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当纳米技术遇见IVD会发生怎样的化学反应?

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什么是纳米技术




纳米技术的医学应用

纳米检测主要是利用纳米材料或结构对现有技术进行改善,以便于更好的满足疾病诊断需求。其中最广为人熟知的纳米材料有金纳米颗粒、磁纳米颗粒、量子点、上转换颗粒等,目前很多体外诊断技术都或多或少的利用这些纳米材料进行疾病的诊断。

金纳米颗粒常见于胶体金试纸条,但也有部分企业使用金纳米的电化学性能进行检测。磁纳米颗粒常用于富集纯化人们感兴趣的物质,在免疫和分子都有大量应用。也有企业用磁纳米颗粒的磁信号进行疾病检测。量子点和上转换具有独特的荧光性质,目前常用于开发新的POCT平台。



另一种思路是利用纳米材料或者结构的独特性能开发新的检测技术平台。其中最广为人熟知的是nanopore的纳米孔测序平台。技术原理是DNA或RNA片段通过纳米级的小孔时,通过监测位移过程中电流的波动用于确定DNA或RNA序列。但这个平台具有了解属于“风声大,雨点小”的代表,当然也可能是我对他的市场情况不太清楚。


纳米成像就是利用纳米材料独特的核磁性能、光学、声学性能进行生物体内的生理结构进行可视化成像。这其中应用最广的就是铁基磁性纳米材料。铁基磁性纳米材料相较于其他材料具有更好安全性,还可以根据不同需求设计出丰富多样的形状和尺寸。除了常用的MRI以外,还开发了磁粉成像MPI,磁动力成像等新的成像方式。



其它无机纳米材料由于其生物安全性等因素,目前还主要在科研上使用。尽管量子点、上转换颗粒等独特的荧光性质在组织成像上有很大优势,但目前很难真正用于生物组织成像。目前聚集诱导发光AIE,纳米化的造影剂,生物自组装及可降解纳米载体的研究大大提高了纳米成像的应用潜力。


纳米治疗




纳米器件在医学上炒的最热的就是纳米机器人,但离真正的应用还太少,基本属于科研概念。其它含有纳米材料的器件就太多了,最简单的有纳米银抗菌敷料等。但其实纳米银本身生物安全性并不算好,因此这种材料我个人不是特别推荐使用。




纳米材料往往具有比较特殊的理化性能,在体外诊断中是具有一定的优势的。目前上转换荧光定量检测就比普通的胶体金在灵敏度上有一定优势,可实现半定量或者定量检测的目的。其次纳米材料由于其巨大的比表面积,使得反应位点得以暴露,增大的反应面积和反应活性,对检测更低浓度的标志物是有很大帮助的。磁颗粒和均相化学发光的应用基本上都有利用这一特性。


反应时间




选择性

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从本质上看,体外诊断所依赖的选择性其实是由生物分子识别作用力和特异性决定的。生物识别元件(酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织等)固定在换能器上,当待测物与生物识别元件发生特异性反应后,通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等,以此对待测物质进行定性和定量分析,从而达到检测分析的目的。纳米技术本质上提供了一种很好的信号转换平台,可以从更小尺度上对信号进行控制和改善。这点在均相化学发光平台上体现最为明显。