Медициналық диагностикадағы нанобөлшектер

Нанобөлшектер контрастты зат ретінде клетканың нақты бетіне орнығып оның организмдегі орнын көрсете алады. Мысалы, С60 фуллеренге радиоактивті изотоптың индикаторлы атомдары мен рецепторлы топтарын жабыстырып нанобөлшекті өспе клетканың бетіне арнайы жабысуын қамтамасыз етеді.

Темір оксидінен кристалды ядросы бар магнитті нанобөлшектер организмге енгізгенде оларды макрофагтар жұтады, сонымен олар «таңбаланған» деп аталынады. Осындай макрофагтар қабыну ошағында, өспе орналасқан аймағында және т.б. жиналып қалады. Магнитті-резонансты томограф қолдана отырып магнитті нанобөлшектердің жоғары концентрацияланған аймағын жеңіл табуға болады. Сонымен патологиялық ошақтардың ерте даму кезеңін анықтауға жол ашады.

Молекулалық визуализация немесе молекулалық құрылымдар туралы визуальды ақпарат алу. Жоғары аналитикалық әдістер (зондылы, атомды-күштік және сканирлейтін микроскопия, масс-спектрометрия және т.б.) көмегімен технология биоматериалда әр функциональды маңызды молекулаларды идентификациялау, бірен-сараң иммунды комплекстерді тіркеуіне мүмкіндік береді (сүр.26).

Сурет 26. Сканирлейтін зондылы микроскоп, фокусирленген ионды шоғыры көмегімен аса тым жоғары вакуум жағдайында нанобөлшектердің структурирленген беткейін талдауға болады; наноманипулятор, нанопинцет ретінде әр молекуланы ауыстырып жылжытуға болады (httr ||miocompas.ru|img|compass|).

Неміс физиктері М.Кнолл және Э.Руска 1930 жылдың басында наноқұрылымдарды зерттейтін электронды микроскопты ойлап шығарды. 1981 жылы Нобель сыйлығының лауреаттары, неміс физиктер Г. Биннинг пен Г. Рорер сканирлейтін туннельді микроскопты құрастырды – атомарлы деңгейде тексерілетін затқа әсер ететін қондырғы. Сол жылдары американдық физиктер Р. Кэрл, Х. Крото және Р. Смолли атомды-күштік микроскопия көмегімен заттар диаметрі нақты бір нанометрмен өлшеу технологиясын алғаш рет өндеп тапқан.

Атомды-күштік микроскопия әдісі микроскоптың өлшеуші элементі – ине (сезімтал элементтің көлемі 1-10 нм) және зерттелетін макромолекуланың беткейін сканирлеу арасындағы Ван-дер-Ваальс күштерін мониторинг жасауына негізделген. Байланысуын талдауда макромолекуланың суретте көрініс алуға болады, оның көлемін анықтауға және ауру маркерлерімен зонд молекулаларымен құралған кешенді табу: мысалы, фермент-субстрат, антиген-антидене және т.б. кешендерді.

Нанотехнология in vitro-дағыдиагностикада екі бағытта дамиды:

- нанобөлшектерді биологиялық молекулалар маркерлері ретінде қолдану;

- инновациялық нанотехнологиялық өлшеу тәсілдерін қолдану.