Наноканали і нанопори: будова, властивості, використання

Автор(и)

  • І.С. Чекман Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, Київ
  • Є.В. Костюченко Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, Київ

DOI:

https://doi.org/10.15407/visn2013.08.034

Ключові слова:

наноканали, нанопори, нанотрубки, біологічні нанопори, твердотільні нанопори

Анотація

В оглядовій статті узагальнено результати досліджень з вивчення фізичних, фізико-хімічних, хімічних, біологічних, біохімічних, фармакологічних і токсикологічних властивостей наноканалів та нанопор. Такі дослідження є перспективними, зокрема в ранній діагностиці і лікуванні злоякісних пухлин. Тематика має важливе біологічне, медичне, фармакологічне, технічне значення, що актуалізує продовження досліджень з вивчення властивостей наноканалів і нанопор для ширшого застосування в різних галузях діяльності людини, в тому числі — у медичній практиці.

Посилання

Jacobs K. Nano- and microfluidics. Preface. J. Phys. Condens. Matter. 2011. 23(18): 180301. http://doi.org/10.1088/0953-8984/23/18/180301

Li D. Nanochannel Fabrication. In: Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics. (New York: Springer, 2008). http://doi.org/10.1007/978-0-387-48998-8_1080

Haque A., Kumar A. Nanochannels for Nanofluidics: Fabrication Aspects. In: Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics. (New York: Springer, 2012).

Oxford Nanopore Technologies. http:// www.nanoporetech.com.

The Nanopore Site. http:// www.thenanoporesite.com.

Jiang Y., Liu N., Guo W., Xia F., Jiang L. Highly-efficient gating of solid-state nanochannels by DNA supersandwich structure containing ATP aptamers: a nanofluidic IMPLICATION logic device. J. Am. Chem. Soc. 2012. 134(37): 15395–401. http://doi.org/10.1021/ja3053333

Shuba Y.M. Fundamentals of physiology of ion channels. (Kyiv: Naukova Dumka, 2010). [in Ukrainian].

Gache G. New Electric Properties of Nanostructures. Softpedia, 2007. http://news.softpedia.com/news/ New-Electric-Properties-for-the-Nanostructures-70865.shtml.

Rubio A., Chiodo L. Electronic Properties of Nanostructures. Nanostructural properties 2008/09. Lectures. http://nano-bio.ehu.es.

Tian Y., Wen L., Hou X. et al. Bioinspired ion-transport properties of solid-state single nanochannels and their applications in sensing. Chemphyschem. 2012. 16: 2455–70. http://doi.org/10.1002/cphc.201200057

Hou X., Guo W., Jiang L. Biomimetic smart nanopores and nanochannels. Chem. Soc. Rev. 2011. 40: 2385–401. http://doi.org/10.1039/c0cs00053a

Duan C., Majumdar A. Anomalous ion transport in 2-nm hydrophilic nanochannels. Nat. Nanotechnol. 2010. 5: 848–52. http://doi.org/10.1038/nnano.2010.233

Xu T., Zhao N., Ren F., Hourani R. Subnanometer porous thin films by the co-assembly of nanotube subunits and block copolymers. ACS Nano. 2011. 5(2): 1376–84. http://doi.org/10.1021/nn103083t

Pradeep H. Nanochannels: biological channel analogues. IET Nanobiotechnology. 2012. 6(2): 63–70. http://doi.org/10.1049/iet-nbt.2011.0033

Gordeeva A.V., Labas Y.A., Zvyagilskaya R.A. Apoptosis in Unicellular Organisms: Mechanisms and Evolution. Biochemistry (Moscow). 2004. 69(10): 1055-66. http://doi.org/10.1023/B:BIRY.0000046879.54211.ab

Ryzhov S.V., Novikov V.V. Rossiyskiy Bioterapevticheskiy Zhurnal. 2002. 1(3): 27–33. [in Russian].

Tian Y.Y., Xu D.D., Tian X., Cui F.A., Yuan H.Q., Leung W.N. Mitochondria-involved apoptosis induced by MPPa mediated photodynamic therapy. Laser Phys. Lett. 2008. 5. 746–52. http://doi.org/10.1002/lapl.200810052

Vladimirov Yu.A. Sorosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal (Soros Educational Journal). 1998. (3): 20–27. [in Russian].

Hsia T.-C., Yang J.-S., Chen G.-W., Chiu T.H., Lu H.F., Yang M.D., Yu F.S., Liu K.C., Lai K.C., Lin C.C., Chung J.G. The Roles of Endoplasmic Reticulum Stress and Ca2+ on Rhein-induced Apoptosis in A-549 Human Lung Cancer Cells. Anticancer Research. 2009. 29(1): 309–18.

Bixler G.D., Bhushan B. Biofouling: lessons from nature. Phil. Trans. R. Soc. A. 2012. 370: 2381–417. http://doi.org/10.1098/rsta.2011.0502

Mussi V., Fanzio P., Firpo G., Repetto L., Valbusa U. Size and functional tuning of solid state nanopores by chemical functionalization. Nanotechnology. 2012. 23(43): 435301. http://doi.org/10.1088/0957-4484/23/43/435301

Esmaeilzadeh P., Fakhroueian Z., Jahanshahi M., Chamani M., Zamanizadeh H.R., Rasekh B. A synthetic garden of state of the art natural protein nanoarchitectures dispersed in nanofluids. J. Biomed. Nanotechnol. 2011. 7: 433–40. http://doi.org/10.1166/jbn.2011.1304

Cohen-Tanugi D., Grossman J.C. Water Desalination across Nanoporous Graphene. Nano Lett. 2012. 12(7): 3602–08. http://doi.org/10.1021/nl3012853

Astier Y., Datas L., Carney R., Stellacci F, Gentile F, DiFabrizio E. Surface modified Si3N4 artificial nanopores for single surface modified gold nanoparticle scanning. Small. 2011. 7(4): 455–59. http://doi.org/10.1002/smll.201002113

Uzun O., Stellacci F., Astier Y. Single Gold Nanoparticle Capture and Release by the α-Hemolysin Protein Nanopore. Small. 2009. 5(11): 1273–78.

Lu B., Hoogerheide D.P., Zhao Q., Yu D. Effective driving force applied on DNA inside a solid-state na-nopore. Phys. Rev. E. 2012. 86: 011921. http://doi.org/10.1103/PhysRevE.86.011921

Bahrami A., Doğan F., Japrung D., Albrecht T. Solid-state nanopores for biosensing with submolecular resolution. Biochem. Soc. Trans. 2012. 40(4): 624–28. http://doi.org/10.1042/BST20120121

Albrecht T. How to Understand and Interpret Current Flow in Nanopore. Electrode Devices. ACS Nano. 2011. 5(8): 6714–25. http://doi.org/10.1021/nn202253z

Yemini M., Hadad B., Liebes Y., Goldner A., Ashkenasy N. The controlled fabrication of nanopores by focused electron-beam-induced etching. Nanotechnology. 2009. 20(24): 245302. http://doi.org/10.1088/0957-4484/20/24/245302

Liebes Y., Hadad B., Ashkenasy N. Effects of electrons on the shape of nanopores prepared by focused electron beam induced etching. Nanotechnology. 2011. 22(28): 285303. http://doi.org/10.1088/0957-4484/22/28/285303

Novoselov K.S. Nobel Lecture: Graphene: Materials in the Flatland. Rev. Mod. Phys. 2011. 83: 837–49. http://doi.org/10.1103/RevModPhys.83.837

Novoselov K.S. Graphene: materials in the Flatland. Physics-Uspekhi (Advances in Physical Sciences). 2011. 54(12): 1299–1311. [in Russian]. http://doi.org/10.1142/s0217979211059085

Gusinin V.P., Loktev V.M., Sharapov S.G. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2010. (12): 51-59. [in Ukrainian].

Garaj S., Hubbard W., Reina A., Kong J., Branton D., Golovchenko J.A. Graphene as a sub-nanometer trans-electrode membrane. Nature. 2010. 467: 190–93. http://doi.org/10.1038/nature09379

Wells D.B., Belkin M., Comer J., Aksimentiev A. Assessing Graphene Nanopores for Sequencing DNA. Nano Lett. 2012. 12(8): 4117–23. http://doi.org/10.1021/nl301655d

Hornblower B., Coombs A., Whitaker R.D., Kolomeisky A., Picone S.J., Meller A., Akeson M. Single-molecule analysis of DNA-protein complexes using nanopores. Nature Methods. 2007. 4: 315–17. http://doi.org/10.1038/nmeth1021

Comer J., Ho A., Aksimentiev A. Toward detection of DNA-bound proteins using solid-state nanopores: insights from computer simulations. Electrophoresis. 2012. 33(23): 3466–79. http://doi.org/10.1002/elps.201200164

Boukany P.E. et al. Nanochannel electroporation delivers precise amounts of biomolecules into living cells. Nat. Nanotechnol. 2011. 6: 747–54. http://doi.org/10.1038/nnano.2011.164

Kowalczyk S.W., Wells D.B., Aksimentiev A., Dekker C. Slowing down DNA Translocation through a Nanopore in Lithium Chloride. Nano Lett. 2012. 12(2): 1038–44. http://doi.org/10.1021/nl204273h

Chekman I.S. Nano Pharmacology. (Kyiv: Zadruga, 2011). [in Ukrainian].

Chekman I.S., Simonov P.V. Natural nanostructures and nanomechanisms. (Kyiv: Zadruga, 2011). [in Ukrainian].

Chekman I.S. Simonov P.V. Structure and function of biomembranes: influence of nanoparticles. Fiziolohichnyy zhurnal (Physiological journal). 2011. 57(6): 99–117. [in Ukrainian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2013-08-24