stringtranslate.com

Нанобиотехнологии

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 , бионанотехнология имеет множество потенциальных этических проблем, связанных с ней.

Рибосома – это биологическая машина .

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]

В последнее время большой интерес вызывает использование микроорганизмов для синтеза функциональных наночастиц. Микроорганизмы могут изменять степень окисления металлов. [ нужна цитата ] Эти микробные процессы открыли для нас 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

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 нанотехнологии, 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 дублирование использования терминов в современном языке, возможно, потребуется оценить отдельные технологии, чтобы определить, какой термин более подходит. Поэтому их лучше всего обсуждать параллельно.

Концепции

Кинезин ходит по микротрубочкам . Это молекулярно- биологическая машина , которая использует динамику белковых доменов на наномасштабах.

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 ) . технологические применения посредством нанотехнологий.

Нанобиотехнология заимствует большую часть своих основ из нанотехнологий. [ необходимы разъяснения ] Большинство устройств, предназначенных для нано-биотехнологического использования, напрямую основаны на других существующих нанотехнологиях. [ нужна ссылка ] Нанобиотехнология часто используется для описания перекрывающихся междисциплинарных видов деятельности, связанных с биосенсорами , особенно там, где сходятся фотоника , химия, биология, биофизика , наномедицина и инженерия. Еще одним примером являются измерения в биологии с использованием волноводных методов, таких как интерферометрия с двойной поляризацией .

Приложения

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

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 больным раком можно будет предложить альтернативу для лечения таких заболеваний вместо химиотерапии, которая вызывает побочные эффекты, такие как выпадение волос . , усталость или тошнота убивают не только раковые клетки, но и здоровые. Наноботы могут использоваться для различных методов лечения, хирургии, диагностики и медицинской визуализации [14] – например, посредством целевой 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, чувствительность к стимулам и загрузка груза», делает таких нанороботов 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 цитата ] 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 таким образом было достигнуто дистанционно управляемое высвобождение гормонов . [22]

В качестве примера разрабатываемого передового приложения можно привести дизайнерские наночастицы «троянского коня», которые заставляют клетки крови разъедать – изнутри наружу – части атеросклеротических бляшек , которые вызывают сердечные приступы [23] [24] [25] и являются наиболее распространенной причиной на данный момент. 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 использоваться 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 внешние компоненты, такие как протезы конечностей, к нервам. [37]

Наносенсоры на основе, например, нанотрубок, нанопроволок, кантилеверов или атомно-силовой микроскопии могут быть применены в диагностических устройствах/сенсорах [21].

Нанобиотехнологии

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 финансируются исследования, позволяющие 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

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 цитата ]

Биосенсоры in vitro

«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

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 наночастиц металла – (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

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 XXI 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

Отличие от нанобиотехнологии

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

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] , является многообещающей областью современных исследований.

Хранение цифровых данных ДНК в основном относится к использованию синтезированных, но в остальном обычных цепочек ДНК для хранения цифровых данных, что может быть полезно, например, для долговременного хранения данных с высокой плотностью [53] , к которым не часто осуществляется доступ и запись в качестве альтернатива 5D-оптическому хранению данных или для использования в сочетании с другими нанобиотехнологиями.

Мембранные материалы

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

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 следующего поколения, позволяющих максимизировать как поглощение жирорастворимых питательных веществ, так и возможность включения их в популярные напитки. [56]

Вычисление

« Мемристоры », изготовленные из белковых нанопроволок бактерии Geobacter serreducens , функционирующих при значительно 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

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 цитата ]

сельское хозяйство

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 сельскохозяйственной практике. 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] Обработанные наночастицами серебра (AgNP) листья спаржи 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 стимуляции роста и урожайности семян Brassica juncea. [66]

Инструменты

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

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 трудноконтролируемые последствия для окружающей среды или экосистем и здоровья 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 реактивными 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 нарушения и модуляцию клеточных функций, что в некоторых случаях приводит к летальному исходу. [67]

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 . [68]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эхуд Газит, Много места для биологии внизу: введение в бионанотехнологию. Издательство Имперского колледжа, 2007, ISBN  978-1-86094-677-6
  2. ^ «Нанобиология». Нанотех-Now.com.
  3. ^ «Нанобиология». Швейцарский институт нанонауки.
  4. ^ 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. PMID  23381725. S2CID  5903382.
  5. ^ Бионанотехнология - Определение, wordiQ.com
  6. ^ Нолтинг Б., «Биофизическая нанотехнология». В: «Методы современной биофизики», Springer, 2005, ISBN 3-540-27703-X. 
  7. ^ Домашняя страница НБТС | Нанобиотехнологический центр
  8. ^ Гарсия Ановерос, Дж; Кори, ДП (1997). «Молекулы механоощущения». Ежегодный обзор неврологии . 20 : 567–94. дои : 10.1146/annurev.neuro.20.1.567. ПМИД  9056725.
  9. 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. 
  10. ^ 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. 
  11. ^ 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 .
  12. ^ 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 . PMID  36697678. S2CID  244274928. 
  13. ^ 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.
  14. ^ 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. 
  15. ^ 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. 
  16. ^ Чжан, Хунъюэ; Ли, Зешэн; Гао, Чанъён; Фань, Синьцзянь; Панг, Юксин; Ли, Тяньлун; Ву, Чжигуан; Се, Хуэй; Хэ, Цян (24 марта 2021 г.). «Биогибридные нейтроботы двойного реагирования для активной доставки мишени». Научная робототехника . 6 (52). doi : 10.1126/scirobotics.aaz9519. PMID  34043546. S2CID  232368379.
  17. Рохас, Карлос де (20 октября 2021 г.). «Вооружение биологических наноботов для доставки лекарств внутрь наших тел». Labiotech.eu . Проверено 30 января 2022 г.
  18. Ху, Юн (19 октября 2021 г.). «Самосборка молекул ДНК: на пути к ДНК-нанороботам для биомедицинских применений». Киборг и бионические системы . 2021 : 1–3. дои : 10.34133/2021/9807520. ПМЦ 9494698 . PMID  36285141. S2CID  239462084. 
  19. ^ «Бактерицидная наномашина: исследователи раскрывают механизмы естественного убийцы бактерий» . физ.орг . Проверено 17 мая 2020 г.
  20. ^ 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. doi : 10.1038/s41586-020-2186-z. ПМЦ 7513463 . PMID  32350467. S2CID  215774771. 
  21. ^ аб Насими, Парва; Хайдари, Марьям (1 января 2013 г.). «Медицинское использование наночастиц». Международный журнал зеленых нанотехнологий . 1 : 194308921350697. дои : 10.1177/1943089213506978. ISSN  1943-0906.
  22. ^ 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. doi : 10.1126/sciadv.aaz3734. ПМЦ 7148104 . ПМИД  32300655. 
  23. ^ «Наночастицы уничтожают бляшки, вызывающие сердечные приступы» . Мичиганский государственный университет. 27 января 2020 г. Проверено 31 января 2020 г.
  24. ^ «Наночастицы помогают разъедать смертельные артериальные бляшки» . Новый Атлас . 28 января 2020 г. Проверено 13 апреля 2020 г. .
  25. ^ 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. 
  26. ^ «Фундаментальные представления об атеросклерозе опровергнуты: осложнения, связанные с затвердеванием артерий, являются убийцей номер один во всем мире» . ScienceDaily .
  27. ^ «10 основных причин смерти». www.who.int . Проверено 26 января 2020 г.
  28. ^ «Синтетические эритроциты имитируют естественные и обладают новыми способностями» . физ.орг . Проверено 13 июня 2020 г.
  29. ^ 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. doi : 10.1021/acsnano.9b08714. OSTI  1639054. PMID  32391687. S2CID  218584795.
  30. ^ «Терапия, применяемая на мышах, может изменить методы лечения травм позвоночника, говорят ученые» . Хранитель . 11 ноября 2021 г. Проверено 11 декабря 2021 г.
  31. ^ Университет. «Танцующие молекулы успешно восстанавливают тяжелые травмы спинного мозга у мышей». Северо-Западный университет . Проверено 11 декабря 2021 г.
  32. ^ 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 . PMID  34762454. S2CID  244039388. 
  33. ^ ab Hornig Priest, Сюзанна. «Информирование о рисках для нанобиотехнологий: кому, о чем и почему?» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 октября 2020 года.
  34. ^ «Ученые программируют клетки для реализации строительных проектов, управляемых генами» . физ.орг . Проверено 5 апреля 2020 г.
  35. ^ 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. PMID  32193309. S2CID  213192749.
  36. ^ 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 целевая 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 . PMID  32193327. S2CID  213191980. 
  37. ^ «Генетически модифицированные нейроны могут помочь нам подключиться к имплантатам» . Новый учёный . Проверено 1 февраля 2022 г.
  38. ^ «Будущее нанобиологии». ЗД Нет.
  39. ^ «Химики используют ДНК, чтобы построить самую крошечную антенну в мире» . Университет Монреаля . Проверено 19 января 2022 г.
  40. ^ 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. PMID  34969985. S2CID  245593311.
  41. ^ «Крошечные« небоскребы »помогают бактериям преобразовывать солнечный свет в электричество» . Кембриджский университет . Проверено 19 апреля 2022 г.
  42. Франко, Луиза (24 марта 2022 г.). «Эти бактерии могут потреблять метан, вызывающий парниковый эффект, и превращать его в топливо» . Проверено 28 апреля 2022 г.
  43. ^ «Крошечные небоскребы помогают производить больше электроэнергии из цианобактерий» . БиоТехники . 15 марта 2022 г. Проверено 28 апреля 2022 г.
  44. ^ «Электроды «Крошечного небоскреба» увеличивают выработку биоэнергии сине-зеленых водорослей» . Новый Атлас . 8 марта 2022 г. Проверено 28 апреля 2022 г.
  45. ^ 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.
  46. ^ Нусинов, Рут; Алеман, Карлос (2006). «Нанобиология: от физики и техники к биологии». Физическая биология . ИОП Наука. 3 . дои : 10.1088/1478-3975/3/1/E01 .
  47. ^ «Императив нанобиологии». HistorianoftheFuture.com.
  48. ^ «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.
  49. ^ Петровых, Дмитрий. «Биоинтерфейс: нанобиотехнология и бионанотехнология». biointerface.org . Проверено 24 апреля 2022 г.
  50. Вэй, Шуайфэй (21 мая 2018 г.). «Нанотехнология и биотехнология - сходства и различия». AZoNano.com . Проверено 28 апреля 2022 г.
  51. ^ Задеган, Реза М.; Нортон, Майкл Л. (июнь 2012 г.). «Структурная ДНК-нанотехнология: от дизайна к применению». Межд. Дж. Мол. Наука . 13 (6): 7149–7162. дои : 10.3390/ijms13067149 . ПМК 3397516 . ПМИД  22837684. 
  52. ^ Юнг, Джеён К.; Арчулета, Хлоя М.; Алам, Халид К.; Удачи, Юлиус Б. (17 февраля 2022 г.). «Программирование бесклеточных биосенсоров с помощью схем смещения цепи ДНК». Химическая биология природы . 18 (4): 385–393. дои : 10.1038/s41589-021-00962-9. ISSN  1552-4469. ПМЦ 8964419 . PMID  35177837. S2CID  246901702. 
  53. ^ «Ученые заявляют о большом прогрессе в использовании ДНК для хранения данных» . bbc.co.uk. _ 2 декабря 2021 г. Проверено 3 декабря 2021 г.
  54. ^ Нгуен, Питер; Ботянски, Зофия; Тай, Пей-Кун; Джоши, Нил (17 сентября 2014 г.). «Программируемые материалы на основе биопленок из модифицированных нановолокон Curli» (PDF) . Природные коммуникации . 5 : 4945. Бибкод : 2014NatCo...5.4945N. дои : 10.1038/ncomms5945 . ПМИД  25229329.
  55. ^ 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. 
  56. ^ использование нанотехнологий для создания напитков, наполненных КБД и жирными кислотами омега-3, axiomm.com - 2020
  57. ^ «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.
  58. ^ «Исследователи представляют электронику, которая имитирует человеческий мозг в эффективном обучении» . физ.орг . Проверено 17 мая 2020 г.
  59. ^ Фу, Тианда; Лю, Сяомэн; Гао, Хунъянь; Уорд, Джой Э.; Лю, Сяорун; Инь, Бин; Ван, Чжунжуй; Чжо, Е; Уокер, Дэвид Дж. Ф.; Джошуа Янг, Дж.; Чен, Цзяньхан; Ловли, Дерек Р.; Яо, Цзюнь (20 апреля 2020 г.). «Биоинспирированные мемристоры бионапряжения». Природные коммуникации . 11 (1): 1861. Бибкод : 2020NatCo..11.1861F. дои : 10.1038/s41467-020-15759-y . ПМК 7171104 . ПМИД  32313096. 
  60. ^ Раджа; и другие. (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 .
  61. ^ 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 .
  62. ^ Раджа; и другие. (2016). «Нанобиотехнологический подход с использованием гормонов укоренения растений синтезировал 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 .
  63. ^ Раджа; Чандрасекар, С.; Дхаранивасан, Г.; Наллусами, Д.; Раджендран, Н.; Катираван, К. (2015). «Активность наночастиц серебра, блокированных биологически активной желчной солью, против разрушительных фитопатогенных грибов с помощью системы in vitro». РСК Прогресс . 5 (87): 71174–71182. Бибкод : 2015RSCAd...571174R. дои : 10.1039/c5ra13306h.
  64. ^ 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.
  65. ^ 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.
  66. ^ 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. doi : 10.1007/s10725-011-9649-z. S2CID  17018032.
  67. ^ 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.
  68. ^ «Проблемы биобезопасности, связанные с достижениями в области наук о жизни». Объединенные Нации . Проверено 1 февраля 2022 г.

Внешние ссылки