Биосензори (биосензори)
Широко използвано практическо постижение на микро и нанотехнологиите са „лаборатории на чип“, които извършват експресен анализ на ДНК и други биомолекули. Такова аналитично микроустройство върху силициев или стъклен чип изисква разработването на нови методи за обработка и предаване на информация, както и нови захранвания. Протеинови маркери, допълващи определени вируси, могат да се прилагат върху повърхността на чипа или наночастиците. Когато вирусът се свърже със собствения си маркер, характеристиките на наночастиците се променят, което може да бъде записано за няколко минути анализ. Фигура 9.2 показва пример за схема за откриване на единичен грипен вирус. Nanowire 2 след обработка е способен да улавя вирус; 1 - неутрален спрямо вируси. При заснемане (адсорбция) само на един вирус се регистрира спад в електропроводимостта на нанопровод 2; десорбция стойността на проводимостта се възстановява. Графиките на фигурата показват как проводимостта на силициевите NP устройства реагира на адсорбцията и десорбцията на един вирус.
Днес са разработени системи за диагностициране на ХИВ инфекция, които са с шест порядъка по-точни от традиционните. Най-новият глюкозен сензор реагира за 12 секунди. След 3-5 години цялата процедура за изследване на кръвта ще се промени основно и няма да изисква висока квалификация.
Като биологични сензори и експресни анализатори се предлага, по-специално, да се използват микроорганизми, контролирани от електрическо поле.
През последните години върху въглеродните нанотръби са създадени редица биосензори. Фотонен кристал на повърхността на "умна" чаша на Петри ви позволява да записвате промени в разсейването на светлината, причинени от заместването на здрави клетки с ракови или увредени от токсини.
Използването на квантови точки като флуорофори вече беше споменато. Ако свържем квантови точки с различни размери (и следователно излъчващи различни цветове) с маркери, които са предназначени за конкретни цели (пептиди, протеини, ДНК), тогава получаваме многоцветно откриване на различни биологични обекти (работа на Института по биоорганична химия, Руски Академия на науките). По този начин много параметри на изследваната биологична система се откриват едновременно. Квантовите точки - флуорофорите - са стабилни и еволюцията на биосистемата може да бъде наблюдавана в продължение на няколко дни или дори седмици.
Различни квантови точки могат да бъдат включени в микросфера, която се превръща в лаборатория на микросферата. Такава структура съдържа кода за бързо и целенасочено идентифициране на конкретен обект и е приложима за диагностика на рак и различни възпалителни заболявания.
Обемни или филмови наномащабни сензори могат да бъдат вмъкнати в тялото или свързани към някои органи и да извършват непрекъснат „отчет“ за тяхното състояние на молекулярно ниво. Информационен терминал, от който може да се чете информация, може да изглежда например като обица в ухото.
„Умни“ устройства в медицината
Следващата естествена стъпка трябва да бъде създаването на „интелигентни“ микро и наноустройства, които въз основа на резултатите от мониторинга, ако е необходимо, могат да се консултират с лекар или самостоятелно да инициират въвеждането на необходимите лекарства в тялото.
Очаква се скоро да се появи медицинско изделие с размер на пощенска марка. Приложен върху раната, той самостоятелно ще направи кръвен тест, ще определи необходимите лекарства и ще ги инжектира.