Nanopartículas foram desenvolvidos cerca de 35 anos atrás [1]. Eles foram desenvolvidos inicialmente como portadores de vacinas e agentes quimioterápicos do câncer. Na entrega de qualquer das nanopartículas no interior do corpo farmacocinética e farmacodinâmica desempenhar um papel muito importante. Farmacocinética lida com a entrega da droga dentro do corpo humano. Quando uma droga por via intravenosa inters o corpo passa por absorção, distribuição, metabolismo e eliminação. O resultado depende, principalmente, as propriedades físico-químicas da droga (peso molecular, a forma de carga, e solubilidade em água) e, portanto, em sua estrutura química. O alvo de todos os sistemas de entrega de drogas complicado, portanto, é para entregar remédios para partes especificamente orientadas do corpo através de um meio que pode controlar a administração da terapia por meio de qualquer desencadear uma fisiológicas ou químicas. Um sistema de transportador de drogas bem sucedida precisa demonstrar o carregamento de drogas e propriedades de liberação ótima, longa vida e baixa toxicidade. Nanopartículas são desejáveis para a entrega da droga por causa de um número de propriedades. Eles podem ser usados para aumentar a solubilidade de drogas, tem menor toxicidade, oferecem uma droga direto, aumentar a biodisponibilidade e entrega da droga alvo [2]. Na primeira parte do trabalho nós nos concentramos em nanopartículas, o seu transporte e entrega de medicamento contra o câncer. Na segunda parte discutimos biossensores, a sua relevância na saúde e na última parte, o desenvolvimento de nanobiosensores, o seu papel no tratamento do câncer, biossensores e do cenário global. Nos últimos anos, alguns cientistas têm mostrado bastante interesse para a entrega da droga bem sucedido usando nanopartículas. Nova era é mais promissora porque os cientistas têm suas biossensores mais recente desenvolvimento ie / nanobiosensores. Biossensores têm sido em desenvolvimento [3] para mais de 35 anos ea investigação neste campo se tornou muito popular por 15 anos. Apesar de biosensores são usados para diversas aplicações clínicas, alguns biossensores foram desenvolvidos para o câncer relacionados com testes clínicos. É importante compreender a complexidade e alguns dos elementos básicos da biologia do câncer no desenvolvimento de biosensores para testes de câncer. O uso de biosensores para testes clínicos do cancro pode aumentar a velocidade do ensaio e flexibilidade, permitem-alvo de várias análises e de automação e redução de custos de testes de diagnóstico. Ele tem mostrado grande potencial para erradicar muitas doenças, incluindo câncer. Em geral, este trabalho lança luz sobre os últimos desenvolvimentos no campo do tratamento do câncer. Câncer e Entrega de Medicamentos O câncer é uma doença não controlada, mas seu destino ainda está indeciso. Sem dúvida, nos últimos poucos cientistas décadas têm mostrado o progresso para derrotar esta doença, mas ainda não são capazes de erradicar o câncer da sociedade. Tipo de tumor tabela 1. Tumor vascular | Células 50% | Antes de vasos sanguíneos | 10% vasos sangüíneos | Nutrientes obtidos através da difusão | 40% extra celular matriz | Células no centro da fome | Estrutura de navio não é organizado | Células na periferia aumento | Podem ser benignos ou malignos e encapsulado | Células no interior estão quietos | | | Crescimento limitado a poucos milímetros de diâmetro |
Vasos sanguíneos do tumor têm várias anormalidades em comparação com os vasos fisiológicos como proporção relativamente elevada de proliferação de células do endotélio, uma tortuosidade aumentada e uma formação aberrante membrana do porão. A vascularização do tumor crescendo rapidamente, muitas vezes tem endotélio descontínuo, com espaços entre as células que podem ser várias centenas de nanômetros grande [4]. Vias de transporte através macromoleculares vasos tumorais ocorrer via lacunas abertas (junções interendoteliais e canais transendotelial), vesicular organelas vacuolar e fenestrações. No entanto, permanece controverso que as vias são predominantemente responsável pela hiperpermeabilidade e transporte transvascular macromolecular. Interstício do tumor também é caracterizado por uma alta pressão intersticial, levando a um fluxo de fluido para fora convectivas intersticial, bem como a ausência de uma rede bem definida anatomicamente funcionamento linfático. Assim, o transporte de uma droga anticâncer no interstício será regido por fisiológica (ie, pressão) e físico (ie, estrutura, composição) propriedades do interstício e pelas propriedades físico-químicas [5] das moléculas em si (ou seja, o tamanho , configuração, carregue hidrofobicidade). Barreiras fisiológicas ao nível do tumor (isto é, mal regiões tumor vascularizado, meio ácido, de alta pressão intersticial ea pressão microvascular baixo), bem como a nível celular (ou seja, a atividade alterada dos sistemas de enzimas específicas, a regulação da apoptose alterado e mecanismo de transporte de base) e no corpo (isto é, distribuição, metabolismo e depuração do agente anticancerígeno) devem ser superados para entrega agentes anticâncer para as células tumorais in vivo. A estratégia poderia ser a associar drogas antitumorais com nanopartículas coloidais, com o objetivo de superar não-celular e celular com mecanismos de resistência e de aumentar a seletividade de drogas para células cancerosas, reduzindo sua toxicidade para os tecidos normais. Muito lento, o desenvolvimento time-consuming no tratamento de doenças graves tem levado à adopção de uma abordagem multidisciplinar para a entrega alvejada e liberação de drogas, impulsionado pelo nanociência e nanotecnologia. Transportadores de drogas incluem micro e nanopartículas, micro e nanocápsulas, lipoproteínas, lipossomas e micelas, que podem ser projetados para degradar lentamente, reagir aos estímulos e ser site-specific. O objetivo final é minimizar a degradação ea perda de medicamentos, evitar efeitos colaterais prejudiciais e aumentar a disponibilidade da droga no local da doença. Nanopartículas de quimioterapia via Quimioterapia, usando nanopartículas [6] foi estudada em ensaios clínicos para vários anos e muitos estudos têm sido publicados nesta matéria. Em geral, os sistemas de entrega de drogas em nanoescala quimioterapia podem ser divididos em duas categorias: Polímeros e lipídica baseado. Nanopartículas à base de polímeros são mais bem sucedidos. Nanopartículas e Seu Papel em Câncer Nanopartículas têm um papel muito importante na pesquisa do câncer. Devido ao tamanho extremamente pequeno de nanomateriais são mais facilmente absorvido pelo corpo humano. Nanomateriais são capazes de atravessar membranas biológicas e células de acesso, tecidos e órgãos que partículas de maior porte normalmente não podem. Nanopartículas são estáveis, sólidas partículas coloidais composta por polímeros biodegradáveis [7] materiais ou lipídico e variam em tamanho de 10 a 1.000 nm. As drogas podem ser absorvidas à superfície das partículas, aprisionado no interior do polímero / lipídico, ou dissolvidos na matriz de partículas. A nanotecnologia tem um tremendo potencial para dar um contributo importante na prevenção do câncer, detecção, diagnóstico por imagem e tratamento. Ele pode atingir um tumor, proceder capacidade de imageamento para documentar a presença de defeitos tumor, sentido fisiopatológicos nas células tumorais, entregar genes terapêuticos ou drogas com base nas características do tumor, responder a triggers externos para liberar o agente e documentar a resposta do tumor e identificar células tumorais residuais. Nanopartículas têm benefícios por causa de seu tamanho. Devido ao seu tamanho eles podem facilmente entrar em lugares pequenos. Nanopartículas têm atraído a atenção de cientistas devido ao seu carácter multifuncional. Nanopartículas têm grande área de superfície à relação do volume, que ajuda na difusão [8], também levando a especial propriedades, tais como aumento de calor e resistência química. Transporte de nutrientes de oxigênio, e Nanopartículas Dentro Tumor A maioria dos 13 ~ 10 células no corpo humano [9] estão dentro de uma célula de alguns diâmetros de um vaso sanguíneo. Este feito notável de organização facilita a entrega de oxigênio e nutrientes para as células que formam o tecido do corpo. Ele também permite a entrega eficiente de a maioria dos medicamentos. Como resultado da vasculatura mal organizado em tumores sólidos, há entrega limitado de oxigênio e outros nutrientes para as células que estão distantes de vasos sanguíneos funcionais. Uma única célula cancerosa [10] fechado por tecido saudável vai replicar a uma taxa superior à de outras células, colocando uma pressão sobre o fornecimento de nutrientes e remoção de resíduos metabólicos. Uma vez que uma pequena massa tumoral se formou, o tecido saudável, não será capaz de lutar com as células cancerosas para o fornecimento inadequado de nutrientes da corrente sanguínea. Células tumorais se moverá as células saudáveis até que o tumor atinge uma difusão limitada tamanho máximo. Enquanto as células do tumor normalmente não começam a apoptose em um ambiente de baixo de nutrientes, eles exigem os blocos de construção da função das células normais como oxigênio, glicose e aminoácidos. A vascularização foi projetado para fornecer o tecido saudável agora extintas que não lugar como uma alta demanda por nutrientes, devido à sua taxa de crescimento mais lento. Células tumorais continuará, portanto, dividindo porque fazê-lo sem levar em conta o fornecimento de nutrientes, mas também células tumorais muitos morrerão porque a quantidade de nutrientes não é suficiente. As células do tumor na borda externa de uma massa têm o melhor acesso aos nutrientes, enquanto as células no interior morrer criando um núcleo necrótico em tumores que dependem de difusão para fornecer nutrientes e remover os resíduos. Em essência, um estado estacionário formas tamanho do tumor, como a taxa de proliferação é igual à taxa de morte celular, até uma melhor ligação com o sistema circulatório é criado.  Figura 1 Cancer tumor:. Necrotic, área, Seminecrotic proliferação Tumor activo direcionamento de nanopartículas [11] envolve moléculas anexando, conhecidos coletivamente como ligantes, para as laterais de nanopartículas. Estes ligantes são extraordinários em que eles possam reconhecer e se ligar a moléculas complementares, ou receptores, encontrada na superfície das células tumorais. Quando tais moléculas alvo são adicionados a uma nanopartícula de entrega da droga, mais droga anticâncer localiza e entra na célula do tumor, aumentando a eficiência do tratamento e reduzindo os efeitos tóxicos sobre o tecido circundante normal. Tipos diferentes de nanopartículas são desenvolvidos para entregar drogas no local de destino.  Figura 2. Os ligantes na superfície das nanopartículas se encaixam na receptores celulares, permitindo que as moléculas da droga encapsulada para entrar na célula do tumor após a ligação Nanopartículas e outras nanoestruturas parecem ter uma grande promessa para o futuro do tratamento do câncer. Características das nanopartículas de [8] para entrega droga contra o câncer são dados abaixo: Tabela 2. Características de nanopartículas utilizado para a entrega da droga do cancro | Nanopartículas magnéticas de carbono | 40-50 nm | Para entrega de drogas e destruição das células alvo | Dendrímeros | 1-20 nm | Segurando substâncias terapêuticas, tais como DNA em suas cavidades | As nanopartículas de cerâmica | ~ 35 nm | Exclusivamente acumulam no tecido do tumor e permitir que o medicamento para atuar como sensibilizador para a terapia photodynamics sem ser liberado | As nanopartículas de quitosana | 110-180 nm | Alta eficiência de encapsulação. Em estudos de liberação in vitro mostram um efeito estourou, seguido de uma liberação lenta e contínua. | Lipossomas | 20-25 nm | Uma nova geração de lipossomas que incorporam fulerenos para entregar droga que não são solúveis em água, que tendem a ter grandes moléculas | Lipoproteína de Baixa Densidade | 20-25 nm | Solublized drogas no centro lipídico, ou ligado à superfície | Nanoemulsões | 20-25 nm | Drogas em óleo / ou em fases líquidas para melhorar a absorção | Nanolipispheres | 25-50 nm | Incorporação portador de fármacos lipofílicos e hidrofílicos | Compósitos nanopartículas | ~ 40 nm | Ligado a moléculas de orientação, tais como Mabs para entrega de drogas específicas | Nanopartículas | 25-200 nm | Agir como matrizes contínua contendo drogas dispersos ou dissolvidos | Nano-pílula / Micela | 20-45 nm | Feito para duas moléculas de polímero e um repelente de água e outra hidrofóbica, que a auto-montar em uma esfera chamada de micela que pode entregar drogas a estruturas específicas no interior da célula | Nanoesferas | 5-50 nm | Nanoesferas ocas de cerâmica criado por ultra-som | Nanovesicles | 25-3000 nm | Simples ou multilamelares esferas bicamada contendo as drogas em lipídios | Polímero Nanocápsulas | 5-20 nm | Utilizado para fechamento de drogas |
Biossensores, a sua História e Aplicações Relevantes Biossensores desempenhar um papel vital e importante na medicina, indústria e meio ambiente, fornecendo análises de rotina, monitoramento crucial, e detecção precoce de problemas e pontos de crise. Quais são Biosensors? Um biosensor é um dispositivo para a detecção de um analito que combina um componente biológico com um componente detector físico-químicas. Ele combina um reconhecimento bioquímica / elemento de ligação (ligante) com uma unidade de conversão de sinal (transdutor). Biossensor  Analito Bio-receptor Transdutor Biocatalisador A saída do transdutor é amplificado, processado e exibido Figura 3. Fluxograma esquemático mostrando os principais componentes de um biossensor. A história de biossensores [12] é muito antiga. Em 1956, Leland C Clark Jr., que é conhecido como o pai da Biosensors, publicou seu trabalho definitivo sobre o eletrodo de oxigênio. Tabela 3. Definindo eventos na história do desenvolvimento de biossensores [13] | 1916 | Primeiro relatório sobre a imobilização de proteínas: adsorção de invertase em carvão ativado | 1922 | Eletrodo de pH primeiro vidro | 1956 | Invenção do eletrodo de oxigênio | 1962 | Primeira descrição de um biosensor: um eletrodo de enzimas amperométrico para glicose | 1969 | Biosensor potenciométrico primeiro: urease imobilizada em um eletrodo de amônia para detectar uréia | 1970 | Invenção do Ion-Selective Transistor de Efeito de Campo (ISFET) | 1972 / 5 | Primeiro comercial biosensor: Yellow Springs Instruments biosensor de glicose | 1976 | Pâncreas artificial primeira cabeceira (Miles) | 1980 | Sensor de pH primeira fibra óptica no gases do sangue vivo | 1982 | Primeiro biosensor baseado em fibra óptica para glicose | 1983 | Primeira ressonância plasmon de superfície (SPR) imunossensor | 1984 | Biossensor amperométrico mediada primeiro: ferroceno usado com glicose oxidar para a detecção de glicose | 1987 | Lançamento do ™ Exactech MediSense biosensor de glicose no sangue | 1990 | Lançamento do BIACore Pharmacia sistema SPR baseado biosensor | 1992 | i-STAT lança mão analisador de sangue | 1996 | GLUCOCARD lançado | 1996 | Abbott adquire MediSense de 867 milhões dólares | 1998 | Lançamento da LifeScan rápido Tome biosensor de glicose no sangue | 1998 | Fusão da Roche e Boehringer Mannheim para formar Roche Diagnostics | 2001 | LifeScan as compras das empresas Inverness Medical teste de glicose por US $ 1.3billion | 2003 | i-STAT adquirida pela Abbott para 392 milhões dólares | 2004 | Abbott adquire TheraSense para 1,2 bilhões dólar |
Componentes biossensor Biossensor consiste em três partes [14]: · O elemento sensível biológicos (tecidos, por exemplo, microorganismos, Organelas, receptores de células, enzimas, anticorpos, ácidos nucléicos, os receptores sintéticos, etc Sensing órgãos) · O transdutor (Atos como um interface, medir a mudança física que ocorre com a reação no bioreceptor então transformar essa energia em potência elétrica mensurável.) Transdutores de Física: Óptica, Eletroquímica, Opto-eletrônicos, piezoelétricos, Thermal Magnetic, Missa · O elemento detector (Sinais do transdutor são passados para um microprocessador, onde são amplificados e analisados, os dados são então convertidos em unidades de concentração e transferidos para uma exposição e / ou dispositivo de armazenamento de dados.) O transdutor [15] converte as interações bioquímicas em um sinal mensurável eletrônicos. Eletroquímica, transdutores eletro, acústica e mecânica estão entre os muitos tipos encontrados em biossensores. O ansducer tr trabalhos direta ou indiretamente. Tabela 4. Diretor de detecção | | Piezoelétrico | Massa | Eletroquímica | Distribuição de energia elétrica | Ótico | Intensidade de luz | Calorimétrica | Calor |
Detecção direta Biosensors Sensores de reconhecimento direto, na qual a interação biológica é medido diretamente, normalmente, uso não-catalítico ligantes, tais como receptores de células ou anticorpos. Indiretos Biosensors Detecção A segunda classe de transdutores, sensores de detecção indirecta, se baseia em elementos secundários que muitas vezes são rotulados anticorpos fluorescente etiquetado ou elementos catalisadores, como enzimas. Biossensores também são caracterizadas [16] pela sua especificidade, ou sua capacidade de reconhecer um único composto, entre outras substâncias na mesma amostra. A seletividade de biossensores é determinada por dois bioreceptor eo método de transdução. Existem muitas aplicações potenciais de biossensores. Os principais requisitos para uma abordagem biosensor ser valioso em termos de pesquisas e aplicações comerciais. Poucas aplicações relevantes são os seguintes: · Diagnóstico de câncer · Detecção de patógenos · Descoberta de drogas e avaliação da atividade biológica de novos compostos · Determinação de resíduos de medicamentos em alimentos, tais como antibióticos · Anel de glicose no diabetes monito pacientes etc Tabela 5. Biossensores diferentes, principal, aplicações e referências relevantes | Biosensor óptico | Colorimétrico para a cor, intensidade de luz fotométrica para | Detecção de doenças como o câncer, a determinação de glicose no sangue direta usando biossensor reagentless óptica | [17], [18] | Ressonância plasmon de superfície (SPR) * biosensor (biosensor óptico) (de fantasia: Biacore International AB (Biacore), 1990) | Fenômeno onda evanescente | Detecção e identificação dos analitos biológicos e biofísicos de análise de interações biomoleculares | [19] | Eletroquímica biosensor | Imobilização de biomoléculas | Utilização em ensaios bioafinidade para DNA e determinar sua Effectors, também Eletroquímica medição das concentrações de glicose no sangue | [20], [21] | Biossensores de DNA | Hibridização de ácido nucléico rennealing entre o ssDNAs de diferentes fontes | Biossensores de DNA pode detectar a presença de genes mutantes ou genes associados com herdados doenças humanas | [22] | Biosensor baseado em nanotubos (nanotubos de carbono (CNT) a descoberta de Iijima, em 1991) | Relatamos um sistema para bimolecular ensaios que utiliza nanotubos de carbono como eletrodo um tanto e uma fase de imobilização em um dispositivo baseado em sensoriamento eletroquimioluminescência | Detecção de bio-moléculas como Estreptavidina e IgG, aplicação em imunoensaios, ensaios sonda nuclic ácido, ensaios para analitos química clínica | [23] [24] | Biossensor piezoelétrico | com base em ácidos nucléicos interação / DNA baseadas | A ponto de detecção de mutações em amostras de PCR. | [26] |
* O princípio da SPR é baseada no fenômeno da onda evanescente, descoberto por Wood em 1902. Outros biossensores ópticos são baseados principalmente em mudanças na absorbância ou fluorescência de um composto indicador apropriado. Aplicação [27] de biossensores em testes clínicos do cancro tem várias vantagens potenciais sobre outros métodos de análises clínicas, incluindo a velocidade de ensaio e flexibilidade, capacidade de multi-alvo análises, automação, redução de custos de testes de diagnóstico e um potencial para trazer exames de diagnóstico molecular para a comunidade sistemas de cuidados de saúde e para as populações carentes. Biossensores têm várias vantagens potenciais [21] sobre outros métodos de análise de câncer, especialmente velocidade do ensaio e flexibilidade. Rápida, a análise em tempo real pode fornecer informação interactiva imediatas para os prestadores de cuidados de saúde que podem ser incorporadas ao planejamento do atendimento ao paciente. Além disso, biosensores permitem alvo de várias análises, automação e redução de custos de testes. Biossensor baseado em diagnóstico poderá facilitar o rastreio do cancro e melhorar as taxas de detecção precoce e prognóstico atendimento melhorou. Essa tecnologia pode ser extremamente útil para melhorar a entrega de cuidados de saúde no contexto da comunidade e para as populações carentes. Biossensor baseado em diagnóstico poderá facilitar o rastreio do cancro e melhorar as taxas de detecção precoce e prognóstico atendimento melhorou. Essa tecnologia pode ser extremamente útil para melhorar a entrega de cuidados de saúde na comunidade. Desenvolvimento de nanobiosensores Um dos mais recentes avanços tecnológicos nesta área tem sido o desenvolvimento de nanosensores, que são sensores com dimensões na escala nanométrica. Nanosensores de vários têm sido relatados na literatura nos últimos dez anos. O surgimento da nanotecnologia está abrindo novos horizontes para o desenvolvimento de nanosensores e nanossondas com submicron porte dimensões que são adequados para medições intracelular. Técnicas de leitura de vários - ópticos, eletroquímicos, ou massa-sensíveis - pode ser usado para a detecção em biossensores. Além disso, existem actualmente várias maneiras a hipótese de produzir nanosensores: · Top-Down Método · Bottom-up Método · Auto-montagem Biossensor / nanobiosensor (Monitoramento de Saúde Ambiental da Level Cell Single) Nanomateriais são perfeitamente químicos sensíveis e sensores biológicos. Cada sensor [28] deve ser sensível para um produto químico ou componente biológica de uma substância. Assim, por ter conjuntos de sensores é possível saber a composição de uma substância desconhecida. A área de aplicação será ampla, englobando indústria alimentar, a detecção de poluição, setor médico, cervejaria, etc Um biosensor geralmente consiste de uma camada biosensitive que pode conter elementos de reconhecimento biológico ou ser feita de elementos de reconhecimento biológico covalentemente ligado ao transdutor. A interação entre o analito alvo eo bioreceptor é projetado para produzir uma perturbação físico-químicas que podem ser convertidos em um efeito mensurável, como um sinal elétrico. Bioreceptors são elementos importantes para as tecnologias de fornecimento de especificidade biosensor, porque eles permitem a ligação do analito de interesse específico para o sensor para a medição com a mínima interferência de outros componentes em misturas de amostragem complexa. Biológica elementos sensores podem ser uma espécie biológica molecular (por exemplo, um anticorpo, uma enzima, uma proteína ou um ácido nucléico) ou um sistema vivo biológico (por exemplo, células, tecidos ou organismos inteiros) que usa um mecanismo bioquímico de reconhecimento . A nanobiosensor [29] também se refere a um nanosensor, é um biosensor com dimensões na escala nanométrica (1 nm = 10 -9 m). Assim, são Nanosensors qualquer produto químico, biológico, físico ou sensorial pontos usados para transmitir informações sobre nanopartículas para o mundo macroscópico. Embora os seres humanos ainda não foram capazes de sintetizar nanosensores, as previsões para seu uso, principalmente incluem vários fins medicinais e como gateways para a construção de nanoprodutos, tais como chips de computador [30] o trabalho que em nanoescala e nanorobôs. Atualmente, existem várias maneiras de fazer propostas nanosensores, incluindo top-down de litografia, bottom-up, montagem e auto-montagem molecular. Importância do Nano em Análise de celular · Células em uma população de responder a estímulos externos de forma assíncrona, por exemplo, a apoptose, as células diferem em sua capacidade de ativar caspases · Para estudar e compreender os mecanismos moleculares que fundamentam tais diferenças é necessário para medir a atividade caspase em células individuais Nanomateriais são químicos extremamente sensíveis e sensores biológicos. Nanosensores com sondas bioreceptor imobilizado que são seletivas para as moléculas do analito alvo são chamados nanobiosensores. Nanosensores oferecer melhorias significativas [31] na pesquisa do câncer arquivado. Há muitos biossensores desenvolvidos e nanobiosensores, alguns deles são os seguintes: Biosensor óptico Um sensor que utiliza a luz para detectar o efeito de uma substância em um sistema biológico é um biosensor óptico. A construção e uso de nano-sensores ópticos foi primeiramente relatada por Kopelman et al. em 1992. nanosensores óptico [32], como sensores maiores, geralmente pode ser classificada em uma das duas categorias de largura, químicos ou biológicos, dependendo da sonda utilizada. Ambos os tipos de sensores têm sido utilizados para oferecer um método confiável de monitoramento vários produtos químicos em ambientes microscópicos e podem ter sido usados para detectar diferentes entidades dentro de células individuais. Mais recentes desenvolvimentos em nanotecnologia têm levado ao desenvolvimento de sistemas ópticos nanosensor [33], cujo nanoescala dimensões são adequados para medições intracelular. Nanosensors elétrica Nanosensores elétrica incorporando nanoestruturas como sondas de detecção são altamente promissores dispositivos para diagnóstico de doenças em medicina; química ou biomolecular eventos de ligação são diretamente convertidos em sinais elétricos, que permite a leitura de rótulo livre no caso de detecção de DNA. Eletroquímica Biosensor Nanomateriais estão adquirindo um grande impacto sobre os progressos de biossensores eletroquímicos [34]. Nanotecnologia traz novas possibilidades para a construção de biossensores e para o desenvolvimento de bioensaios romance eletroquímica. O uso de materiais em nanoescala para eletroquímica biosensoriamento tem tido um crescimento explosivo nos últimos 5 anos. Materiais em nanoescala têm sido utilizados para alcançar a fiação direta de enzimas para a superfície do eletrodo, para promover a reação eletroquímica, impor nanobarcode de biomateriais e para amplificar o sinal de evento biorecognition. O nanobiosensores eletroquímica são aplicados nas áreas de diagnóstico de câncer e detecção de organismos infecciosos. Tais dispositivos irá desenvolver em direção confiável do ponto de cuidados de diagnósticos de câncer e outras doenças, e como ferramentas [35] para a operação intra-patológico de testes, proteômica e biologia de sistemas. Nanosensores no corpo-eletrônica pode oferecer compreensão dos processos dinâmicos em células e novos tratamentos para a doença. Nanofio Biosensor Nanofio biosensor baseado [36] arrays ter um impacto significativo para a detecção de ameaças biológicas, o diagnóstico precoce de câncer, detecção de drogas e tratamento médico. O nanofio com base arrays biossensor permite a detecção simultânea de múltiplos analitos, tais como biomarcadores de câncer em um único chip, bem como fundamentais estudos cinéticos para reações biomolecular. Nanosensor viral Partículas de vírus [37] são nanopartículas essencialmente biológicos. Vírus herpes simplex (HSV) e adenovírus foram usados para acionar a montagem de nanobeads magnética como um nanosensor de vírus clinicamente relevantes. Este sistema é mais sensível que os métodos baseados em ELISA e é uma melhoria em relação a detecção baseada em PCR porque é mais barato, mais rápido e tem menos artefatos. Biossensores nanoconcha Nanoshells ouro [38] têm sido usados em um imunoensaio capaz de detectar analito dentro do complexo meios biológicos, sem qualquer preparação de amostras. Agregação de anticorpos / nanoconcha conjugados com espectros de extinção no infravermelho próximo é monitorado espectroscopicamente na presença do analito. Nanoshells já estão sendo desenvolvidos para aplicações que incluem o diagnóstico de câncer, a terapia de câncer, diagnóstico e testes para proteínas associadas com a doença de Alzheimer. Biossensores nanotubo Baseado Este é um nanotubo de carbono de parede única (SWNT) sensor biológico baseado [23] para a detecção de moléculas bio. , Protegendo as superfícies de nanotubos de carbono minúsculo com anticorpos monoclonais, bioquímicos e engenheiros da Jefferson Medical College e da Universidade de Delaware se uniram para detectar células cancerosas em uma pequena gota de água. Esta abordagem é usada no sentido de desenvolver um biossensor para detecção de câncer de mama [39], por funcionalização da CNT com anticorpos que são específicos para receptores de superfície celular de células de câncer de mama. Nanobiosensores e Câncer Com o progresso da tecnologia biosensor, a gama de aplicações se expande. Inúmeras aplicações biossensor para diagnóstico de câncer são descritos. Nanobiosensor desempenha papel muito importante no tratamento do câncer. Bio-conjugados partículas [40] e dispositivos também estão em andamento para a detecção precoce do câncer em fluidos corporais como sangue e soro. Estes dispositivos em nanoescala operar sobre os princípios de células de câncer seletivamente capturar ou proteínas-alvo. Os sensores são frequentemente revestidas com um anticorpo específico para câncer de ligantes ou biorecognition outros, para que a captura de uma célula cancerosa ou proteína-alvo gera um sinal elétrico, mecânico ou óptico para detecção. Por exemplo, microelectrical sistemas mecânicos (MEMS) sensores de contar com a deflexão de vigas em escala nanométrica cantilever, como nanotubos de carbono e nanofitas de óxidos metálicos, estruturas que são sensíveis a piconewton forças mecânicas. Nanosensor novos usos pontos quânticos para detectar DNA. Usando minúsculos cristais semicondutores [41], sondas biológicas e um laser, Johns Hopkins Universidade os engenheiros desenvolveram um novo método de encontrar seqüências específicas de DNA, tornando-os iluminar debaixo de um microscópio. Os pesquisadores, que dizem que a técnica vai ter usos importantes na pesquisa médica, demonstrou a sua possibilidade em seu laboratório, detectando uma amostra de DNA contendo uma mutação ligada ao câncer de ovário. O "nanobiosensor" permitir que os cientistas fisicamente sonda dentro de uma célula viva sem destruí-la. Como os cientistas adotam uma abordagem de sistemas para processos biomolecular estudando, o nanobiosensor fornece uma ferramenta valiosa para estudos intracelulares que têm aplicações que vão desde a medicina à segurança nacional para produção de energia. Professor Calum McNeil em Newcastle Universidade e seu grupo de trabalho estão a desenvolver um biosensor para detectar pequenas proteínas câncer e, potencialmente, o bug que faz com que MRSA (meticilina-resistant Staphylococcus aureus). O dispositivo funcionaria através da identificação de marcadores de câncer - proteínas ou outras moléculas produzidas por células cancerosas. Estas variam de acordo com o tipo de câncer e são distintos de proteínas produzidas por células saudáveis. Pode possíveis pesquisas nessa direção para o tratamento do câncer vêm com êxito. O nanobiosensor tem muitas outras aplicações para olhar como as células reagem quando são tratados com uma droga ou invadida por um patógeno biológica. Isto tem implicações importantes, que vão desde o desenvolvimento de terapia medicamentosa para a segurança nacional, proteção ambiental e uma melhor compreensão da biologia molecular em um nível de sistemas. Ponto de Teste de Cuidados Uma das aplicações mais esperançoso de biossensores é para point-of-care testing (POCT); testes de diagnóstico que é realizado no local. POCT oferece o potencial para diagnóstico mais rápido e mais barato. Identificação de biomarcadores Validação de biomarcadores de câncer Biomarkers do cancro Ligantes / Sondas Developments Diagnóstico de câncer Biosensor  Detetor Ponto de Diagnóstico Cancer Care Figura 4. Os componentes básicos necessários para a utilização de biosensores no diagnóstico clínico do câncer Biomarcadores de câncer identificados a partir de pesquisa básica e clínica, e de análises de genômica e proteômica deve ser validado. Ligantes e sondas para estes marcadores podem ser combinados com detectores de produzir biossensores para o câncer relacionados com testes clínicos. Ponto de teste de câncer de Cuidados requer integração e automação da tecnologia, bem como desenvolvimento de métodos de preparação adequada da amostra. Biossensor diagnósticos baseados em [21] pode fazer rastreio do cancro fácil e melhorar as taxas de detecção precoce e prognóstico atendimento melhorou. Essa tecnologia pode ser extremamente útil para entrega reforço de cuidados de saúde no contexto da comunidade e para as populações carentes. Ponto de teste cuidado é benéfico para o tratamento do câncer, mas no mesmo horário muitos desafios (desenvolvimento de ensaios de biomarcadores reprodutível; desenvolvimento de biossensores multi-canal; avanços na preparação de amostras e de enriquecimento de células cancerígenas; desenvolvimento de novos transdutores mais sensíveis, técnicas de fabricação avançadas etc) são ainda apresentados. Cenário mundial Desde a primeira comercialização de biossensores em 1991, tem havido um aumento exponencial na literatura que tem lidado com biossensores novo e suas diversas aplicações. Biossensores muitos estão no mercado hoje em dia que se baseia na mais recente tecnologia. Matrizes nanosensor [42] já estão em desenvolvimento por empresas gigantes na área da saúde Industries. Nano Markets prevê aplicações importantes para nanosensores em uma ampla gama de aplicações, incluindo a medicina ea saúde. Sensores projetados e construídos utilizando a nanotecnologia irá gerar uma receita global de US $ 2,7 bilhões em 2008 e atingir US $ 17,2 bilhões em 2012 e Nano Mercados espera que o mercado de nanosensores biomédica para alcançar aproximadamente US $ 800 milhões em 2008 e US $ 1,2 bilhão em 2012. Nanosensores irá detectar melhor o aparecimento de doenças como câncer ou doenças cardíacas. Conseqüentemente, nanosensores [16] ainda têm que ser compatíveis com as tecnologias mais consumidor para o qual foram projetadas para, eventualmente, melhorar. Biossensores representar um campo em rápida expansão, no momento presente, com uma taxa de crescimento estimada de 60% anuais, o grande impulso vem da indústria de cuidados de saúde (por exemplo, 6% do mundo ocidental é diabético e se beneficiariam com a disponibilidade de uma rápida , biosensor precisas e simples de glicose), mas com alguma pressão de outras áreas, tais como avaliação de alimentos de qualidade e monitoramento ambiental. O mercado mundial estimado analítica é cerca de £ 12.000 milhões anos, dos quais 30% são na área de saúde. Há claramente um potencial enorme expansão de mercado, menos de 0,1% deste mercado está usando biossensores. Conclusão Biossensores oferecem uma inovadora, mas subutilizados tecnologia. Este artigo em revista os progressos recentes na pesquisa em nanotecnologia e câncer. O desenvolvimento de nanosensores já teve um grande impacto na pesquisa biológica e biomédica. Com o crescente interesse e uso prático da nanotecnologia, a função de nanosensores para dar diferentes tipos de medições de celulares está crescendo rapidamente. As possibilidades oferecidas pela tecnologia nanosensor começaram e continuarão a mudar o campo da biologia biologia / câncer de celular. Protocolo ainda mais preciso é necessário para melhorar a pesquisa do câncer. É bastante provável que a nanotecnologia será a próxima fronteira da pesquisa médica. Reconhecimento O trabalho é apoiado pelo Departamento de Ciência e Tecnologia (DST), Nova Délhi , Índia . Autores são muito gratos pela hospitalidade do Instituto Indiano de Tecnologia Roorkee. |