ナノメディシン、文化遺産、電気化学バイオセンサーの用途向けのカーボンナノ構造材料

このレビューでは、ナノメディシン、文化遺産、バイオセンサーにおける、手付かずおよび機能化されたシングルウォールカーボンナノチューブ（SWCNT）の応用をカバーしています。これらの操作されたナノ粒子の物理化学的特性は、大気汚染（UF）のウルトラフィン成分の物理特性と類似しており、同様の悪影響がある可能性があります。UFは、心血管自律神経制御を損なう可能性があり（有害な心血管効果のリスクの高い状態を誘発する）、哺乳類の胚毒性を引き起こし、遺伝子系毒性リスクを増加させる可能性があります。バイオポリマー、たとえばポリエチレニミン（PEI）でコーティングされたSWCNTは、非常に生体適合性があるため、生体内および生体内薬物送達および遺伝子トランスフェクションに役立ちます。また、PEI/SWCNT複合材料でヒト腸腸ウイルスを正常に固定化することも可能です。これは、非容疑者の媒体でのキャリアとしての適用を示唆しています。劣化した履歴表面の洗浄、回復、および統合における炭素ナノ構造材料の有効性は、石の表面から黒い樹状突起地殻を除去するためにカーボンナノミセルを使用することによって広く示されています。ここでは、ナノミセルは、洗浄剤の送達と制御された放出の2つの役割を持っています。酵素とタンパク質を使用した機能化SWCNTの高い生体適合性は、電気化学バイオセンサーのアセンブリに使用される基本的な特徴です。特に、第3世代のプロトポルフィリンIXベースのバイオセンサーは、歴史的表面の生物学の生物量と黒い覆いに関与する環境汚染物質である亜硝酸塩のアンペロメトリック検出のために組み立てられました。

This review covers applications of pristine and functionalized single-wall carbon nanotubes (SWCNTs) in nano-medicine, cultural heritage, and biosensors. The physicochemical properties of these engineered nanoparticles are similar to those of ultrafine components of airborne pollution (UF) and might have similar adverse effects. UF may impair cardiovascular autonomic control (inducing a high-risk condition for adverse cardiovascular effects), cause mammalian embryo toxicity, and increase geno-cytotoxic risk. SWCNTs coated with a biopolymer, for example polyethylenimine (PEI), become extremely biocompatible, hence are useful for in-vivo and in-vitro drug delivery and gene transfection. It is also possible to successfully immobilize a human enteric virus on PEI/SWCNT composites, suggesting application as a carrier in non-permissive media. The effectiveness of carbon nanostructured materials in the cleaning, restoration, and consolidation of deteriorated historical surfaces has been widely shown by the use of carbon nanomicelles to remove black dendritic crust from stone surfaces. The nanomicelles, here, have the twofold role of delivery and controlled release of the cleaning agents. The high biocompatibility of functionalized SWCNTs with enzymes and proteins is a fundamental feature used in the assembly of electrochemical biosensors. In particular, a third-generation protoporphyrin IX-based biosensor has been assembled for amperometric detection of nitrite, an environmental pollutant involved in the biodeterioration and black encrustation of historical surfaces.