LOS PUNTOS CUÁNTICOS DEL GRAFENO

APLICACIONES

GQD como Fármaco

Los GQD se utilizan en
Aplicaciones médicas,Actúa como un buen agente terapéutico en algunas enfermedades

Actividad antimicrobiana de las GQD

GQD en la terapia del cáncer

GQD como solución para la resistencia a múltiples fármacos

GQD en trastornos neurodegenerativos


GQD en hepatitis y cicatrización de heridas

GQD como agente antidiabético

Conclusión y perspectivas futuras

Los nanomateriales basados en el carbono han sido privilegiados como portadores de fármacos.

Los GQD ha demostrado tener también potencial como fármaco y también se están estudiando a fondo sus aplicaciones de biodetección y bioimagen.

GQD como agente Biosensor

Sensores semiconductores convencionales como Cds y CdSe han perdido relevancia debido a su alto contenido de metales pesados y su riesgo para la salud.

La gran superficie y los grupos funcionales de la superficie de los GQD facilitan la conjugación de muchos fármacos

Estudios recientes revelaron que las GQD tienen muchas actividades terapéuticas, es un agente antimicrobiano. Anti-Alzheimer, Anti-Parkinson y también se informa actividad antidiabética.

Los GQD se pueden utilizar como nanoportadores para la administración de fármacos dirigida. La permeabilidad de GQD se puede utilizar para la administración de fármacos dirigida al cerebro

La fluorescencia de las GQD puede usarse para imágenes de células cancerosas y también para rastrear la administración de medicamentos a las células y tejidos

La excelente fotoluminiscencia de los GQD los hace superiores a
otros nanoportadores convencionales.

Las GQD proporcionan una
un montón de aplicaciones en el campo biomédico, el dúo fármaco-GQD sería la estrategia de próxima generación para muchos tratamientos terapéuticos no resueltos

GQD como Nanoportador

La Nanomedicina es la aplicación de la nanotecnología en el ámbito médico.

Diferentes nanoportadores como:

conjugados poliméricos, nanopartículas poliméricas, vehículos a base de lípidos,
dendrímeros, nanotubos de carbono, nanopartículas de oro, nanogeles, magnéticos
nanopartículas, nanobarras, etc.se han utilizado como portadores de fármacos
y gen.

Debido a este problema, se ha tomado mayor relevancia a los sensores basados en GDQs ya que son biocompatibles y menos tóxicos.

Los GQD tienen la capacidad de ular estos genes transportadores interactuando con sus regiones ricas en c y por lo tanto prometen una solución eficaz para la resistencia a múltiples fármacos.


Los GQD tienen un papel inevitable en
terapia del cáncer, y prometen un horizonte para los investigadores de oncología.

Sensores de Fotoluminiscencia

Radioterapia .

Terapia fotodinámica

Fototermica terapia

la asociación de GQD en el superficie de la célula bacteriana e interrumpe la envoltura de la célula bacteriana y por lo tanto
proporcionando un efecto antibacteriano.

Desde grandes GQD se eliminan a través del hígado, se administra una inyección intravenosa de grandes GQD
eficaz contra la hepatitis fulminante inmunomediada.

Los GQD autoensamblados no son tóxicos y tienen papel importante en la cicatrización de heridas. Facilitan el cierre rápido de heridas y
Pueden entrar fácilmente en el núcleo celular e inducir la proliferación celular.

Los GQD fluorados contienen componentes altamente electronegativos átomos de flúor.


las GQD pueden prevenir la agregación de péptidos β amiloides y pueden proteger de la citotoxicidad de péptidos
mareas. Esta actividad de las GQD es una promesa para el tratamiento del Alzheimer.

Los GQD sintetizados, exhiben fluorescencia
de distintos colores, las propiedades de la fluorescencia son utilizadas para biosensar mecanismos de señal de apagado o señal de encendido.

Se utiliza el GQD en presencia del Azufre para la detección de iones Fe+

Los GDQ funcionalizados con lactama-etilendiamina tiene una fluorescencia rojo-naranja

El PBS en presencia de glucosa, se unirá de manera covalente para formar el nuevo complejo PBS-glucosa y producir fluorescencia

Una señal activada, produce una intensidad de fluorescencia de las GDQ se incrementa en presencia de analito

La GQD funcionalizada con PBS esta diseñada para la detección, también conduce a la fluorescencia.

El oxido de grafeno y el oxido de grafeno reducido también presentan una excelente fluorescencia

La fluorescencia se desarrolla cuando los fotones de GQD emiten un estado de excitado hasta el estado fundamental de baja energía.

Algunos productos químicos pueden disminuir la esencia de la fluoración.

La detección de señal de apagado por GQDs es la extinción de fluorescencia en presencia de analito con esto podemos detectar agua y glucosa.

Los iones Fe 3+ en el suero humano tienen un papel importante en transporte de oxígeno, síntesis de ADN y ARN y es el marcador de algunas enfermedades, como anemia, artritis, diabetes, etc.

Este método puede ser designado como marcadores de anemia y cáncer

Se utilizan como sensores de Fe3+

Este método se utiliza en la detección de glucosa por GQDs

Los GDQ funcionalizados pueden detectar la presencia de ATP resultando la mejora de fluorescencia

Funcionalización

Modificación de la superficie de GQD

Los GDQ dopados con Boro se pueden emplear para la detección de glucosa sensible

El complejo BGQDs-glucosa inhibe la rotación tramolecular y aumenta la intensidad de fluorescencia

También nos ayuda en la detección de Al 3+

Las GDQ también pueden formar estructuras 3D mediante el auto ensamblaje y formar pequeños agregados de agua

Altera su óptica

Propiedades eléctricas

Heteroátomos como N, S, F, Cl y B

El mecanismo de GQD se puede expresar explicar en tres sencillos pasos

Se utiliza para el dopaje

Transferencia de carga entre el funcional grupo y GQD

2) Las piezas mas pequeñas de GQD se auto ensamblan para formar el oxido de grafeno

3)En el paso final, GQD ensamblados en 3D
sufrir precipitaciones

1) Protonación de GDQ o DESPROTONACION DE GDQ en diferentes pH que conducen al ensamblaje de GQDs-agua-GQD

Conduce a un cambio en su fotoluminiscencia.

Funcionalización de GQD

Altera la brecha de energía y el momento dipolar total y así, se modifican sus propiedades

GQD con estructura de sillón hexagonal

Muestran un alto
momento bipolar

Bandgap

Se puede controlar ajustando el tamaño, la forma, morfología del borde y número de capas.

Grupo funcional que contiene oxígeno (–OH, –CHO, –COCH 3 y –COOH)

Modifican ópticas y
propiedades electricas.

La funcionalización con diferentes
grupos no afecta su biocompatibilidad
.

Dopaje heteroatómico

Este mecanismo es utilizado para formar una amplia variedad de biosensores

GQDs, en inglés Graphene Quantum Dots

GQD fluorados

A partir de grafito fluorado y propiedades optoeléctricas

Propiedades


Los puntos cuánticos (QD) son material de interés en nanotecnología y
fueron descubiertos en la década de 1980 por Alexie Ekimov.

constituyen

Resistencia al pH debido a un átomo de flúor

Sensores Electroquímicos

Proporciona luminiscencia estable independiente del pH tanto en ácido como en alcalino medio

Fuerte paramagnetismo

Muestra propiedades de resonancia magnética

Las propiedades de aceptación y donación de electrones (conductividad) de GQDs se emplea para el desarrollo del electrodo GQDs

Una clase fascinante de nanocarbonos descubierta recientemente que comprenden nanopartículas cuasi-esféricas discretas con tamaños inferiores a 10 nm.

La respuesta bacteriana a varios antibióticos, se utilizo la membrana de aluminio porosa y la GDQ funcionalizado con la amina.

Tamaño ajustable y la distribución de carga se puede sintetizar

de manera

La transferencia de átomos se realiza de manera mas rápida en modelos GQD que en otros electrones.

A partir de fibras de carbono fluorado mediante escisión ultrasónica

propiedades fotoeléctricas

Es posible la fabricación de detectores UV

GQD dopados con N

Los GQD son nanomateriales fluorescentes de dimensión cero basados en carbono
con una celosía de grafeno en el interior.

Se producen al irradiarlos con ammonia

GQD nacionalizados están vinculados covalentemente con troponina anti-cardíaca

Arruga los grupos funcionales que contienen oxígeno

Con esto se puede diagnosticar el infarto miocardio

El producto tiene excelente
rendimiento cuántico de fluorescencia (75,2%) y fluorescencia azul nitrógeno

Una aplicación importante de los GQD como sensor electroquímico es la detección del ADN del virus de la hepatitis B

Sensores de electro quimioluminiscencia

También se sintetizan a partir de nanopartículas de carbono de paredes múltiples dopadas con N tubos (MWCNT).

Útiles en:

Síntesis

Rutas sintéticas disponibles para GQD

La electro quimioluminiscencia es una combinación de quimioluminiscencia
y electroquímica.

Los GQD se utilizan como sensor de encendido y apagado de interruptor fluorescente.

Electrodomésticos basados en Pt.

Trocatalizador para aplicaciones de pilas de combustible

Método de arriba hacia abajo

Los sensores son los más utilizados y tienen un mecanismo de detección sencillo

GQD dopados con B

Se pueden preparar mediante tratamiento hidrotermal de glucosa en presencia de ácido bórico

Tipos

La extinción y la mejora de la fluorescencia se pueden detectar fácilmente en presencia de un analito

Pposee un alto nivel de actividad catalítica que las GQD sin dopar

Método de abajo hacia arriba.

Se utilizan para la detección de glucosa

Se puede detectar una variedad de moléculas biológicas usando GQDs basados en sensores.

Propiedades paramagnética, adecuados como contraste.

Diferentes fuentes y métodos se representan en:

GQD dopados con cloro

GQD Como agente bio imagen

Los tintes orgánicos fluorescentes y los puntos cuánticos semiconductores se usaban anteriormente, pero su blanqueamiento y toxicidad por metales pesados limitaron su aplicacion.

Métodos de arriba hacia abajo

Apertura de jaula de fullereno catalizado

Métodos ascendentes

Se preparan fibras de carbono tratadas con ácido clorhídrico foliar.

GQD dopados con azufre

Se pueden preparar mediante la combustión simultánea de aceite de parafina y disulfuro de carbono.

Alto rendimiento en dispositivos optoelectrónicos

Los GQD son los últimos entre ellos y ahora se informan para ambos en invitro.

Corte solvotermal

Método asistido por microondas

Escisión oxidativa

Exfoliación electroquímica

Los GQD fluorescentes se internalizan fácilmente
en las células tumorales y facilita la obtención de imágenes biológicas.

Corte hidrotermal

Como por ejemplo el GQD dopada con boro

Con estos métodos podemos observar distintas imágenes de células

GQD co-dopados con nitrógeno, flúor y azufre

Son preparado por irradiación asistida por microondas de MWCNT en una batería iónica quid

GQD con fluorescencia verde preparada con el método solvotermal también son empleados para las aplicaciones de bio imagen

El líquido iónico aumenta la eficacia del dopaje de los átomos.

Funcionalización con polímeros / moléculas orgánicas

Aminas primarias son
dopado con éxito en los bordes de GQD

La modificación de fotoluminiscencia es atribuido a la presencia de una interbanda adicional dentro de la energía
brecha debido a grupos amina.

Pirólisis / carbonización de precursores

GQD carboxilados

Bio imagen de las células MC3T3

células de osteosarcoma MG-63

células MCF-7 de cáncer de mama humano.

Otra linea de célula cancerosa T47D

se puede preparar a partir de materiales como grafeno, óxido de grafeno,
polvo de grafito, carbón,

La funcionalización superficial de los GQD tiene el efecto de reducir su toxicidad

Bajo altas condiciones de temperatura y presion

Rendimiento cuántico

Utilizamos disolventes orgánicos

Se puede producir mediante el método solvotermal.

Este método es rápido y proporciona
alto rendimiento de producto.

GQD preparados muestran colores azul, verde, rojo, índigo y amarillo
fluorescencia

Los grupos funcionales que la componen son

Mayor solubilidad
en el agua

Amina

Hidroxilo

Son no tóxico, no causó ninguna inflamación o interacciones con internos no tóxico, no causó ninguna inflamación o interacciones con internos

Tiol

Principio de escisión oxidativa

ruptura de carbono-carbono.

enlace presente en precursores como el grafeno, óxido de grafeno o

nanotubos de carbono por tratamiento ácido.

Etilendianima

Heteroátomos

Los GQD codopados con azufre y nitrógeno exhiben diferentes colores luminiscencia cuando se excita a diferentes longitudes de onda.

Biocompatibilidad y toxicidad de las GQD

Se observan células A549 vivas

Es un método común y simple para GQD
, pero el rendimiento cuántico es muy bajo

Cualquier material para la aplicación biológica debe ser compatible con el cuerpo, por el contrario, puede afectar el cuerpo normal.

Se preparan a partir de fullereno mediante oxidación

El material de
el interés debe ser no tóxico

GQD se estudian en diferentes células, tejidos y organismos.

GQD dopadas con N

No son tóxicos y no son tóxicos son seguros para las crías

En la administración intravenosa son En la administración intravenosa son heces


La propiedad fluorescente y el efecto fotodinámico son utilizado

La obtención de imágenes simultáneas de

La terapia fototérmica del cáncer

Excreción renal de las GQD

Poseen menos toxicidad, excreta levemente en la orina

Algunas no pueden atravesar los riñones y
no se excretan a través de la orina, pero se distribuyen en hígado y bazo

Imágenes de Células Especificas

El tamaño de las GQD les permite cruzar la barrera hematoencefálica.

Puede ser utilizado como portador de medicamentos para enfermedades que afectan el cerebro y la columna cordón y una mayor permeabilidad BBB

Aquí, el ácido fólico puede apuntar a las GQD en las células cancerosas sobre expresadas
con receptores de folato

Un agente contra el cáncer se puede incorporar aun sistema brindado para la liberación de fármacos mediante imagen.

La bio imagen de células específicas puede ser
logrado mediante la unión de una molécula de direccionamiento a las GQD.

Los GQD son buenos candidatos para aplicaciones biomédicas

Se utiliza el acido hialuronico para atacar las celulas cancerosas sobreexpresadas con el acido hialuronico receptor

Los receptores de insulina en los adipocitos 3T3-L1 pueden ser rastreados por y la albúmina de suero bovino (BSA).

Imágenes in Vitro

Los GQD se pueden emplear para la obtención de imágenes in vitro debido a su fluorescencia.

La bio imagen in vivo es muy útil para el examen de células y tejidos y la fluorescencia brillante de las GQD permiten una buena imágenes

La bio imagen in vitro con GQD tiene una aplicación tremenda en estudios de líneas celulares in vitro

El cuerpo humano como orina, semen, etc. se puede analizar con GQD que proporciona resultados más precisos que el examen microscópico.

Otras Aplicaciones

La concentración de varios metales pesados como plomo, mercurio, el estaño, etc. Causa problemas de salud por intoxicación

Aquí los GQD se emplean como resonancia
sonda de dispersión de luz.

El Mercurio produce intoxicación en el tracto respiratorio y gastrointestinal

La intensidad de fluorescencia de las GQD disminuye (apaga) en presencia de mercurio y se restaura con gutación

Los GQD se pueden emplear como reactivo colorimétrico para el análisis de hipoclorito

Ingrediente principal del blanqueador

Los conductos de hipoclorito como clorito, clorato y trihalometano son cancerígenos y su mayor concentración conduce a graves problemas de salud.

La concentración de hipoclorito en el cuerpo se puede analizar mediante Inyección de flujo colorimétrico en el que se utilizan GQD como colorimétrico reactivo

Las GQD se utilizan ahora como un nuevo sustrato para la inmovilización de enzimas.

El grafeno en los GQD proporciona una alta conductividad, aparte de poseer un costo bajo

La inteligencia artificial y la robótica hicieron un gran cambio en biomedicina y áreas técnicas.