серебра в виде нанопул для динамического применения в садоводстве - исследование in vitro и ex vitro» . Арабский химический журнал . 11 : 48–61. дои : 10.1016/j.arabjc.2016.09.022 .
- ^ Тангавелу, Раджа Мутурамалингам (2019). «Влияние наночастиц серебра, покрытых дезоксихолатом, на нарушение покоя семян Withania Somnifera» (PDF) . Современная наука . 116 (6): 952. дои : 10.18520/cs/v116/i6/952-958 .
- ^ Раджа; и др. (2016). «Нанобиотехнологический подход с использованием гормонов укоренения растений синтезирует наночастицы серебра в виде «нанопуль» для динамического применения в садоводстве - исследование in vitro и ex vitro» . Арабский химический журнал . 11 : 48–61. дои : 10.1016/j.arabjc.2016.09.022 .
- ^ Раджа; Чандрасекар, С.; Дхаранивасан, Г.; Наллусами, Д.; Раджендран, Н.; Катираван, К. (2015). «Биоактивная соль желчных кислот, блокирующая активность наночастиц серебра против разрушительных фитопатогенных грибов с помощью системы in vitro». РСК Прогресс . 5 (87): 71174–71182. Бибкод : 2015RSCAd...571174R . дои : 10.1039/c5ra13306h .
- ^ Ракаль, Б.; Эудальд, К.; Джоан, К.; Ксавье, Ф.; Антони, С.; Виктор, П. (2009). «Оценка экотоксичности модельных наночастиц» . Хемосфера . 75 (7): 850–857. Бибкод : 2009Chmsp..75..850B . doi : 10.1016/j.chemSphere.2009.01.078 . ПМИД 19264345 .
- ^ Хедиат Салама, Миннесота (2012). «Влияние наночастиц серебра на некоторые сельскохозяйственные растения, фасоль обыкновенную (Phaseolus vulgaris L.) и кукурузу (Zea mays L.)». Международный исследовательский журнал биотехнологии . 3 (10): 190–197.
- ^ Арора, Сандип; Шарма, Приядаршини; Кумар, Сумит; Наян, Раджив; Ханна, ПК; Заиди, МГН (2012). «Наночастицы золота вызвали улучшение роста и урожайности семян Brassica juncea». Регул роста растений . 66 (3): 303–310. дои : 10.1007/s10725-011-9649-z . S2CID 17018032 .
- ^ Перейти обратно: а б Тимощук, Алисия; Салай, Уршула; Войнарович, Яцек; Ковальска, Иоланта; Кулус Дариуш, Янтковяк Малгожата (февраль 2024 г.). «= Влияние оксида цинка и серебра на рост, содержание пигментов и генетическую стабильность хризантем, размножаемых методом узловой культуры» . Фолиа садоводческая . 36 (1). Польское общество садоводческих наук: 35–66. дои : 10.2478/fhort-2024-0003 . S2CID 19887643 .
- ^ Мин, Ю.; Суминда, GGD; Хо, Ю.; Ким, М.; Гош, М.; Сын, Ю.-О. Наночастицы на основе металлов и их влияние на каскад цитотоксичности и индуцированный окислительный стресс. Антиоксиданты 2023, 12, 703. https://doi.org/10.3390/antiox12030703.
- ^ «Проблемы биобезопасности, связанные с достижениями в области наук о жизни» . Объединенные Нации . Проверено 1 февраля 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Что такое бионанотехнология? — видео-знакомство с этой сферой
- Нанобиотехнологии в ортопедии
