کاربرد نانو ذرات در زیست شناسی
نانو
روشهاي رايج تشخيصي DNA، بر پايه PCR و استفاده از مولکولهاي فلوروفور معدني به عنوان نشانگر استوار است. اين روشها بنا به دلايلي از جمله طيفهاي جذبي و نشري وسيع و تجزيه ناهمگون مولکولهاي فلوروفور معدني، دقت تشخيص بالايي ندارند. همچنين نيازمند تجهيزات پرهزينه و پيچيده هستند.امروزه روشهاي رايج تشخيص پروتئينها عمدتابر اساس استفاده از ELISA طراحي شده است. در اين جا با وجود مشکلاتي مشابه حالت قبل علاوه بر نياز به تجهيزات زياد براي تکثير پروتئينهايي که در مقادير کم هستند، يافتن روشي که با روشهاي معمولي مثل ELISA امکان پذير نيست، ضروري است.
در طول دهه گذشته پيشرفتهاي زيادي در استفاده از روشهاي نانو جهت تشخيص مولکولي حاصل شده است و تلاشها بيشتر در جهت طراحي بيوحسگرها (Biosensors) براي تشخيص دقيق، حساس، انتخابي و کاربردي مولکولهاي زيستي ميباشد. امروزه در بيوحسگرها براي تشخيص اسيدهاي نوکلئيک و پروتئينها، به طور وسيعي از نانوذرات استفاده ميشود. اين ذرات بهدليل دارا بودن اندازه نانو و خصوصيات فيزيک وشيميايي قابل تغيير و تنظيم (از جمله خواص الکتريکي، الکتروشيميايي، نوري و مغناطيسي)، کانديداي خوبي براي جايگزيني با ديگر مولکولهاي رنگي رايج به عنوان نشانگر در تشخيص مولکولي هستند. نانوذرات در نقش نشانگر ،حساسيت، سرعت و انعطافپذيري تستهاي بيولوژيکي را جهت اندازهگيري حضور يا فعاليت مواد افزايش ميدهند. از طرفي، چون در استفاده از اين ذرات حجم کوچکي از نمونه نياز است، برخي از روشهاي طراحي شده بر پايه نانوذرات، نياز اوليه نمونه به تکثير ماده مورد اندازهگيري را از جمله PCR برطرف ميکند. امتياز ديگر نانوذرات داشتن کارآيي تشخيص ميکروارگانيسمها، بافتهاي سرطاني و غيره را هم در شرايط داخل بدن (in vivo) و هم در شرايط آزمايشگاهي (in vitro) دارا ميباشند.در اينجا از ميان انواع نانودراتي که تاکنون طراحي و مطالعه شده است، چهار نوع نانوذره مهم که به عنوان نشانگر در تشخيص مولکولي (DNA و پروتئين) کاربرد دارند، بررسي خواهد شد. اساس تقسيمبندي اين ذرات بر اساس سازوكار بازخواني (Readaut)آنهاست.



