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Nanobiotecnologia: princípios e aplicações

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Apresentação em tema: "Nanobiotecnologia: princípios e aplicações"— Transcrição da apresentação:

1 Nanobiotecnologia: princípios e aplicações
Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Nanobiotecnologia Graduação em Biotecnologia - UFPel

2 Abordagens da aula... 1. Nanotecnologia 2. Divisão da nanotecnologia
3. Nanobiotecnologia 4. Funcionalização 4. Biossegurança

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5 Nanotecnologia

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7 Alimentos nanoestruturados
SUPLEMENTOS ALIMENTARES nano/micropartículas para melhor absorção intestinal. CHOCOLATE em nanopartículas para melhor textura VITAMINAS EM SPRAY nanogotas para melhor absorção nasal.

8 Breve Histórico da Nanotecnologia
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

9 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

10 Abaixo de 100 nm as propriedades físicas e químicas mudam
Nano X Macro 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

11 Nanotecnologia Carbono na forma de grafite (lápis) é macio e maleável; em nanoescala pode ser mais resistente que o aço e seis vezes mais leve Carbono Grafite Nanotubo de Carbono

12 Nanotecnologia O óxido de zinco é normalmente branco e opaco; em nanoescala ele se torna ele se torna transparente; ZnO Nanocristal de ZnO

13 Nanotecnologia O alumínio em nanoescala pode entrar em combustão espontânesa e pode ser utilizado como combustível para foguetes

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15 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”

16 Nanotecnologia Biotecnologia Biologia Engenharias Química
Ciência dos materiais Informática Física Biotecnologia Medicina

17 Divisão da nanotecnologia

18 Nanotecnologia Pode ser dividida em três grandes áreas: Nanoeletrônica
Nanomateriais Nanobiotecnologia

19 Nanoeletrônica Anos 20 a 70 - Válvulas

20 Nanoeletrônica Anos 80 – Microchip

21 Nanoeletrônica Nanochip

22 Nanomateriais Área da nanotecnologia que busca controlar a morfologia dos materiais em escala nano; Instrumentos de medição e manipulação Microscópio de força atômica

23 Imagens de DNA obtidas por Microscopia de Força Atômica
155 nm

24 Nanobiotecnologia

25 Quando aplicada às ciências da vida recebe o nome de
Nanotecnologia 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.

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27 Nanobiotecnologia Nanotubos Nanopartículas Nanopolímeros
Quantum dots/pontos quânticos

28 Nanotubos Nanotubos de carbono
Nanotubos de haloisita – naturalmente formados

29 Aplicações dos Nanotubos
Transfecção de ácidos nucléicos DNA RNA RNAi Entrega de fármacos/Drug delivery Nanoantibióticos Nanovacinas Nanoanticorpos

30 Nano-Sperm-mediated gene transfer

31 Nanopartículas Nanocápsulas Nanopartículas magnéticas
Nanopartículas poliméricas Lipossomos

32 Metálicas/Magnéticas
Lipossoma Nanopartículas Lipídicas Sólidas Nanopartículas Poliméricas Nanopartículas Metálicas/Magnéticas Nanoemulsões

33 Aplicações das Nanopartículas
Entrega de ácidos nucléicos Drug delivery Nanoencapsulamento de fármacos Liberação controlada de fármacos Diagnóstico de donças Nanocosméticos

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40 Nanocosméticos e nanopartículas

41 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).

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43 Nanopolímeros Nanopolímeros catiônicos Nanopolimeros – dendrímeros

44 Aplicações dos Nanopolímeros
Transfecção de ácidos nucleicos Drug delivery Scaffolds Células tronco

45 Quantum dots

46 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.

47 Funcionalização

48 Funcionalização

49 Biossegurança em Nanobiotecnologia
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?

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51 Revisando... 1959 – início da nanotecnologia Efeito quântico
Botton-up/Top-down Ciência multidisciplinar Nanoeletrônica/Nanomateriais/Nanobiotecnologia Nanotubos/Nanopartículas/Nanopolímeros/Nanocosméticos Funcionalização Biossegurança

52 Prof. Dr. Vinicius Farias Campos
Graduação em Biotecnologia


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