Benutzer:Dodecaeder/Nanocontainer
Nanocontainer sind Strukturen mit Löchern, Hohlräumen oder Poren, die Nanopartikel einschließen können.
Anwendungen
Es gibt zahlreiche Anwendungen auf dem Gebiet der Biomedizin, in Bioreaktoren und in der Analytik. In der Medizin sind Nanocontainer Wirkstofftransportsysteme, in der Analytik dienen sie der Signalverstärkung bei modernen Detektionsmethoden.
Nanocontainer können wegen der großen Oberfläche die Empfindlichkeit von Chemo- und Biosensoren verbessern. Ausserdem können sie die Signalerzeugung durch kontrollierte Freisetzung der eingeschlossenen Moleküle verstärken. Bei der Anwendung von Nanocontainern in der Bioanalytik als Biosensoren wird der Analyt von bestimmten Molekülen "erkannt" wie bspw. von Antikörpern, Antigenen, Enzymen, Rezeptoren, Zellen oder DNA, deren Hohlräume jeweils mit Molekülen beladen werden. Dabei entseht ein messbares Signal.
Auch bei der biologischen Bildgebung finden sie, beladen mit Kontrastmitteln, Verwendung. Anforderungen für die Nanocontainer in der biologischen Bildgebung sind In-Vivo-Stabilität, nicht-toxische Eigenschaften, Biokompatibilität und biologische Abbaubarkeit.
Als Nanospeicher spielen sie bei der Abwasseraufbereitung, in Batterien und in der Umweltsanierung eine Rolle.
Poren, Hohlräume oder Oberflächeneigenschaften erlauben den Einschluss von Molekülen, wie Farbstoffen, Wirkstoffen oder Nanopartikeln.[1]
Materialien
- mesoporöses Siliciumoxid
- Polymere: Polymernanocontainer sind Vesikel, die aus einer Polymermembran und einem inneren Hohlraum bestehen. Nanocontainer haben ein geschätztes Hohlraumvolumen von ca. 1,700 Å3, groß genug, um viele kleine Gastmoleküle oder kleine Biomakromoleküle einzuschliessen.[2]
- Proteine: ein Material für einen proteinbasierten Nanocontainer ist beispielsweise Ferritin, ein kugelförmiges Protein mit einem Durchmesser von 12 nm aus 24 Untereinheiten, das 8 nm große Hohlräume bilden kann.
- DNA
- Gold: Aus Gold lassen sich Nanokäfige – mit kubischen Strukturen mit Hohlräumen von 20 bis 500 nm und ca. 2 bis 10 nm dicken, porösen Wänden – mit einer galvanischen Methode aus Silbernanowürfeln herstellen.
- Metalloxide
- Kohlenstoff
- Liposomen dienen als Zellmembranmodelle, als Wirkstofftransportsysteme und als Signalgeber in Bioassays.
Literatur
- E. S. Barrett, J. L. Irwin, A. J. Edwards, M. S. Sherburn: Superbowl Container Molecules, Journal of the American Chemical Society, (2004), 126 (51), S. 16747–16749, DOI:10.1021/ja044405l
- M. D. Giles, S. Liu, R. L. Emanuel, B. C. Gibb, S. M. Grayson: Dendronized Supramolecular Nanocapsules: pH Independent, Water-Soluble, Deep-Cavity Cavitands Assemble via the Hydrophobic Effect, Journal of the American Chemical Society, (2008), 130 (44), S. 14430–14431, DOI:10.1021/ja806457x.
Einzelnachweise
- ↑ C. Hofmann, A. Duerkop, A. Baeumner: Nanocontainer in der Analytik Angew. Chem., (2019), 131, S. 12970–12992.
- ↑ Liu X1, Warmuth R.: A simple one-pot multicomponent synthesis of an octahedral nanocontainer molecule., Nat Protoc., (2007), 2(5), S. 1288–1296, DOI:10.1038/nprot.2007.193
