摘要 蓬勃发展的纳米技术领域为各个科学学科带来了变革潜力,其对太空探索和研究的影响尤其引人注目。关于“太空纳米技术研究”的非具体内容简明而全面地概述了纳米技术在太空任务背景下的当前进展和应用。这包括开发能够承受太空极端条件的轻质耐用材料,增强航天器的结构完整性,同时最大限度地降低发射成本。关于纳米传感器的讨论尤其富有洞察力,强调了这些小型设备如何监测航天器系统和宇航员的健康状况,从而实现对长期任务至关重要的实时数据收集。它有效地激发了人们对这门尖端科学在增强我们太空探索能力方面的潜力的兴趣。未来的研究不仅应侧重于利用纳米技术的优势,还应批判性地评估其局限性和对太空可持续实践的影响。总的来说,对于纳米技术和太空探索来说,这是一个激动人心的时刻,这项研究有效地概括了这些领域的交叉点。关键词:纳米技术、空间研究、纳米传感器、能源简介
摘要:用于成像神经递质、神经调节剂和神经肽的新工具的出现改变了我们对神经化学在大脑发育和认知中的作用的理解,但对这一新维度的神经生物学信息的分析仍然具有挑战性。在这里,我们使用近红外儿茶酚胺纳米传感器 (nIRCat) 对纹状体脑组织切片中的多巴胺调节进行成像,并实施机器学习以确定多巴胺调节的哪些特征是刺激强度变化和不同神经解剖区域所独有的。我们训练了一个支持向量机和一个随机森林分类器来判断记录是从背外侧纹状体 (DLS) 还是背内侧纹状体 (DMS) 进行的,并发现机器学习能够准确区分 DLS 中发生的多巴胺释放和 DMS 中发生的多巴胺释放,而这是典型统计分析无法实现的。此外,我们的分析表明,多巴胺调节信号(包括独特的多巴胺释放位点的数量和每次刺激事件释放的多巴胺峰值)最能预测神经解剖学。这是因为综合神经调节剂的量是用于监测动物研究中神经调节的常规指标。最后,我们的研究发现,机器学习对不同刺激强度或神经解剖区域的区分仅在成年动物中才有可能,这表明在动物发育过程中多巴胺调节动力学具有高度的可变性。我们的研究强调,机器学习可以成为一种广泛使用的工具,用于区分神经解剖区域或神经典型状态和疾病状态,具有传统统计分析无法检测到的特征。关键词:多巴胺、机器学习、纳米传感器、纹状体■简介
在我们的实验室中,我们致力于开发用于检测蛋白质和核酸的电子生物传感器。这些传感器由基于功能化导电纳米碳材料(例如原子级厚度的石墨烯或碳纳米管)的场效应晶体管 (FET) 器件制成。纳米碳 FET 是一种用于定量检测生物标志物的有前途的技术,具有简单、低成本制造和无标记实时电读数等独特优势。本次实习的目标是优化生物分子和石墨烯器件之间的表面相互作用,结合使用纳米传感器的电测量、高分辨率表面显微镜和/或计算方法。这些实验将用于优化这些传感器检测癌症生物标志物的灵敏度指标。
炎症失调与许多威胁生命的疾病的发生和进展密切相关。对炎症失调的准确检测和及时的治疗干预对于有效治疗与炎症相关疾病至关重要。但是,炎症疾病的临床结果仍然不令人满意。因此,迫切需要通过将新兴的技术创新与传统的治疗学结合结合来制定创新的抗炎策略。生物医学纳米技术是可以改变炎症诊断和治疗的有前途的领域之一。在这篇综述中,我们概述了生物医学纳米技术的最新进展,用于诊断和治疗炎症,并特别注意纳米传感器和纳米探针,以精确诊断与炎症相关疾病的精确诊断,抗炎纳米治疗剂以及纳米疗法的抗炎纳米疗法和纳米疗法和抗药性抗激素的应用。此外,突出显示了纳米探针和抗炎纳米医学的临床翻译的前景和挑战。
摘要:目前可用的能够达到原子分辨率的分子成像技术仅限于低温、真空条件或大量样品。基于金刚石中氮空位 (NV) 中心自旋相关光致发光的量子传感器具有在环境条件下实现具有原子分辨率的单分子检测的巨大潜力。金刚石纳米粒子也可以通过植入 NV 中心来制备,从而实现能够进入活体生物系统的独特纳米传感器。因此,该技术可能提供前所未有的途径和洞察力,了解生理条件下单个生物分子的结构和功能,并能够以原子分辨率观察量子级的生物过程。本综述对金刚石量子传感器的理论以及从制备到传感技术的最新发展进行了批判性讨论。
纳米涂料可增强表面硬度,耐腐蚀性和美学效果。基于纳米颗粒的催化剂提高燃烧效率并降低排放。 纳米传感器实时监控车辆性能和安全性。 航空航天工业Y:纳米技术为飞机创造了轻巧的高强度材料。 电子行业:为较小,更强大的设备启用组件的小型化。 量子点在发光二极管(LED)显示器中增强了颜色活力。 医疗制造:纳米级工程改善了植入物的整合和功能。 建筑业:纳米材料可提高耐用性并减轻混凝土的重量。 能源部门:纳米材料提高了太阳能电池的能量转换效率,并有助于提高可再生能源应用的存储能力。 环境修复:基于纳米颗粒的催化剂提高燃烧效率并降低排放。纳米传感器实时监控车辆性能和安全性。航空航天工业Y:纳米技术为飞机创造了轻巧的高强度材料。电子行业:为较小,更强大的设备启用组件的小型化。量子点在发光二极管(LED)显示器中增强了颜色活力。医疗制造:纳米级工程改善了植入物的整合和功能。建筑业:纳米材料可提高耐用性并减轻混凝土的重量。能源部门:纳米材料提高了太阳能电池的能量转换效率,并有助于提高可再生能源应用的存储能力。环境修复:
纳米技术已成为应对提高作物生产力和确保全球粮食安全挑战的一种有前途的方法。这篇综合评论探讨了在农业中应用纳米技术提高作物生产力的各种策略和结果。我们讨论了纳米材料(如纳米颗粒、纳米肥料、纳米农药和纳米传感器)在改善营养管理、害虫防治、疾病管理和作物监测方面的应用。这篇评论还强调了纳米生物技术通过靶向基因传递、基因工程和植物转化在作物改良方面的潜力。此外,我们还探讨了纳米材料在种子引发、种子包衣和种子发芽增强中的应用。我们还讨论了在农业中使用纳米技术的环境和安全方面,以及面临的挑战和未来前景。这篇评论提供了宝贵的见解,让我们了解纳米技术在提高作物生产力、促进可持续农业和确保粮食安全方面的当前最新进展和未来方向。
许多癌症研究人员对肿瘤细胞、肿瘤微环境 (TME) 和非肿瘤组织之间的相互作用很感兴趣。人们正在广泛探索微工程方法和纳米技术,以模拟这些相互作用并在原位和体内对其进行测量,以研究癌症的治疗脆弱性并扩展对肿瘤生态系统的系统性看法。在此,我们强调了使用微流体设备、生物打印或器官芯片方法提高对肿瘤生态系统理解的最大机会。我们还讨论了纳米传感器的潜力,它可以从 TME 内部或身体其他部位传输信息,以解决有关化学梯度、酶活性、TME 和循环分析物的代谢和免疫特征变化的科学和临床问题。这篇综述旨在将癌症生物学和工程学界联系起来,介绍可能扩展前者方法的生物医学技术,同时启发后者开发研究癌症生态系统的方法。
隶属关系:1化学与生物化学系,鲁尔大学(Ruhr University Bochum); 44801德国Bochum 2Münster大学医院皮肤病学系; 48149Münster,德国3哥廷根大学物理化学研究所; 37077,德国哥廷根4号皮肤病学系,Venereology and Anterergology,大学医学中心,哥廷根大学; 37075Göttingen,德国5分子生理学,心血管生理研究所,大学医学中心,乔治 - 奥格斯 - 大学; 37075Göttingen,德国6 Max Planck多学科科学研究所分子神经生物学系; 37077Göttingen,德国7 Zemos溶剂化科学中心Ruhr University Bochum; 44801德国Bochum 8Münster大学生理化学与病原体化学研究所; 48149Münster,德国9个生物医学纳米传感器,Fraunhofer微型电路和系统研究所; 47057,德国杜伊斯堡 +共享第一名合着者
人造受体和纳米传感器设想为对家庭使用和护理诊断的激动人心的新可能性开放,因为它们可以比补充生物传感器具有化学/热能更强大,更便宜,更快的响应速度。[1-10]鼓舞人心的例子是通过SenseOnics和Glysure Ltd [11,12]开发的分子基于葡萄糖传感器[11,12],以及在OPTI Medical Inc的超分子传感器盒中使用的阳离子选择性化学传感器,用于Na +,K +,K +和Ca 2 + Senser中。[13,14]然而,水中小型亲水分子的选择性和敏感的分子识别仍然极具挑战性(图1)。[15–17]例如,旨在通过直接非共价结合基序识别神经递质多巴胺的合成粘合剂(SBS),例如,盐桥和堆叠互动(图1A)相对选择性地选择了其靶分子,但在水中的结合亲密亲密相交受到了限制。[18]近年来,基本和