nanobiotecnologia: princípios e aplicações prof. dr. vinicius campos disciplina de...
Post on 17-Apr-2015
130 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Nanobiotecnologia:princípios e aplicações
Prof. Dr. Vinicius CamposDisciplina de Nanobiotecnologia
Graduação em Biotecnologia - UFPel
Abordagens da aula...
Nanotecnologia
SUPLEMENTOS ALIMENTARESnano/micropartículas para melhorabsorção intestinal.
VITAMINAS EM SPRAYnanogotas para melhorabsorção nasal.
CHOCOLATE em nanopartículas para melhor textura
Alimentos nanoestruturados
• 2500 anos atrás – Filósofos gregos já estudavam qual a unidade formadora dos materiais
• 1959 – Richard Faynman – sugeriu o arranjo de átomos de acordo com a necessidade – considerado o pai da nanotecnologia
Breve Histórico da Nanotecnologia
• A nanotecnologia é um conjunto de técnicas usadas para manipular a matéria na escala de átomos e moléculas – 1 a 100 nm
• Nano é uma medida e não uma tecnologia
• A chave para a nanotecnologia é que em nanoescala a propriedade dos materiais pode mudar drasticamente – efeitos quânticos
Nanotecnologia
Abaixo de 100 nm as propriedades físicas e químicas mudam
• Aumento da área superficial = maior reatividade. Ex.: maior penetração em células
• Novas propriedades óticas, elétricas e magnéticas
Nano X Macro
• Carbono na forma de grafite (lápis) é macio e maleável; em nanoescala pode ser mais resistente que o aço e seis vezes mais leve
Nanotecnologia
Carbono Grafite Nanotubo de Carbono
• O óxido de zinco é normalmente branco e opaco; em nanoescala ele se torna ele se torna transparente;
Nanotecnologia
ZnO Nanocristal de ZnO
• O alumínio em nanoescala pode entrar em combustão espontânesa e pode ser utilizado como combustível para foguetes
Nanotecnologia
Duas abordagens diferentes:
Top-down : redução das dimensões dos dispositivos miniaturização
Abordagem “física”
Bottom-up : montar estruturas a partir de moléculas replicando a Natureza
Abordagem “química”
Nanotecnologia
Divisão da nanotecnologia
• Pode ser dividida em três grandes áreas:
– Nanoeletrônica
– Nanomateriais
– Nanobiotecnologia
Nanotecnologia
Nanoeletrônica
Anos 20 a 70 - Válvulas
Nanoeletrônica
Anos 80 – 2000 - Microchip
Nanoeletrônica
2015 - Nanochip
• Área da nanotecnologia que busca controlar a morfologia dos materiais em escala nano;
• Instrumentos de medição e manipulação
• Microscópio de força atômica
Nanomateriais
155 nm
1.5 1.5 mm
Imagens de DNA obtidas por Microscopia de Força Atômica
Nanobiotecnologia
Quando aplicada às ciências da vida recebe o nome de
Nanobiotecnologia
Formas variadas aplicadas a Industria Farmacêutica e Médica
Emulsões múltiplas e inversas, Micro e nanogéis,
Nanopartículas poliméricas biodegradáveis,Nanopartículas lipídicas sólidas,
Lipossomas, Quantum dots,
etc.
Nanotecnologia
1. Nanotubos
2. Nanopartículas
3. Nanopolímeros
4. Quantum dots/pontos quânticos
Nanobiotecnologia
• Nanotubos de carbono
• Nanotubos de haloisita – naturalmente formados
Nanotubos
• Transfecção de ácidos nucléicos– DNA– RNA– RNAi
• Entrega de fármacos/Drug delivery– Nanoantibióticos– Nanovacinas– Nanoanticorpos
Aplicações dos Nanotubos
Nano-Sperm-mediated gene transfer
• Nanocápsulas
• Nanopartículas magnéticas
• Nanopartículas poliméricas
• Lipossomos
Nanopartículas
Lipossoma Nanopartículas Poliméricas
Nanopartículas Metálicas/Magnéticas
Nanopartículas Lipídicas Sólidas
Nanoemulsões
• Entrega de ácidos nucléicos
• Drug delivery
• Nanoencapsulamento de fármacos– Liberação controlada de fármacos
• Diagnóstico de donças
• Nanocosméticos
Aplicações das Nanopartículas
Nanocosméticos e nanopartículas
Uso de Nanocosméticos
• Partículas metálicas para aumento de brilho em maquiagens;
• Nanoemulsões para cabelos mais hidratantes;
• Proteção de ativos contra a degradação, (encapsulamento da vitamina C);
• Liberação em camadas mais profundas da pele de ativos anti-rugas;
• Melhoria da textura do creme e formação de um filme mais eficiente de protetores solar, (nanopartículas de dióxido de zinco).
Nanocosméticos e nanopartículas
• Nanopolímeros catiônicos
• Nanopolimeros – dendrímeros
Nanopolímeros
• Transfecção de ácidos nucleicos
• Drug delivery
• Scaffolds – Células tronco
Aplicações dos Nanopolímeros
Quantum dots
Funcionalização
Este processo trata das alterações nas propriedades eletrônicas e estruturais das
nanoestruturas. Neste caso, átomos ou moléculas podem ser adsorvidos ou ligados às nanoestruturas, alterando, de alguma forma, as
propriedades originais, acrescentando com novas propriedades.
Funcionalização
Funcionalização
• Se as nanopartículas entram nas células, quais seus efeitos fisiológicos nos tecidos?
• As nanopartículas poderiam ganhar acesso à circulação sistêmica a partir do contato com a pele? Isso seria relevante para medicamentos e cosméticos?
• Qual o efeito de terapias usando nanotubos?
Biossegurança em Nanobiotecnologia
1. 1959 – início da nanotecnologia2. Efeito quântico3. Botton-up/Top-down4. Ciência multidisciplinar5. Nanoeletrônica/Nanomateriais/Nanobiotecnologia6. Nanotubos/Nanopartículas/Nanopolímeros/Nanocosméticos7. Funcionalização8. Biossegurança
Revisando...
Prof. Dr. Vinicius Farias CamposGraduação em Biotecnologiafariascampos@gmail.comvcampos_ib@ufpel.edu.br
top related