納米轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用場(chǎng)景

納米轉(zhuǎn)換器的潛在應(yīng)用包括檢測(cè)藥物、污染物和病原體，以及監(jiān)測(cè)制造過(guò)程和運(yùn)輸系統(tǒng)。通過(guò)測(cè)量物理特性(體積、濃度、位移和速度、重力、電和磁、壓力或溫度)的變化，納米轉(zhuǎn)換器可以在分子水平上區(qū)分和識(shí)別特定的細(xì)胞，以便交付藥物或監(jiān)測(cè)身體特定部位的發(fā)育。

根據(jù)信號(hào)傳導(dǎo)的類型，納米轉(zhuǎn)換器主要分為光學(xué)類、機(jī)械類、振動(dòng)類和電磁類。該納米轉(zhuǎn)換器的一個(gè)例子，將在下面的應(yīng)用說(shuō)明中展示，涉及到使用硒化鎘量子點(diǎn)的熒光特性作為轉(zhuǎn)換器來(lái)檢測(cè)體內(nèi)腫瘤。然而，硒化鎘斑點(diǎn)的缺點(diǎn)是，它們對(duì)身體有劇毒。因此，研究人員正在研究一種不同的、毒性更小的材料制成的替代點(diǎn)，同時(shí)仍然保留一些熒光特性。特別是，他們一直在研究硫化鋅量子點(diǎn)的特殊好處，雖然不像硒化鎘那樣具有熒光，但可以與其他金屬(包括錳和各種鑭系元素)一起增強(qiáng)。此外，當(dāng)這些新的量子點(diǎn)與目標(biāo)細(xì)胞結(jié)合時(shí)，會(huì)發(fā)出更多的熒光。

 納米轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)應(yīng)用是在IV線中使用硅納米線來(lái)監(jiān)測(cè)器官健康。納米線對(duì)檢測(cè)通過(guò)血液擴(kuò)散到四線的微量生物標(biāo)志物很敏感，可以監(jiān)測(cè)腎臟或器官衰竭。這些納米線將允許連續(xù)的生物標(biāo)志物測(cè)量，在時(shí)間敏感性方面，這比傳統(tǒng)的定量生物標(biāo)志物測(cè)定(如ELISA)有一些好處。

 納米轉(zhuǎn)換器還可以用于檢測(cè)植入器官中的污染。納米轉(zhuǎn)換器嵌入植入物中，并通過(guò)發(fā)送給臨床醫(yī)生或醫(yī)療保健提供者的電信號(hào)檢測(cè)植入物周圍細(xì)胞的污染。納米轉(zhuǎn)換器可以檢測(cè)被細(xì)菌污染的細(xì)胞是否健康和發(fā)炎。

 目前，由于缺乏對(duì)納米轉(zhuǎn)換器的不良影響及其潛在的細(xì)胞毒性作用的認(rèn)識(shí)，對(duì)用于醫(yī)療行業(yè)的納米轉(zhuǎn)換器的標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的規(guī)定。此外，硅、納米線和碳納米管等原材料成本可能較高，阻礙了需要更大規(guī)模實(shí)施的納米轉(zhuǎn)換器的商業(yè)化和制造。為了減輕成本上的劣勢(shì)，研究人員正在研究用更劃算的材料制造納米轉(zhuǎn)換器。由于它們的小尺寸和對(duì)不同合成技術(shù)的敏感性，可復(fù)制的納米轉(zhuǎn)換器也需要很高的精度，這就提出了其他技術(shù)挑戰(zhàn)。

此外，光學(xué)納米轉(zhuǎn)換器已成為生物應(yīng)用領(lǐng)域前列的傳感技術(shù)。在生物成像中尤其如此，納米轉(zhuǎn)換器可以高靈敏度地測(cè)量分子熒光。光學(xué)納米轉(zhuǎn)換器含有附著在表面的無(wú)毒受體的納米材料，因此可以探測(cè)環(huán)境中的光學(xué)變化。除了檢測(cè)熒光，光學(xué)納米轉(zhuǎn)換器還可以用于監(jiān)測(cè)細(xì)胞環(huán)境中的離子濃度、毒性水平，并監(jiān)測(cè)任何不必要的干擾物質(zhì)。