Nanobiotecnologia aplicada a sa

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Nanobiotecnologia aplicada a saúde humana
Dr. Luciano da Silva Pinto
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Introdução definições, termos e conceitos

• "Nano" é um prefixo que vem do grego antigo e
  significa "anão
• 1 nanômetro (nm) 1 bilionésimo do metro, 10-9m
• Objetivo da Nanotecnologia
• Criar, caracterizar, produzir e aplicar
  estruturas, dispositivos e sistemas, controlando
  forma e tamanho na escala nanométrica.
• Crescente capacidade da tecnologia moderna de
  ver e manipular átomos e moléculas.

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NANO?
1 nm 10-9 m
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Nanotecnologia do que se tratamesmo?
Existem várias nanotecnologias. O que todas
tem em comum é que envolvem o estudo e a
manipulação da matéria em uma escala muito
pequena, geralmente da ordem de 1 a 100
nanômetros (1 metro a 1 bilhão de nanômetros).
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(No Transcript)
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O que é NanoBioTecnologia?
Nano Estruturas na escala nanométrica Bio
processos biológicos Tecnologia
Desenvolvimento e produção de novos materiais
NanoBioTecnologia está relacionada à
manipulação da matéria ao nível molecular,
visando à criação de novos materiais, substâncias
e produtos aplicada em processos biológicos.
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Bionanotecnologia e Nanomedicina
Aplicações atuais e futuras Lab-on-a-chip
Technologies Self-assembly Drug delivery
Novos medicamentos Imagem Tratamento do
câncer Implantes e próteses Nanorôbos
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Bionanotecnologia e Nanomedicina
Engenharia de tecidos - Neurochips

• As máquinas nanométricas mais completas e
  funcionais que conhecemos são as máquinas
  moleculares que regulam e controlam os sistemas
  biológicos.

Drug delivery
Manipulação do DNA
Resolução de imagem
Motores moleculares
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O que acontece quando se manipula a matéria nessa
dimensão ?

• Novos paradigmas
• Efeitos quânticos passam a ser explorados
• Efeitos gravitacionais perdem importância
• Propriedades óticas (resposta a estímulo
  luminoso) podem ser exploradas
• Forças atômicas e moleculares (forças de Van
  der Waals)
• Explora propriedades nanométricas para obter
  efeitos macroscópicos.

Exemplo - Lagartixa
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• Aumento da área superficial maior reatividade,
  maior penetração em células

Alguns materiais deixam de ser inertes em
nanoescala
Uses of Nanotechnology in Environmental
Technology in Hessen -Innovation potentials for
companies -www.hessen-nanotech.de
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(No Transcript)
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Nanopartículas Semicondutoras
Espectros de emissão de NPs de CdSe diferentes
tamanhos
Bruchez et al, Science, 1998, 281, 2013
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Ferramentas

• Visualização e Caracterização
• Síntese

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Ferramentas

• Visualização e Caracterização
• Microscópio de Força Atômica - AFM
• Microscópio de Tunelamento - STM
• Microscópio Eletrônico de Transmissão TEM
• Microscópio Eletrônico de Varredura SEM
• Espectroscopia de Infra-Vermelho
• Espectroscopia Raman
• Ressonância Magnética Nuclear.

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Visualização e caracterização
Microscópio de tunelamento -STM
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Microscópio de força atômica
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Síntese

• Chemical Vapor Deposition CVD
• Molecular Beam Epitaxy MBE
• Litografia por feixe de elétrons
• Feixe de íons
• Síntese Hidrotérmica
• Auto-montagem molecular.

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Síntese
Deposição de vapor químico
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Síntese
Epitaxia por feixe molecular
A técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE )
foi desenvolvido inicialmente para o crescimento
cristalino de semicondutores. É um vácuo ultra-
alto (P lt 10-6 mbar) tecnologia baseada na
evaporação seqüencial dos componentes elementares
colocado em células de efusão de Knudsen . Uma
das vantagens deste método baseia-se no controle
do crescimento em tempo real, graças à utilização
in situ da difração de elétrons de alta energia
em incidência rasante (RHEED).
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Síntese
Feixe de íons
Esta técnica utiliza um feixe de íons altamente
concentrado (geralmente oxigênio ou íons de césio
são usados para amostras inorgânicas ).
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Síntese
Síntese hidrotérmica

• inclui as várias técnicas de cristalização de
  substâncias de soluções aquosas quentes em alta
  pressão de vapor , também denominado método
  hidrotermal.

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Histórico
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Histórico
Michael Faraday, 1857 Estudo sistemático sobre
as diferentes cores do ouro coloidal (M. Faraday,
Philos. Trans. Royal Soc. London (1857) 147,
145.)
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Histórico
1959 Richard Feynman profere a famosa palestra
"There's Plenty of Room at the Bottom", sobre as
perspectivas da miniaturização a enciclopédia
Britânica poderia ser escrita na cabeça de um
alfinete.
Richard Feynman
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Histórico
1968 Alfred Y. Cho and John Arthur do
Laboratórios Bell e seus colegas desenvolvem uma
técnica que permite depositar camadas atômicas em
uma superfície a epitaxia molecular molecular
beam epitaxy (MBE) uma das técnicas usadas na
litografia precisão em microescala. 1974 N.
Taniguchi cria a palavra "nanotecnologia"
significando máquinas com tolerância de menos de
um mícron. Nano-technology' mainly consists
of the processing of separation, consolidation,
and deformation of materials by one atom or one
molecule."
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Histórico
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Histórico
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Histórico

• 1986 K. Eric Drexler publica "Engines of
  Creation", um livro futurístico que populariza a
  nanotecnologia. http//www.foresight.org/EOC/index
  .html

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Histórico
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Histórico
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Histórico
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Histórico
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Viagem Fantástica (Nanobots)
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Nanobots a serviço da medicina
Limpadores de artérias
Acelerador de neurônio
Reparadores gênicos
Reparadores celulares
Limpadores de alvéolos pulmonares
Limpadores de vírus