Giáo án điện tử sinh học lớp 12: NaNo tế bào (Mới nhất)

Ị

C « n g n g h Ö n a n o tÕ b µ o NGUY N TH HÒA LAN Ễ PHAN NGOC BÍCH TH Y Ủ NG

LÊ THI KIÊU PH

ƯỢ

̣ ̀

Ph n 1: M đ u

ở ầ

ầ

ấ ự ứ

ướ ệ ộ ớ

ướ ấ

ữ I. Khái ni m công ngh nano ệ -Công ngh nano là m t lĩnh v c nghiên c u v t ch t ậ ệ -9m, t c ứ c nanomét, v i 1nanomét (nm) = 10 c này, v t ch t kích th ầ ỷ ủ ậ Ở , t o ra nh ng ng d ng ữ ớ ạ ạ ấ ấ ứ ụ

ự

t th c và đ c đáo. ừ ồ ừ ế ắ

ủ ỉ

ả

ồ có kích th ộ ợ ộ ế ử ướ ộ

ti ng Hy L p có nghĩa là ạ i x p x kho ng 80.000 ả ườ ấ bào h ng c u x p x kho ng 7.000 nm. Các ỉ ầ c nh h n m t nm, trong khi đó i có kích ộ ố ử ạ

m t nm tr lên. kích th ở c a mét. b ng m t ph n t ộ ằ có nh ng tính ch t r t m i l thi ế ộ -T “nano” b t ngu n t “lùn”. M t s i tóc c a con ng nm và m t t ấ nguyên t ỏ ơ nhi u phân t , trong đó có m t s protein l ề c t th ướ ừ ộ ở

ầ

-Thu t ng “công ngh nano” (đ

Ph n 1: M đ u ở ầ ượ ị

ệ ậ ữ

ở ệ

ồ

ở

ự ậ ệ ệ

t s khác nhau v kích th ề

ử ầ

ứơ ằ

ướ ớ ạ ộ ấ

-V t li u nano đã ng d ng

ả ở

ự

ề

ậ

nhi u lĩnh v c ở c nghiên c u và ng d ng ứ

ệ khác nhau. Chúng đ trong y – sinh đ

ụ c g i là v t li u sinh h c nano

c đ nh nghĩa b i giáo s Norio Taniguchi, ĐHKH Tokyo, 1947): Công ngh nano ư v c b n bao g m quá trình phân tách, đông đ c và bi n ế ặ ề ơ ả hay m t phân t d ng các v t li u b ng b i m t nguyên t ử ộ ử ộ ằ ạ -Công ngh nano d a vào các đ c đi m c a v t li u, ặ ậ ệ ủ ể đ c bi c c a m t vài trăm hay ệ ự ặ ướ ủ ộ vài ch c nguyên t . Các ph n nano (m t c m các nguyên ụ ộ ụ c tính b ng nanomet) r t h u ích trong các có kích th t ấ ữ ử ph n ng xúc tác. M t v t li u có th không có ho t tính ể ộ ậ ệ ả ứ kích th c l n, nh ng có th tr thành m t ch t xúc tác ư ể ở ở c nano. kích th xúc tác hi u qu ệ ụ

ậ ệ

ứ ọ

ướ ứ ượ ượ ọ

Ph n 1: Khái ni m

ệ

ầ

bào

ế

II. Phân lo i v t li u nano t ạ ậ ệ ạ

ả

ề

ụ

ạ

ậ

ộ

ệ ướ

ậ ệ

ề

ậ ệ ướ

1. Phân lo i theo hình dáng c a v t li u ủ ậ ệ • V t li u nano không chi u (c ba chi u đ u có ề ề ậ ệ c nano), ví d đám nano, h t nano. kích th ướ • V t li u nano m t chi u là v t li u trong đó ề ệ ậ do, hai chi u có kích th c nano, ví m t chi u t ề ề ự ộ d dây nano, ng nano. ố ụ • V t li u nano hai chi u là v t li u trong đó hai c nano, ví d chi u t ụ ộ màng m ng (có chi u dày kích th

c nano)

do, m t chi u có kích th ề ề ự ỏ

ướ

ề

Ph n 1: M đ u

ở ầ

ầ

ệ

ướ

ầ ủ ậ ệ

ộ ặ ấ ề

ẫ

ủ ề

ộ ố ướ

ế ề

ề

ệ

ậ ệ ơ

ỏ ổ ế

ề

Ngoài ra còn có v t li u có c u trúc ấ ậ nano hay nanocomposite trong đó ch có m t ỉ c nm, ho c c u ph n c a v t li u có kích th trúc c a nó có nano không chi u, m t chi u, ộ ề hai chi u đan xen l n nhau. Cũng theo cách phân lo i theo hình dáng c a ủ ạ i i đ t tên s chi u b gi v t li u, m t s ng ị ớ ề ố ườ ặ ậ ệ c nano. N u nh th thì h t kích th h n ạ ư ế ạ ở nano là v t li u nano 3 chi u, dây nano là v t ậ ậ ệ li u nano 2 chi u và màng m ng là v t li u nano 1 chi u. Cách này ít ph bi n h n cách ban đ u.ầ

Ph n 1: Khái ni m

ệ

ầ

2. Phân lo i theo tính ch t v t li u th hi n

ấ ậ ệ

ể ệ

kích th

ạ t ệ ở

s khác bi ự

ướ

ừ

ậ ệ ậ ệ ậ ệ ậ ệ

c nano • V t li u nano kim lo i. ạ • V t li u nano bán d n. ẫ • V t li u nano t tính. • V t li u nano sinh h c ọ ... v v ...

Ph n 1: Khái ni m

ệ

ầ

ố ợ ợ ố

ệ

Nhi u khi ng ề ớ ạ ỏ ể ạ

ệ ụ ố

ớ

ạ ạ

ạ

ạ ệ

ừ

ấ

ặ

ọ

ề

c khi phân lo i theo tính ch t.

i ta ph i h p hai cách phân ườ lo i v i nhau, ho c ph i h p hai khái ni m ặ nh đ t o ra các khái ni m m i. Ví d , đ i ng chính c a chúng ta sau đây là "h t nano t ủ ượ c phân lo i theo kim lo i" trong đó "h t" đ ượ ạ c phân lo i theo tính hình dáng, "kim lo i" đ ạ ượ ch t ho c "v t li u nano t tính sinh h c" ậ trong đó c "t tính" và "sinh h c" đ u là khái ọ ả ừ ni m có đ ượ

ệ

ạ

ấ

ạ

c đ ướ ượ 100 nm tr xu ng t ở ừ

ọ ớ

ả

ở ể

ạ

ặ

ậ ệ ữ ấ ủ

ở

c các nhà khoa h c quan Ph m vi kích th i m c tâm nhi u nh t là t ứ ố ấ ề (x p x kho ng 0,2 nm), b i vì trong nguyên t ỉ ử ấ ph m vi kích th c này, v t li u có th có nh ng ướ ữ t, ho c nh ng tính ch t m nh tính ch t khác bi ạ ấ ệ ấ kích c h n so v i chính tính ch t c a chúng ỡ ớ ơ l n h n. ớ

Ph n 2: ầ PH PH NG PHÁP CH T O V T LI U NANO NG PHÁP CH T O V T LI U NANO ƯƠ ƯƠ Ế Ạ Ế Ạ Ậ Ậ Ệ Ệ

ữ

ẫ ớ

ậ

ệ

ấ ủ

ấ

ử

ượ ử ụ

ệ ể

ệ

ắ

c c a v t li u b gi m xu ng t

ớ ử ắ ầ

ị ả ượ

ặ ệ

ả ủ ướ ủ ậ ệ ệ ứ ổ tính

i nh ng thay đ i Hai nguyên nhân chính, d n t ổ tính ch t c a v t li u là do di n tích b m t ệ ở ề ặ c tăng lên r t nhi u và xu t hi n các hi u ng đ ề ệ ấ ượ ệ ứ . Di n tích b m t (trên đ n v kh i) tăng ng t l ề ặ ố ơ ệ ượ ị ng ng i đ ph n ng hóa h c t lên, s d n t ứ ọ ươ ả ứ ẽ ẫ ớ ộ tăng lên, làm cho m t s v t li u nano có th ộ ố ậ ể c s d ng làm ch t xúc tác đ làm tăng hi u đ ấ qu c a các pin nhiên li u và c quy. Khi kích ệ i 10 nm ho c th ố b t đ u xu t hi n ít h n, các hi u ng l ấ tính và và làm thay đ i các tính ch t quang h c, t ọ ừ đi n li u. v t ệ ậ ệ

ng t ấ c a ủ

Ph n 2: ầ PH PH NG PHÁP CH T O V T LI U NANO NG PHÁP CH T O V T LI U NANO ƯƠ ƯƠ Ế Ạ Ế Ạ Ậ Ậ Ệ Ệ

ng l n v t li u nano ậ ệ ượ ớ

ợ ớ ấ ị

ắ ư

ố  t o s n ph m ẩ ở ạ ả ạ ự ế ủ ả ặ

3.1 Ph ng pháp hóa h c ọ ươ T ng h p hóa h c giúp t o ra l ạ ọ ổ ợ v i giá thành h p lý. ớ -B t đ u v i dung d ch mu i và cho thêm hóa ch t ầ tr ng thái siêu bão (nh hydroxide) hòa  quá trình k t t a x y ra do s nhân hóa đ ng ho c ồ d h p ị ợ

ố ướ ạ ớ

ể ạ ế ủ ẹ ả

i b nh h c h p, toàn b ộ quá trình k t t a ph i x y ra cùng lúc và ph i không có s nhân hóa sau khi đã t o thành h t. ạ ự +Tính ch t h t ph n l n đ ượ ấ ạ ạ ị ả ộ ả ứ ố

c xác đ nh b i t c đ ị ộ ở ố ng b i n ng ở ồ ưở t đ , pH và th ứ ệ ộ

ả ứ ị

+ Đ t o h t v i phân b kích th ả ả ạ ầ ớ ph n ng, t c đ ph n ng l ả ứ đ c a các ch t tham gia ph n ng, nhi ấ ộ ủ t ch t ph n ng cho vào dung d ch. ả ứ ự ấ

ạ

ệ

ỗ

ọ

ằ ề

ể

ạ

ế ủ ạ ằ

ạ

-V t li u nano đa pha khó t o ra h n b ng ậ ph ng pháp hóa h c vì m i pha c n các đi u ầ ươ ki n k t t a khác nhau. Có th gi i h n kích ệ ớ ạ c h t b ng cách t o ra r t nhi u v trí h t th ị ề ấ ướ c, ho c b ng cách nhân hóa s d ng micelle ng ằ ặ ượ ử ụ bao ph b m t ủ ề ặ +Micelle ng

ạ ộ

ộ ố

ặ

ỵ ướ

ầ

c choán đ y không gian trong v . ỏ

ầ

c: M t s ch t ho t đ ng b ề ấ ượ c d ng que v i đ u a n m t là các nguyên t ướ ớ ầ ư ử ạ c và ch t ho t và k n c. Khi tr n d u, n ướ ạ ấ ộ thích h p, các l đ ng b m t v i nhau theo t ề ặ ớ ợ ỷ ệ ộ ho t đ ng b m t t phân t s p x p t o thành ế ạ ề ặ ự ắ ạ ộ ử v c u v i n ớ ướ ỏ ầ

Ph n 2: ầ PH PH NG PHÁP CH T O V T LI U NANO NG PHÁP CH T O V T LI U NANO ƯƠ ƯƠ Ế Ạ Ế Ạ Ậ Ậ Ệ Ệ

ấ

ế

ể ắ

ư ậ

ượ

ướ

ứ

ạ ị ớ ạ

ướ

c c a micelle ng

+Ki u s p x p hình h c c a ch t ho t đ ng ọ ủ ạ ộ c nh v y g i là micelle ng c, b m t và n ọ ướ ượ ề ặ i thi u hóa năng l ng. Có th đi u x y ra đ t ể ể ề ể ố ả c c a micelle ng c kích th c vì kích khi n đ ượ ướ ủ ượ ể c c a nó ph thu c tuy n tính vào t c a l th ỷ ệ ủ ế ộ ụ ướ ủ ng ch t ho t đ ng b m t. c trên l ng n l ề ặ ạ ộ ượ ướ ượ ấ Có th th c hi n h u h t các ph n ng trong ả ứ ế ầ ệ ự ể c cũng nh trong n n c ch a bên trong micelle. ư ướ Do đó, có th k t t a các h t nano bên trong ể ế ủ i h n b i kích c h t nano b gi micelle. Kích th ở ạ th ượ

ướ ủ

Ph n 2: ầ PH PH NG PHÁP CH T O V T LI U NANO NG PHÁP CH T O V T LI U NANO ƯƠ ƯƠ Ế Ạ Ế Ạ Ậ Ậ Ệ Ệ

ươ

3.2 Ph ng pháp v t lý *Các ph ơ ọ Nghi n tr c cao năngCó th s d ng ph

ề

ươ

ậ ng pháp c h c: ươ ụ

ụ

ậ

ướ

ể ử ụ ọ c v t li u h t t ạ ừ ệ ậ

c các kích th

ờ

ể ạ ượ u đi m c a ph

ươ

ể ễ

ấ

ậ ệ

ườ

ng, đ t ử ụ ạ

ử

ậ

ế

ặ

ị

ệ

ng pháp nghi n tr c cao năng, còn g i là bào mòn c ơ ề vài µm h c đ gi m kích th ể ả ọ xu ng còn 2-20nm. Quá trình này ch m và c n ầ ố nhi u th i gian đ đ t đ c nh ỏ ướ ề ng pháp này là nh t có th . ủ ể Ư ấ ng đ i r và d tăng quy mô đ s n xu t t ố ẻ ươ ể ả i đa hóa ng l n v t li u. Thông th l ể ố ớ ượ i ta s d ng thép c ng ng bào mòn, ng năng l ứ ườ ượ cao phân t . Ăn mòn có h c cũng t o ra các v t ọ li u siêu n đ nh. N u nghi n khi có O2 ho c N2, ề ổ có th t o thành oxit ho c nitrit ặ

ể ạ

Ph n 2: ầ PH PH NG PHÁP CH T O V T LI U NANO NG PHÁP CH T O V T LI U NANO ƯƠ ƯƠ Ế Ạ Ế Ạ Ậ Ậ Ệ Ệ

ặ ằ ườ * C t b ng laze ắ ằ Trong k thu t c t b ng laser ng ậ ắ ỹ

ể ắ

ầ ệ ự

ấ ớ ậ

ả ấ ạ

ủ ơ ề ớ ớ

ộ ượ ỏ ơ ấ

ớ ố

ằ ể ử ụ ẫ

i ta đ t graphite trong lò và dùng xung laser m nh đ c t nó trong khí tr . ơ ạ t Đ u tiên, dùng đi n c c carbon nguyên ch t v i nhi ệ đ khí argon xung quanh 1200 oC. Khí mang argon t p h p ợ ộ các s n ph m và l ng chúng khi ph c ch t làm l nh. ắ ẩ L p ph g m các ng nano 4-24 l p, chi u dài < 300 nm, ố ủ ồ ng nh c ch t nh o-nion. M c dù các cùng v i m t l ặ ư ớ c đ t o ra m t n l c thành công trong vài năm tr ộ ể ạ ướ ỗ ự ng l n các ng nano b ng các ph ng pháp nhi l t đ ươ ệ ộ ượ ng pháp này quy trên, v n ch a th s d ng ph cao ươ ư ở mô công nghi p.ệ

-Các nghiên c u v t li u sinh h c nano ngày

t trong lĩnh v c ch n

ứ ậ ệ ệ

ặ

ọ ự ữ

ỉ

ộ

ươ

ấ ậ ệ

c s d ng r ng rãi là

ộ

ế ế ể

ờ ậ

ệ

càng nhi u, đ c bi ề th ng ch nh hình. M t trong nh ng v t li u sinh h c nano đ ượ ử ụ ọ Hydroxyapatite do NITI đ a ra. Các túi nh ỏ ư t k đ có th đ a c thi ch a thu c đã đ ượ ể ư ố ứ bào đích. Chúng có g n các i t ng t thu c t ế ắ ố ớ ừ c u trúc nh n di n đ c hi u, nh v y các ặ ệ ậ ấ c đúng n i c n đ n. i đ thu c t phân t ơ ầ ố ớ ượ

ử

ế

Ph n 2: ầ PH PH NG PHÁP CH T O V T LI U NANO NG PHÁP CH T O V T LI U NANO ƯƠ ƯƠ Ế Ạ Ế Ạ Ậ Ậ Ệ Ệ

ấ

ể ượ

ử

c thi ả

ạ

ổ

ậ

ẳ ệ

ộ

ử

ườ

ợ

Các c u trúc nano cũng có th đ t k ế ế v i vai trò s a ch a mô, chúng có kh năng rà ữ ớ soát (ch ng h n trong h th ng m ch máu) đ ể ạ ệ ố ng, th m chí cũng có phát hi n các t n th ươ kh năng s a ch a trong m t vài tr ng h p ữ ả khác Ng

ả

ườ ọ

ứ

i ta cũng đã th nghi m các “qu bom ử ệ sinh h c” mini, có g n các th th chuyên bi t ệ ắ ụ ể bào h h ng c a cho các t bào ung th , các t ủ ư ỏ ế ư ế bào đã nhi m virus. Các túi nh này mô, các t ỏ ễ ế và xâm nh p vào các t ch a các đ c t bào ế ậ ộ ố nói trên đ ti n hành gây đ c. Thông th ng, ườ ộ ể ế c đ a vào và khu ch tán trong các túi nano đ

ượ ư

ế

máu

Ph n 2: ầ PH PH NG PHÁP CH T O V T LI U NANO NG PHÁP CH T O V T LI U NANO ƯƠ ƯƠ Ế Ạ Ế Ạ Ậ Ậ Ệ Ệ

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

ệ ạ

ơ ể ể ế ị ự ệ

c ph m m i t ớ ừ

ậ ượ ạ ủ ổ ợ ệ

ườ ượ ơ ộ

ọ ạ ử

ả ạ ọ

ộ ị ư ộ

c t o ra trong t ể ữ ự

ọ ớ ố ơ ỡ ể ữ ứ

t b c c nh có th CNNN sinh h c là vi c t o ra các thi ể ỏ ọ t virut và các t đ a vào m i n i trong c th đ tiêu di ế ọ ơ ư các bào ung th , t o ra hàng trăm các d ẩ ư ạ h p, t o ra các protein c m vi sinh v t mang ADN tái t ả ậ ng s ng, ng có th ti p nh n các tín hi u c a môi tr ố ể ế ứ c ch có t o ra các đ ng c sinh h c mà ph n di đ ng đ ỉ ầ ộ ạ kích c phân t i protein, t o ra các chip sinh h c và ti n t ế ớ ỡ kh năng t o ra các máy tính sinh h c v i t c đ truy n ề đ t thông tin nh não b . Có th coi nh ng đ n v phân t ử ữ ạ nhiên là nh ng c máy c nano ph c đ ượ ạ ứ ỗ t p nh t có ch c năng quy đ nh và đi u khi n nh ng h ệ ề ị ấ ạ sinh h c. ọ

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

ộ

ượ ấ

ả

ế ờ

ứ ấ ẹ

ệ

ự

ọ ụ

ọ

ả

ữ

ự ề ứ ờ

ự ự

ụ

ơ ả ặ ể ạ ơ

ể ử ụ

ứ ắ

ự

ạ

ọ

ở

ế ị ả

ệ

ế

ọ

ệ ử ấ

ọ

ạ ộ

ủ

ệ

ỏ

ờ ụ

ợ

ự ạ ộ

ữ

ử

ế

ấ

ố

ộ

CNNN sinh h c đ c r t nhi u chuyên gia đánh giá là m t lĩnh ọ ề v c có tri n v ng lâu dài vì tr c h t ph i nghiên c u r t nhi u ề ướ ọ ể ự lĩnh v c khoa h c c b n, đ ng th i nó cũng h a h n đem l i ạ ứ ồ t là trong lĩnh v c y h c. D đoán r t nhi u ng d ng, đ c bi ấ kho ng th i gian đ t o ra nh ng ng d ng trong lĩnh v c này là 10 năm và xa h n. Đ i v i ng n h n, có th s d ng tr c ố ớ các ng ti p các protein, ADN và nh ng polime sinh h c khác ứ ữ ế d ng linh ki n đi n t t b c m bi n sinh h c. Nói nano và thi ụ cách khác, các c u trúc mô ph ng sinh h c (bio-mimetic) s ẽ ỏ c phát minh ra nh vào vi c mô ph ng ho t đ ng c a các đ ượ nhiên, ví d nh catenane và rotaxane là nh ng h p c u trúc t ữ ấ ch t ho t đ ng gi ng nh nh ng đ ng c phân t tuy n tính và ư quay vòng.

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

ặ ự ụ ứ

ọ ệ ụ

c tăng c ự ụ ườ ả ẩ

ế ứ ọ ệ ớ

ữ ẩ ượ ạ ườ ụ ố

ế ạ

ấ ồ ấ ủ ứ

ạ ạ ờ ể ạ ạ ạ ụ ả ộ

ươ ệ ố ồ

t h a h n. Các ng d ng trong lĩnh v c y h c đ c bi ẹ ệ ứ c Nh ng lĩnh v c nh ch n đoán b nh, cung c p d ượ ấ ẩ đang ph m theo m c tiêu và chi u, ch p hình phân t ử ng nghiên c u. Các s n ph m ch a các đ ứ h t nano liên quan t i y h c hi n nay đã có trên th ị ng M . Ví d CNNN đã khai thác tính ch t ch ng vi tr ỹ trùng n i ti ng c a b c nh m ch t o ra đ băng bó ằ ổ ế ng có ch a b c tinh th nano cung c p ion b c v t th ể ươ ế trong m t kho ng th i gian liên t c đ t o ra m t lo t ộ ng pháp ch ng vi khu n cho 150 ngu n b nh ph ẩ khác nhau.

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

ọ

ữ ệ ng đ i l n ố ớ ở ỡ

ậ

ướ

ạ

Các công ngh phân tích c u trúc d li u sinh h c theo dãy s ử ấ ệ c micromet, đang d ng các m u v t sinh h c t ọ ươ ẫ ụ c và kh năng c nâng cao v đ nh y, kích th ti p t c đ ả ề ộ ượ ế ụ phân tích d li u. ữ ệ

ấ

ử

ươ

ng đ

ỏ ơ

ậ

ỏ ộ

ố ượ ế

ệ

ộ

ệ ử ụ

ể

ệ

ợ

ờ

ệ ệ

ữ

ề

ệ

ẫ

ớ

-Ph ng pháp chip ADN, mang m t dãy phân t trên m t ch t ộ ộ tr , hi n nay th c s d ng trong phân tích gen và ệ ơ ử ụ ượ ườ protein. Xu h ng m u v t nh h n đòi ng nghiên c u kh i l ẫ ứ ướ i cao h n đã bi n công ngh này thành m t h i đ phân gi ả công ngh n i tr i. Các công ngh “Lab on chip” (Phòng thí ộ ệ ổ c s d ng đ phán đoán và h nghi m trên con chip), đang đ ỗ ượ ph m vi tr cho vi c ch n đoán b nh, m c dù hi n th i m i ạ ớ ở ặ ệ ẩ micromet, nh ng nh ng ti n b trong vi c phát tri n các h ể ệ ộ ế i vi c cho ra nh ng h tích nano l ng s có ti m năng d n t ữ ẽ ỏ h p c nano. ỡ

ợ

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

bào v i ph ệ ế ớ ươ ng pháp đi u tr ung ề ị

* Công ngh nano t th ư

ế ủ ậ

ằ ệ ề ố ấ ớ ỹ ệ ề

ị ệ ư

ớ ữ ẩ ị

ệ ẽ ấ ố

Sáng ki n Công ngh nano Qu c gia c a M đã nh n đ nh r ng CNNN có ti m năng r t l n trong vi c đi u tr ị b nh ung th . Theo Sáng ki n này, “T i năm 2015, kh ả ế năng ch n đoán s m và ch a tr nh ng kh i u m i ớ ố ữ i ch t xu t hi n s góp ph n lo i tr hoàn toàn s ng ế ườ ạ ừ và m c căn b nh hi m nghèo này ớ ầ ể ệ ắ

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

-*C y ghép và b ph n gi

ậ

ấ

ộ

ả

ể

ữ

ụ

ố

ẽ

ộ ố ậ ệ ấ

ấ

ự

ưở

ươ ể

ư ộ ứ ở

ể

ệ ố

ả

ạ

ươ

ể ạ

ữ ệ ặ ố

ư ậ

ự

ệ

ọ ạ ệ ử

ử ụ ủ

ng t ứ

ầ ể

ế ạ

ỡ

ả ậ ặ ữ

ơ ẳ

ướ

ạ

ờ

ọ

ệ

ằ

ề ặ ượ ầ c tín hi u đi n phát ra. B ng cách g i và nh n các xung đi n t ể ể

ử ượ

ầ

ọ

ượ ố ớ

ủ

M t s v t li u nano ví d nh các ceramic tinh th nano có nh ng tính ng thích sinh h c, s làm cho ch t nh đ c ng, ch ng hao mòn và t ọ ng đ làm các mô c y. S phát tri n chúng tr thành nh ng v t li u lý t ậ ệ ữ có m t đ các máy dò l n và kh năng x c a các h th ng nano đi n t ử ớ ậ ộ ệ ử ủ lý d li u cao có th giúp các nhà khoa h c t o ra m t võng m c nhân t o ạ ộ nh v y, vi c s d ng các linh ki n đi n t ho c c tai nhân t o. T ệ ử nano s cho phép nghiên c u quá trình x lý c a dây th n kinh sinh h c ọ ẽ i cao h n. Các nhà khoa h c đã phát tri n dây th n kinh v i đ phân gi ọ ớ ộ ơ c a đ ng v t g m nh m trên các b m t đ c ch t o c nano đ hình ấ ộ ủ i dây th n kinh s đ ng, nh đó h có th đo thành nên nh ng m ng l ể đ h ệ ừ ệ ậ ệ c các dây th n kinh t o nên trí th ng đó, các nhà khoa h c có th hi u đ ạ nh qua nh ng ph n ng c a chúng v i các mô hình tác nhân kích thích ớ ả ứ ữ khác nhau nh th nào

ư ế

Ph n 3: ng d ng Ứ

ụ

ầ

ậ

ằ

ử

ệ ừ ệ ố

ể ể

ầ

ạ

ọ ữ

ả ứ

ả

ườ

ẽ

ủ

ụ

h th ng đó, các nhà B ng cách g i và nh n các xung đi n t khoa h c có th hi u đ c các dây th n kinh t o nên trí nh ớ ượ qua nh ng ph n ng c a chúng v i các mô hình tác nhân kích ủ thích khác nhau nh th nào. Hy v ng r ng các k t qu nghiên ư ế ằ ế ng t n th giác có th c u s giúp cho nh ng ng ổ ể ị ươ ữ ứ i kh năng nhìn, ho c ph c h i l ph c h i l i ch c năng c a ứ ồ ạ ụ ồ ạ c cho nh ng b nh nhân m c b nh Parkinson. ắ ữ ơ

ớ ọ i b th ị ặ ệ

ả ệ

ả

ứ

ừ

ế

ạ

ả

ố

ế ị

ậ bào. Thi ề

ọ

ỡ

ữ

ể

ệ

Các nhà nghiên c u Nh t B n v a sáng ch ra m t ộ ậ lo i kim tí hon, có kh năng ph u thu t ngay trên t ế ẫ bào s ng mà không làm t n h i t t b này ạ ế ổ s giúp đ các nhà sinh h c r t nhi u trong công ấ ẽ cu c tìm ki m li u pháp gien và phát tri n nh ng ế lo i thu c m i ớ ố

ộ ạ

ẫ

ự

ố ụ

ố ớ ỏ ể ấ

ẫ

ỏ

ỏ ứ ng ngày

ệ

ở

ế

ạ

T bào gan v n kh e m nh sau khi ti n hành ph u thu t.

ế ạ ẫ

ậ

ể

ế

ạ

ế

ạ

ế ườ bào.

Đ i v i công ngh hi n nay, dùng ng d n c c ệ ệ nh đ l y v t ch t ra kh i tr ng th tinh đã tr ậ ở ấ huy n." Tuy thành "chuy n th ệ ườ i khá "lóng nhiên, các ng d n tí hon này l ố ẫ ngóng" và r t khó đi u khi n chính xác đ ể ề ấ không làm t n h i đ n t bào. Và khi áp qua ổ ng bi n d ng m nh đ n vách t m c làm ch t c t ứ

bào, chúng th ế ả ế

*Ph u thu t nano cho t ậ ẫ ế ố bào s ng

ứ

ụ

ứ

ữ

ệ

ườ

ụ

ộ ế

ẫ

ỏ

ế

ế ứ

T bào gan v n kh e m nh sau khi ti n hành ph u thu t.

ế ạ ẫ

ậ

bào", ông nói.

Theo Ian Hall, nhà nghiên c u y khoa i ĐH Nottingham, công c này phân t t ử ạ t có ích cho vi c nghiên c u s đ c bi ệ ệ ẽ ặ i trong nh ng căn b nh nh t bào ng ư ườ ế bào hen suy n ho c x nang. Do các t ế ặ ễ ng ng xuyên thi u h t, ph nói trên th ươ ế pháp theo dõi thành ph n hóa h c c a ủ ọ ầ bào mang b nh nh th s đóng m t t ư ế ẽ ệ vai trò h t s c quan tr ng. "V n đ hàng ề ấ ọ đ u c a tôi là thi u h t t ụ ế

ủ

ế

ầ

*Ph u thu t nano cho t ậ ẫ ế ố bào s ng

*T bào nano tiêu di bào ung th ế t t ệ ế ư

ọ ộ ế

ế

ồ

ả

ể ạ ồ ứ ấ

Các nhà khoa h c đã phát tri n thành công m t t bào ể nano có công d ng chui vào ụ bào ung th , c t h t các trong t ư ắ ế bào (đ ng m ch máu nuôi t ế ạ th i có kh năng ngăn không ờ i) r i "kích cho nó phát tri n l ho t m t qu bom" ch a ch t ạ đ c gi ộ ả ộ t ch t t ế ế bào ung th . ư ế

ọ

H t nano

ạ

ươ ề

ệ ng các t ế

Các nhà khoa h c g i đây là ọ li u pháp "hành đ ng kép" và so ộ ệ ng pháp đi u tr v i các ph ị ớ ung th khác thì li u pháp này ít ư bào lành nh h ưở ả l n nh t. ấ ặ

*T bào nano tiêu di

bào ung th

ế

t t ệ ế

ư

Tr ướ

ọ

ạ ộ ạ ắ

ượ

ộ

H t nano

ạ

c đây, khó khăn c a các ủ c nhà khoa h c là h ch đ ỉ ượ ọ phép ch n m t trong 2, ho c là ộ ặ dùng hóa tr ho c là c t các ắ ặ ị bào ung th vì m ch máu nuôi t ế m t khi đã c t các m ch máu thì ng ti n" đ a không còn "ph ư ệ ươ bào ung th . hóa ch t vào t ư ế ấ i Nh ng công ngh nano đã gi ả ệ ư quy t đ c v n đ này, cho ề ấ ế phép li u pháp "hành đ ng kép" ệ ra đ i.ờ

*T bào nano tiêu di

bào ung th

ế

t t ệ ế

ư

T bào nano đ

ế

ạ

ồ ớ

ượ ộ ộ ớ ạ ớ bào th

ườ

ặ

ấ

ị

H t nano

ạ

ế

c c u ấ trúc theo d ng m t bong bóng l ng vào m t bong bóng l n h n v i kích ơ th c nh h n m ch máu ướ ỏ ơ bào kh i u và l n h n t ơ ố ế ng. m ch máu t ế ạ B m t bong bóng bên ề ngoài có ch a các hóa ch t ứ giúp h mi n d ch không ễ ệ qu bóng đào th i và ả ở ả t bên trong là hóa ch t gi ấ bào ung th . ch t t ư

ế ế

*T bào nano tiêu di bào ung th ế t t ệ ế ư

ươ ệ

ế ấ

ố ấ ệ ả ố ớ

ổ ộ ư

ệ

ị ệ

ị ằ

H t nano

ạ

ộ ươ

ế

ề ộ c th ng pháp này đã đ ử ượ nghi m trên chu t, k t qu cho ả ộ th y nó đã ho t đ ng r t an toàn và ạ ộ hi u qu đ i v i các kh i u ác tính và m t d ng ung th ph i. Đi u ề ạ này cho th y các nhà khoa h c ph i ả ọ ấ thay đ i c u trúc t bào nano đ ể ế ổ ấ phù h p v i t ng lo i ung th . ớ ừ ư ạ ợ thí nghi m, 8/10 chu t Trong ộ c đi u tr li u pháp này có th đ ề ể ượ s ng h n 65 ngày trong khi đó ơ ố c đi u tr b ng nh ng chu t đ ữ ề ượ ng pháp ch ng ung th nh ng ph ữ ư ố t nh t ch s ng 30 ngày, còn t ỉ ố ấ ố chu t không đ c đi u tr thì ch t ị ượ sau 20 ngày.

bào *“ ng nano” đ a thu c đ n t ư ố ế ế Ố

Trong m t n l c

ệ ề ơ ằ ả ủ ố

ế

ệ

ỏ

“ ng nano” c a các nhà khoa Ố ủ c h c Ý và Pháp v i kích th ớ ướ ọ c c nh có th đ a thu c đi ể ư ố ự bào mà xuyên qua màng t ế bào không gây h i cho t ế

ạ

ỹ

bào. ộ ỗ ự nh m nâng cao hi u qu c a vi c truy n ệ thu c thu c đ n n i ố ế c n đ n, các nhà khoa ầ h c Ý và Pháp đã nghiên ọ c u và th nghi m ử ứ thành công k thu t ậ dùng các ng nano ố carbon đ tiêm thu c ể ố vào các t ế

bào ố ế ế Ố

ự Ố ướ

ề ượ

ừ

ữ ế

“ ng nano” c a các nhà khoa ủ Ố c h c Ý và Pháp v i kích th ớ ướ ọ c c nh có th đ a thu c đi ố ể ư ỏ ự bào mà xuyên qua màng t ế bào không gây h i cho t ế

ạ

ệ

“ ng nano” đ a thu c đ n t ư ng nano này có kích c c c nh v i chi u th ỏ ớ c dài và chi u r ng đ ộ ề nhi u l p nguyên làm t ề ớ carbon s p x p thành t ế ắ ử phi n nh chì. than ư ế “Chúng có th xuyên qua ể bào nh nh ng màng t ư cây kim bé xíu mà không gây h i cho bào”, t ế ạ Alberto Bianco thu c ộ c u de Vi n nghiên ứ Biologie Moleculaire et i Strasbourg, Cellulaire t ạ t ế France, Pháp cho bi

bào *“ ng nano” đ a thu c đ n t ư ố ế ế Ố

ế

ể

ủ

ố ố

ỏ

ộ

“ ng nano” c a các nhà khoa Ố ủ c h c Ý và Pháp v i kích th ớ ướ ọ c c nh có th đ a thu c đi ể ư ố ự bào mà xuyên qua màng t ế bào không gây h i cho t ế

ạ

ị

ề ế

N u các protein hay các axit nucleic bám vào ng nano này, chúng ố cũng có th đi qua màng bào. Bianco và các t ế đ ng nghi p c a mình ệ ồ mu n s d ng các ng ử ụ nano này đ đ a m t ể ư ng r t nh các phân l ỏ ấ ượ c ph m nh t ư ẩ ượ ử kháng sinh ho c thu c ố ặ đi u tr ung th tr c ự ư bào, t đó ti p vào t ế ừ nâng cao hi u qu tiêu ả ệ bào gây b nh di t các t ệ ế ệ

và nâng cao hi u qu ệ ả

đi u tr . ề ị

bào *“ ng nano” đ a thu c đ n t ư ố ế ế Ố

ế ạ

ỏ

“ ng nano” c a các nhà khoa Ố ủ c h c Ý và Pháp v i kích th ớ ướ ọ c c nh có th đ a thu c đi ể ư ố ự bào mà xuyên qua màng t ế bào không gây h i cho t ế

ạ

ự ề ặ ể ứ

ạ ộ ố

T.VY (Theo

Các nhà khoa h c ọ cũng mu n nghiên c u ứ ố ch t o đ ng nano ể ố này có kh năng đ a 2 ả ch t khác nhau vào các ấ ng nano, đi u này s ẽ ề ố giúp th c hi n các li u ệ ệ pháp đi u tr k t h p ị ế ợ ho c đ nghiên c u và tìm ra m t lo i thu c m i nào đó. ớ

HealthDay)

bào th n ố ậ ệ ớ ế ầ

*Ghép n i v t li u nano v i t kinh

 Hi n nay, các h t nano đã b t đ u đ ạ

c s d ng ệ

ạ

ọ ắ ầ

ế ư ầ ả ậ ệ

ế ư ố ầ ớ

ạ ọ ớ

ệ ồ

ầ

ầ ạ

. ắ ầ ượ ử ụ trong hàng lo t lĩnh v c y sinh nh ch p nh, ư ụ ả ự c m bi n, thăm dò, phân tích ADN và đi u tr ị ề ả ung th . G n đây, các nhà khoa h c b t đ u chú ý đ n kh năng ghép n i các v t li u nano (ví d ụ ố nh ng nano, dây nano) v i các neuron th n kinh. M i đây, Nicholas Kotov (Đ i h c Michigan) cùng các đ ng nghi p Đ i h c Y khoa ạ ọ Texas, Galveston (UTMB) l n đ u tiên đã ghép n i thành công màng m ng các h t nano quang ố ỏ đi n v i m t t bào th n kinh ầ ộ ế ớ ệ

bào th n ố ậ ệ ớ ế ầ

 Các nhà nghiên c u tr

*Ghép n i v t li u nano v i t kinh

ề

ổ ạ i cho kh năng ho t ị

ạ ự ỉ ạ ể ề ư

ạ ặ ộ

ạ

ắ ấ ạ

ế ộ ố ạ

ữ ố ạ ữ ấ ủ ề ụ ớ

ạ

ả ế ớ ươ

ệ bào". c v i các t c đó đã cho ánh sáng ướ ứ bào th n kinh s d ng silic truy n qua các t ử ụ ầ ế nh ng các v t li u nano l ạ ả ậ ệ tính m nh h n và t o ra s kém n đ nh, "Chúng ơ ta hoàn toàn có th đi u ch nh các đ c tr ng đi n ệ c a màng h t nano đ t o ra các thu c tính nh ư ể ạ ủ là nh y màu s c, và các kích thích khác nhau, là nh ng tính ch t mà b n mong mu n n u b n ạ mu n t o ra các võng m c nhân t o, m t trong ạ nh ng m c tiêu l n nh t c a đ tài này" - Todd chính, phát bi u - "B n không th Pappas, tác gi ể ể làm đ c th v i silic. Ngoài ra, silic là m t v t ượ ộ ậ li u kh i - các linh ki n Si ít có tính t ng thích ố ệ kích th ướ ớ ế

bào th n ố ậ ệ ớ ế ầ

*Ghép n i v t li u nano v i t kinh

ộ ạ ặ

ạ

ứ ứ ự ế ẫ ế

ư ề ứ

ụ ứ ữ

ạ ậ

ụ ả ự ệ ể ượ ẩ ậ ệ

ộ ợ ạ ấ ầ

ế ố ư ầ ả ạ

ấ

ự

 Các nhà nghiên c u nói r ng m c dù m t võng m c ằ nhân t o trên th c t v n còn là m t lĩnh v c ng ự ứ ộ c s d ng xa v i, nh ng k t qu nghiên c u có th đ ể ượ ử ả ờ ụ d ng trong nhi u ng d ng khác ít ph c t p h n. ơ ứ ạ ụ ụ Nh ng ng d ng đó bao g m các cách đ k t n i v i ể ế ố ớ ồ , các công c m i chân tay nhân t o và các b ph n gi ụ ớ ả ộ cho ch p nh và ch n đoán. "Đi u tuy t v i trong ờ ề c kích ho t thành t u này là các v t li u này có th đ xa mà không c n dùng m t s i dây k t n i nào. T t t ừ c nh ng gì b n c n ph i làm là làm sao đ a ánh sáng ả ữ đ n v t li u" - Massould Motamedi, Giám đ c Trung ố ế ậ ệ c a công tâm K thu t Y sinh (UTMB), đ ng tác gi ả ủ ồ ậ ỹ t - "Tôi c m th y là càng ngày các công c trình cho bi ụ ả ế và sinh h c nano s càng đ a đ n cho các lĩnh v c y t ọ ế nhi u ng d ng m i, mà th m chí khó mà t ng ưở đ

ng t ư ế ớ ượ ụ ậ

ẽ ề ứ c". ượ

c đ t phá ệ ệ ướ ộ

*Công ngh nano th c hi n b ự trong nghiên c u th c v t ự ậ ứ

ứ ọ

ạ ọ ử ụ ấ

ạ

ấ ự ộ

c xem là m t công trình có tính đ t phá Công trình nghiên c u c a các nhà khoa h c ủ ng đ i h c bang Iowa s d ng các c u trúc tr ườ nano Silic (mesoporous silica nanoparticles – MSNs – vi h t silica) đ đ a DNA plasmid cùng ch t ể ư bào th c đi u hòa m t cách có ki m soát vào t ế ể ề v t đ ộ ộ ậ ượ

ng t ng t bào th c v t v i các bào ế ưở

Hãy t ủ

ượ ư ộ ở ộ ồ ả

ứ

ở

ấ

ứ ư ọ

ự ậ ớ , DNA quan c a nó nh m t nhà máy kh ng l ồ ổ i có h n m t b n c ch vào b ng xe t plasmid đ ượ ẳ ằ ch a các ch t kích ho t s bi u hi n c a gene trên ệ ủ ạ ự ể ấ plasmid. Khi đã vào trong nhà máy, ng i tài x s ườ ế ẽ i phóng plasmid và m m t chi c m khóa đ gi ế ở ộ ể ả i phóng ch t đi u hòa ra kh i b n khóa khác đ gi ỏ ồ ề ể ả ch a… Th t xa v i nh ng các nhà khoa h c đã và ờ ậ đang d n bi n đi u đó thành hi n th c. ề ế ự ệ ầ

c đ t phá ệ ệ ướ ộ

Đ u tháng 5 v a qua, Francois Torney , Brian

quá trình

ự

ả th c v t s d ng các h t

bào. Đ ng

ộ

ầ ừ Trewyn và c ng s đã mô t ộ chuy n gene ạ ở ự ậ ử ụ ể nano silica đ đ a DNA vào t ồ ế ể ư th i s d ng các c u trúc nano đ v n ể ậ ấ ờ ử ụ ch t chuy n và phóng thích các phân t ử ấ ể c m ng trong t bào m t cách có ki m ể ế ả ứ soát.

*Công ngh nano th c hi n b ự trong nghiên c u th c v t ự ậ ứ

c đ t phá ệ ệ ướ ộ

*Công ngh nano th c hi n b ự trong nghiên c u th c v t ự ậ ứ

ng ọ Công trình nghiên c u c a các nhà khoa h c tr ứ ủ

ấ

ể ư ạ

ế ể ộ

ấ bào th c ự c xem là m t công trình có tính đ t phá ườ đ i h c bang Iowa s d ng các c u trúc nano ử ụ ạ ọ Silic (mesoporous silica nanoparticles – MSNs – vi h t silica) đ đ a DNA plasmid cùng ch t đi u hòa m t cách có ki m soát vào t ề v t đ ộ ậ ượ ộ