Klassen van nanodeeltjes
- Fullerenen: Buckyballs en Carbon-buizen
Beide leden van de fullereen structurele klasse, buckyballs en koolstofbuizen zijn op koolstof gebaseerde, roosterachtige, potentieel poreuze moleculen. - Vloeibare kristallen
Farmaceutische middelen voor vloeibare kristallen zijn samengesteld uit organische vloeibare kristalmaterialen die natuurlijk voorkomende biomoleculen zoals eiwitten of lipiden nabootsen. Ze worden beschouwd als een zeer veilige methode voor medicijnafgifte en kunnen gericht zijn op specifieke delen van het lichaam waar weefsels ontstoken zijn of waar tumoren worden gevonden. - liposomen
Liposomen zijn vloeibare kristallen op basis van lipiden, die op grote schaal worden gebruikt in de farmaceutische en cosmetische industrie vanwege hun vermogen om binnen cellen af te breken zodra aan hun afleverfunctie is voldaan. Liposomen waren de eerste geconstrueerde nanodeeltjes die werden gebruikt voor de aflevering van geneesmiddelen, maar problemen zoals de neiging om samen te smelten in waterige omgevingen en hun nuttige lading vrij te maken, hebben geleid tot vervanging of stabilisatie met nieuwere alternatieve nanodeeltjes.
- nanoshells
Ook wel core-shells genoemd, nanoshells zijn sferische kernen van een bepaalde verbinding omgeven door een schaal of buitenlaag van een andere, die enkele nanometers dik is.
- Quantum dots
Ook bekend als nanokristallen, quantum dots zijn nanogestuurde halfgeleiders die, afhankelijk van hun grootte, licht in alle kleuren van de regenboog kunnen uitstralen. Deze nanostructuren beperken geleidingsbandelektronen, valentiebandopeningen of excitonen in alle drie de ruimtelijke richtingen. Voorbeelden van quantum dots zijn halfgeleider nanokristallen en kern-schil nanokristallen, waarbij er een interface is tussen verschillende halfgeleidermaterialen. Ze zijn in de biotechnologie toegepast voor het labelen van cellen en beeldvorming, met name in onderzoeken naar kanker.
- Superparamagnetische nanodeeltjes
Superparamagnetische moleculen zijn moleculen die worden aangetrokken door een magnetisch veld maar geen restmagnetisme behouden nadat het veld is verwijderd. Nanodeeltjes ijzeroxide met diameters in het bereik van 5-100 nm zijn gebruikt voor selectieve magnetische biologische scheidingen. Typische technieken omvatten het bekleden van de deeltjes met antilichamen tegen celspecifieke antigenen voor scheiding van de omringende matrix.
Gebruikt in membraantransportonderzoeken worden superparamagnetische ijzeroxidenanodeeltjes (SPION) toegepast voor geneesmiddelafgifte en gentransfectie. Gerichte toediening van geneesmiddelen, bioactieve moleculen of DNA-vectoren is afhankelijk van de toepassing van een externe magnetische kracht die hun voortgang naar het doelweefsel versnelt en stuurt. Ze zijn ook nuttig als MRI-contrastmiddelen.
- dendrimeren
Dendrimeren zijn sterk vertakte structuren die breed worden gebruikt in nanogeneeskunde vanwege de meervoudige moleculaire "haken" op hun oppervlakken die kunnen worden gebruikt om celidentificatie-labels, fluorescente kleurstoffen, enzymen en andere moleculen te hechten. De eerste dendritische moleculen werden rond 1980 geproduceerd, maar de belangstelling daarvoor is recentelijk toegenomen naarmate biotechnologische toepassingen worden ontdekt.
- nanorods
Typisch 1-100 nm lang, nanorods zijn meestal gemaakt van halfgeleidende materialen en worden gebruikt in nanogeneeskunde als imaging- en contrastmiddelen. Nanorods kunnen worden gemaakt door onder andere materialen kleine cilinders van silicium, goud of anorganisch fosfaat te produceren.
De huidige bezorgdheid over de veiligheid van nanodeeltjes heeft geleid tot de ontwikkeling van veel nieuwe facetten van onderzoek. Als gevolg hiervan groeit onze verzameling van kennis over nanodeeltjesinteracties binnen cellen nog steeds snel. Naarmate het onderzoek vordert in dit opwindende nieuwe gebied van de biotechnologie, worden er voortdurend nieuwe nanodeeltjes ontdekt en nieuwe toepassingen voor nanomedicine gevonden.