Нанозонд (прибор)

Нанозонд устройство , — это оптическое созданное путем сужения оптического волокна до кончика шириной 100 нм = 1000 ангстрем .

Нанозонды можно использовать в биовизуализации для обеспечения улучшенного и пространственного разрешения клеток тканей и контраста . ^[1] Типы нанозондов, используемых для биовизуализации, включают флуоресценцию , хемилюминесценцию и фотоакустическую визуализацию . ^[1]

Введение в комбинационное рассеяние

Когда свет взаимодействует с материей, происходит явление, известное как комбинационное рассеяние. ^[2] происходит, что дает важную информацию о частотах колебаний образца. Это явление происходит, когда молекулы образца взаимодействуют с падающим светом, рассеивая его. Каждый материал имеет свой спектр комбинационного рассеяния из-за информации, которую рассеянный свет имеет о колебательных модах составляющих его молекул.

Комбинационное рассеяние: отражение света от объекта, освещенного лазером.

Очень тонкое покрытие из наночастиц серебра помогает усилить эффект комбинационного рассеяния света. (Явление отражения света от объекта при его освещении лазерным светом называется комбинационным рассеянием света.) Отраженный свет демонстрирует энергии вибрации, уникальные для каждого объекта (в данном случае образцов), которые можно охарактеризовать и идентифицировать.

Наночастицы серебра

Наночастицы серебра ^[3] привлекли значительное внимание благодаря своей химической стабильности, высокой проводимости, локализованному поверхностному плазмонному резонансу и каталитической активности.
Наночастицы серебра в этом методе обеспечивают быстрые колебания электронов, увеличивая энергию вибрации и, таким образом, усиливая комбинационное рассеяние, широко известное как комбинационное рассеяние с поверхностным усилением ( SERS ).
Эти нанозонды SERS создают более сильные электромагнитные поля, обеспечивая более высокий выходной сигнал, что в конечном итоге приводит к точному обнаружению и анализу образцов.

Улучшенный выходной сигнал

Термин «нанозонд» также в более общем смысле относится к любому химическому или биологическому методу, который имеет дело с наноквантами, то есть введением или извлечением веществ, измеряемых в нанолитрах или нанограммах, а не в микролитрах или микрограммах. Например:

Введение наночастиц в водный раствор в качестве нанозондов в масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением ^[4]
Извлечение наноколичеств нейрохимических веществ с помощью микродиализа in vivo ^[5]
Использование металлических нанозондов на основе золота для тераностики (терапевтической диагностики) ^[6]

В производстве полупроводников нанозонды демонстрируют потенциал для анализа и отладки отказов традиционных микросхем, а также для проектирования транзисторов, разработки схем и процессов и даже для расчета производительности. ^[7]

Использование нанозондов при выявлении диабета

Нанотехнологические решения могут быть использованы для диагностики и раннего лечения диабета. Существует два типа диабета: тип 1. ^[8] и тип 2. ^[8] Регулярная проверка уровня глюкозы в крови предполагает болезненный механизм прокалывания пальца. Тем не менее, новые нанотехнологические инновации позволили неинвазивно проверять уровень сахара в крови, что приводит к раннему выявлению диабета. ^[9] Устройства нанозондов улучшили систему мониторинга инсулина, которая необходима для лечения диабета, генной терапии и скрининга островковых клеток перед трансплантацией. ^[9]

Существует два основных метода улучшения датчиков глюкозы с помощью нанотехнологий.

Нано-усиленные датчики глюкозы: ^[10]
1. Два основных способа улучшить датчики глюкозы с помощью нанотехнологий.
2. Первый способ: использовать обычные детали датчика, но добавлять крошечные наноструктурированные детали.
3. Преимущества: Большая площадь поверхности означает более быструю реакцию и лучшую активность.
4. При использовании для непрерывного мониторинга могут возникнуть проблемы, аналогичные текущим датчикам, такие как загрязнение и более короткий срок службы из-за иммунного ответа.
Изготовление наноразмерных датчиков: ^[10]
1. Второй способ: сделать датчики очень маленькими во всех измерениях.
2. Преимущества: Можно вводить, проще в использовании.
3. Могут длиться дольше, поскольку они с меньшей вероятностью вызовут иммунный ответ организма.
4. Но они сильно отличаются от существующих датчиков и требуют дополнительных испытаний, прежде чем они будут готовы к использованию пациентами.

См. также

Прорыв Старшота

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Чон К., Ким Ю, Кан К.С., Чо Х.Д., Ли Ю.Д., Квон И.С. и др. (апрель 2016 г.). «Нанозонды для оптического биоимиджинга» . Оптические материалы Экспресс . 6 (4): 1262–1279. дои : 10.1364/OME.6.001262 .
^ «Комбинационное рассеяние света» , Arc.Ask3.Ru , 10 февраля 2024 г. , получено 21 апреля 2024 г.
^ «Серебро» , Arc.Ask3.Ru , 10 апреля 2024 г. , получено 21 апреля 2024 г.
^ Ву Х.Ф., Агравал К., Шривас К., Ли Й.Х. (декабрь 2010 г.). «Об ионизации частиц/обогащении многофункциональных нанозондов: без промывки/разделения, ускорение и обогащение триптического расщепления белков с помощью микроволновой печи через голые наночастицы TiO2 в ESI-MS и сравнение с MALDI-MS». Журнал масс-спектрометрии . 45 (12): 1402–1408. Бибкод : 2010JMSp...45.1402W . дои : 10.1002/jms.1855 . ПМИД 20967754 .
^ Хандельвал П., Бейер CE, Лин К., Шехтер Л.Е., Бах AC (июль 2004 г.). «Изучение нейрохимии мозга крыс с использованием нанозондовой ЯМР-спектроскопии: метабономический подход». Аналитическая химия . 76 (14): 4123–4127. дои : 10.1021/ac049812u . ПМИД 15253652 .
^ Панчапакесан Б., Бук-Ньюэлл Б., Сету П., Рао М., Ирудаярадж Дж. (декабрь 2011 г.). «Золотые нанозонды для тераностики» . Наномедицина . 6 (10): 1787–1811. дои : 10.2217/nnm.11.155 . ПМК 3236610 . ПМИД 22122586 .
^ Украинцев В (2014). «Современные тенденции в области обработки, метрологии и контроля интегральных схем». Отдел новостей SPIE . дои : 10.1117/2.1201312.005247 .
^ Jump up to: ^а ^б «Диабет 1-го типа и 2-го типа | Здоровье UVA» . uvahealth.com . Проверено 30 ноября 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Леммерман Л.Р., Дас Д., Игита-Кастро Н., Мирмира Р.Г., Гальего-Перес Д. (июнь 2020 г.). «Стратегии лечения диабета на основе наномедицины: диагностика, мониторинг и лечение» . Тенденции в эндокринологии и обмене веществ . 31 (6): 448–458. дои : 10.1016/j.tem.2020.02.001 . ПМЦ 7987328 . ПМИД 32396845 .
^ Jump up to: ^а ^б Кэш К.Дж., Кларк Х.А. (декабрь 2010 г.). «Наносенсоры и наноматериалы для мониторинга глюкозы при диабете» . Тенденции молекулярной медицины . 16 (12): 584–593. doi : 10.1016/j.molmed.2010.08.002 . ПМЦ 2996880 . ПМИД 20869318 .

Внешние ссылки

frost.com

Эта статья, посвященная нанотехнологиям, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[Jeong_2016-1] Jump up to: ^а ^б Чон К., Ким Ю, Кан К.С., Чо Х.Д., Ли Ю.Д., Квон И.С. и др. (апрель 2016 г.). «Нанозонды для оптического биоимиджинга» . Оптические материалы Экспресс . 6 (4): 1262–1279. дои : 10.1364/OME.6.001262 .

[2] «Комбинационное рассеяние света» , Arc.Ask3.Ru , 10 февраля 2024 г. , получено 21 апреля 2024 г.

[3] «Серебро» , Arc.Ask3.Ru , 10 апреля 2024 г. , получено 21 апреля 2024 г.

[4] Ву Х.Ф., Агравал К., Шривас К., Ли Й.Х. (декабрь 2010 г.). «Об ионизации частиц/обогащении многофункциональных нанозондов: без промывки/разделения, ускорение и обогащение триптического расщепления белков с помощью микроволновой печи через голые наночастицы TiO2 в ESI-MS и сравнение с MALDI-MS». Журнал масс-спектрометрии . 45 (12): 1402–1408. Бибкод : 2010JMSp...45.1402W . дои : 10.1002/jms.1855 . ПМИД 20967754 .

[5] Хандельвал П., Бейер CE, Лин К., Шехтер Л.Е., Бах AC (июль 2004 г.). «Изучение нейрохимии мозга крыс с использованием нанозондовой ЯМР-спектроскопии: метабономический подход». Аналитическая химия . 76 (14): 4123–4127. дои : 10.1021/ac049812u . ПМИД 15253652 .

[6] Панчапакесан Б., Бук-Ньюэлл Б., Сету П., Рао М., Ирудаярадж Дж. (декабрь 2011 г.). «Золотые нанозонды для тераностики» . Наномедицина . 6 (10): 1787–1811. дои : 10.2217/nnm.11.155 . ПМК 3236610 . ПМИД 22122586 .

[7] Украинцев В (2014). «Современные тенденции в области обработки, метрологии и контроля интегральных схем». Отдел новостей SPIE . дои : 10.1117/2.1201312.005247 .

[uvahealth-8] Jump up to: ^а ^б «Диабет 1-го типа и 2-го типа | Здоровье UVA» . uvahealth.com . Проверено 30 ноября 2023 г.

[Lemmerman_2020-9] Jump up to: ^а ^б Леммерман Л.Р., Дас Д., Игита-Кастро Н., Мирмира Р.Г., Гальего-Перес Д. (июнь 2020 г.). «Стратегии лечения диабета на основе наномедицины: диагностика, мониторинг и лечение» . Тенденции в эндокринологии и обмене веществ . 31 (6): 448–458. дои : 10.1016/j.tem.2020.02.001 . ПМЦ 7987328 . ПМИД 32396845 .

[:0-10] Jump up to: ^а ^б Кэш К.Дж., Кларк Х.А. (декабрь 2010 г.). «Наносенсоры и наноматериалы для мониторинга глюкозы при диабете» . Тенденции молекулярной медицины . 16 (12): 584–593. doi : 10.1016/j.molmed.2010.08.002 . ПМЦ 2996880 . ПМИД 20869318 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]