纳米传感器在心血管疾病中的成功

摘要

纳米技术是微小的意思，但纳米是一米的十亿分之一。一根直径为1纳米的碳纳米管比一根头发还要小10万倍。在检查中，一根头发比10米宽的房子小10万倍。纳米技术是未来的技术，具有广阔的应用前景，如纳米医学、纳米电子、纳米传感器等。纳米传感器是天然的，合成的，或用于将纳米颗粒的信息传输到宏观领域的外科感觉点。在很大程度上，它被用作不同的治疗目的的一部分，并作为构建不同纳米产品的通道，例如，在纳米尺度上工作的PC芯片和纳米机器人。人们对人体内纳米技术的一个典型看法是，所使用的材料是否致命。这种由碳纳米管开发的传感器适用于检测连接到插入物上的细胞是骨细胞(这是可信的)、微生物还是刺激性细胞。

关键字

纳米技术，纳米医学，纳米传感器，心血管疾病，碳管

简介

心血管疾病

心血管疾病(CVD)在全球范围内迅速发展，人数众多，预计将继续成为医疗保健支出的最大支持者之一。据世界卫生组织统计，全世界每年约有1700万人死于心血管疾病[1-7］．

一般来说，常见的心血管疾病有六种&它们列在下面:

•缺血性心脏病

•脑血管疾病(中风)

•周围血管疾病

•心力衰竭

•风湿性心脏病

•先天性心脏病

心血管疾病的挑战包括

心血管疾病中的纳米传感器

纳米传感器在医学研究中正在迅速崛起，尤其是在心脏疾病方面。不良的饮食习惯和缺乏活力的生活方式是扩大心脏病和疾病的基本原因。心血管疾病是突发性疾病，需要迅速考虑和快速治疗。纳米传感器的设计方法是通过计算心脏的应激反应并将其转换为ECG信号来检测心脏病发作[8-10］．纳米传感器能够将信号无线传输给医生，以便快速诊断和治疗。这些传感器成本较低，可以随时为心脏病患者使用。

心脏的严重压力会导致酶(蛋白质分子)的过量释放，从而对血管造成压力和消耗;导致胸痛或心脏骤停[11-35］．

纳米传感器

纳米排列材料的器件用于预先处理和传感分析。目前正在研制两种或三种芯片，用于医疗监测或诊断。首先芯片是与分析物相关的初步处理和传感结构，它将由纳米fab创建。其余的芯片将配备标准微控制器。纳米传感器具有纳米级筛分结构的硅或聚合物过滤器;用于生物物体分选的微液体系统;微PCR;单片机电泳系统;带有微尺度物质和深亚微米结构的催化传感器的单芯片(带有向外光源)SPR系统，以获得更好的功能和响应时间[36-40］．

纳米传感器在心血管疾病中的应用

心血管疾病的检测方法可能不同，但最终目标是正确诊断和更好地治疗患病个体。

检测血液中的c反应蛋白(CRP)水平

c反应蛋白是炎症期间升高的关键相蛋白之一。CRP水平持续升高提示不稳定心绞痛和急性心肌梗死(心脏病发作)患者冠脉发作复发。c反应蛋白水平升高也与心脏病患者较低的生存率有关[41-47］．

一名葡萄牙研究人员开发了一种治疗CV疾病的新方法，该方法基于碳纳米管制成的传感器阵列，用于选择性和敏感地评估血液和唾液中的c反应蛋白。这种非侵入性方法花费的时间非常少，不需要任何治疗前的样本分析，它可以在现场立即提供结果，因此它将提高实时诊断的能力，从而提高卫生保健系统的质量[48-56］．

项目首先开始组装纳米传感器，测试和优化标准解决方案。由单壁碳纳米管制成的传感器阵列所包含的纳米传感器，该传感器由金属半导体的兼容氧化物与硅衬底和化学识别层或涂层制成，可提高传感器对特定分析物的灵敏度和选择性。该纳米传感器将用于人工样品中c反应蛋白的检测，并与ELISA检测结果进行比较[57-76］．

项目的第二步包括，将纳米传感器应用于实际的临床样本(人类血液和唾液)，结果也将使用ELISA法进行验证。从人类身上采集的样本是血液和唾液，可以是健康人，也可以是患有与c反应蛋白相关的不同疾病的人。唾液检测结果将与血液一起检测，以确定唾液中的c反应蛋白是否对心血管风险疾病具有重要意义，并检查纳米传感器作为一种非侵入性技术。

项目的第三步包括将纳米传感器调整为原型并使用真实样品进行测试。

印度理工学院孟买电气工程系在传感器中开发了一种悬臂，使用聚合物的微小或纳米颗粒来测量心脏的应激症状(心肌梗死)，并将其转变为电信号。聚合物中的纳米粒子通过心脏中产生的酶的生化过程产生电流。当心脏经历强烈的压力或紧张时，它会立即大量释放酶(蛋白质分子)，对血管施加压力，导致胸痛、出汗甚至心脏骤停。

建立了基于电阻抗测量的硅纳米传感器技术来识别蛋白质。纳米传感器使高密度、小容量多井板概念小型化。通过该技术已经建立了两个心脏蛋白质组生物标志物的估计。两种蛋白，c反应蛋白和nt -脑钠肽(BNP)，在临床样本中以pg/mL浓度分析时与不良心脏后果相关。在个别井中出现抗体-抗原结合复合物是值得注意的。该技术能够实现近实时检测，灵敏度提高至1 ag/mL的人血清BNP和1 fg/mL的CRP。

心脏疾病的快速多通道血清分析

来自美国的研究人员对心血管疾病进行了快速多通道血清分析。

荧光纳米传感器加强心血管疾病患者心脏营养物质的诊断，最大限度地减少经济影响。拟议的研究使用基于纳米颗粒的传感器阵列来快速分析血清，强调创建有效的传感器元件，使用超分子“发夹”图案来提供启动荧光响应。纳米粒子识别元件和荧光报告器的共价键将允许它们在流动系统中使用。

结论

分子生物学各个领域的扩展和当前认识[77-79]、材料科学、遗传学、细胞生物学、生物工程[80-85]和蛋白质组学[86-97发展纳米生物技术。纳米生物(98-One hundred.作为微观和分子水平相互作用的桥梁，为卓越和包容的平台开辟了道路，它可以成为CVD诊断和治疗进展的重要前景。

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