[Przejdź do zawartości](https://www.sigmaaldrich.com#main-content) [](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl) Produkty Koszyk0 PLPL Produkty ProduktyZastosowaniaUsługiZasobyWsparcie [Zaloguj się / Zarejestruj się](https://www.sigmaaldrich.com/oidc-sign-in) [Wyszukiwanie zamówienia](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/order-lookup) [Szybkie zamówienie](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/quick-order) Koszyk0 [Strona główna](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl)[Microelectronics & Nanoelectronics](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/applications/materials-science-and-engineering/microelectronics-and-nanoelectronics)Sortowanie nanorurek węglowych i ich zastosowania biologiczne # Sortowanie nanorurek węglowych i ich zastosowania biologiczne __Hyunkyu Oh, Sang-Yong Ju__ Department of Chemistry, Yonsei University Seoul 120-749, Korea [syju@yonsei.ac.kr](mailto:syju@yonsei.ac.kr) ## Wprowadzenie Nanorurki węglowe (CNT) cieszą się dużym zainteresowaniem od czasu ich odkrycia w 1991 roku przez Sumio Lijima1 ze względu na ich doskonałe właściwości mechaniczne, elektryczne i optyczne. Podobnie jak inne nanostruktury (np. kropki kwantowe, nanodruty), właściwości fizyczne CNT są określane przez rozmiar i strukturę atomów. CNT mają ogromny potencjał zastosowań w tranzystorach, przezroczystych foliach, emiterach podczerwieni, czujnikach, sondach skanujących, materiałach strukturalnych, katalizatorach itp.2,3 CNT produkowane seryjnie zawierają mieszaninę o różnych właściwościach fizycznych. Ponieważ wydajność zależy od tych właściwości, sortowanie tych rurek według ich właściwości fizycznych (metaliczność, chiralność, skrętność, długość itp.) ma kluczowe znaczenie dla najnowocześniejszych zastosowań. Jednościenne nanorurki węglowe (SWNT) składają się z płynnie zwiniętego arkusza grafenu zawierającego tylko *sp2* węgle. SWNT mają właściwości fizyczne zależne od kierunku wektora zwijania (lub wektora chiralnego), określanego przez parę liczb całkowitych (n, m). Jeśli n - m jest wielokrotnością 3, rura wykazuje charakter metaliczny; w przeciwnym razie jest półprzewodnikowa z przerwą pasmową około 1 eV. Półprzewodnikowe CNT mają ekscytonowe pasmo wzbronione,4 co powoduje fotoluminescencję (PL).5 PL CNT jest w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalna do ich średnicy (dt). CNT o średnicy bliskiej 1 nm wykazują PL około 1200 nm, chociaż pozycje szczytowe PL są silnie zależne od chiralności CNT. Dostępne w handlu rurki CoMoCAT®  (syntetyzowane z katalizatora bimetalicznego Co-Mo)6  (numery produktów. [704113](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/product/aldrich/704113), [724777](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/product/aldrich/724777), [775533](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/product/aldrich/775533) i [773735](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/product/aldrich/773735)) wykazują PL w zakresie 930-1,450 nm w regionach bliskiej podczerwieni (NIR). Ta cecha emisji NIR jest bardzo przydatna do bioobrazowania, ponieważ podskórna głębokość penetracji PL w regionie NIR jest znacznie większa niż w przypadku widzialnych długości fal. ## Covalent vs. Noncovalent Functionalization W celu osiągnięcia biologicznej funkcjonalizacji nanorurek węglowych stosuje się dwie główne metody (funkcjonalizacja kowalencyjna i niekowalencyjna). Funkcjonalizacja kowalencyjna zapewnia nienaruszone funkcje chemiczne na nanorurkach węglowych, które mogą ściśle współpracować z powierzchnią biologiczną (pokazaną na __Rysunkach 1A__ i __1B__). Jednak kowalencyjna funkcjonalizacja zakłóca integralność π-sprzężonej sieci ścian bocznych i końców nanorurek węglowych, co wpływa na ich wewnętrzne właściwości. Karboksylacja CNT, jak widać w produkcie nr  [755125](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/product/aldrich/755125), jest najpopularniejszą metodą funkcjonalizacji kowalencyjnej i jest osiągana przez utlenianie CNT za pomocą chemii karbodiimidów.7-9 Silne kwasy (np, kwas siarkowy i kwas azotowy) są stosowane do funkcjonalizacji oksydacyjnej, która przerywa π-sprzężoną sieć na nanorurkach i funkcjonalizuje nanorurki gatunkami utlenionymi (tj. kwasami karboksylowymi i fenolami), Kwasy karboksylowe i fenole).10 Pozostawia to wiele defektów i wpływa na optyczne, elektryczne i mechaniczne właściwości CNT. Niekowalencyjna funkcjonalizacja CNT (__Rysunki 1C__ do __1E__) jest zwykle osiągana przy użyciu cząsteczek takich jak środki powierzchniowo czynne, polimery, biomolekuły i związki poliaromatyczne.10 Niekowalencyjne oddziaływanie opiera się głównie na oddziaływaniach hydrofobowych5,11 lub π-π12-14 bez jakiegokolwiek niszczenia integralności sieci π CNT. Co więcej, użyteczne właściwości wewnętrzne, takie jak właściwości optyczne, elektryczne i mechaniczne są zachowane, a rozpuszczalność jest lepsza. Jednak dynamiczna równowaga polimerów na powierzchni nanorurek może stanowić przeszkodę w niektórych zastosowaniach, takich jak wiązanie specyficzne dla celu i dostarczanie leków. Dlatego konieczne jest wykorzystanie właściwości fizykochemicznych CNT, takich jak PL i ściany boczne CNT jako nanoprzewody, jako zaawansowanych strategii dla zastosowań biologicznych.  __Rysunek 1.__Strategie funkcjonalizacji SWNT. Funkcjonalizacja kowalencyjna przy użyciu grupy defektów (A) i ściany bocznej SWNT (B); funkcjonalizacja niekowalencyjna przy użyciu niekowalencyjnych egzościennych środków powierzchniowo czynnych (C), niekowalencyjnych egzościennych polimerów (D) i endościennego C60 (E). Dostosowane z odnośnika 15. ## Metody sortowania Wydajność separacji CNT w oparciu o podejście niekowalencyjne silnie zależy od stopnia wiązania. Ponieważ wiązka nanorurek zawiera mieszaninę metalicznych i półprzewodnikowych rurek o różnej chiralności, ważne jest, aby najpierw wytworzyć wysoki stopień chiralności poszczególnych CNT, a następnie poprawić wydajność separacji CNT. Wiązanie nanorurek można monitorować za pomocą spektroskopii absorbancji i fotoluminescencji. Niewielkie wiązanie nanorurek powoduje przesunięcie ku czerwieni nawet o kilkadziesiąt meV od piku absorbancji nanorurek w obszarze NIR.16 Stopień wiązania jest również oceniany na podstawie intensywności piku PL spowodowanego transferem energii znalezionym w punkcie przecięcia dwóch różnych CNT, który jest proporcjonalny do wielkości wiązania CNT.17 Metodologie separacji niekowalencyjnej są wymienione w __Tabeli 1__. Separacja StopieńTypCharakterystykaRęcznośćŚrednicaDługość Przykład Metody separacji - Elektroforeza - Ultrawirowanie w gradiencie gęstości (DGU) - Chromatografia - Selektywna solubilizacja - Selektywna reakcja - DGU - Chromatografia - Selektywna solubilizacja - Reakcja selektywna - Elektroforeza - DGU - Chromatografia - Selektywna solubilizacja - Reakcja selektywna - Elektroforeza - DGU - Chromatografia - Selektywna solubilizacja - Elektroforeza - DGU - Chromatografia - Selektywna solubilizacja Zastosowania - Tranzystory polowe (FET) - Urządzenia elektroniczne - Przezroczysta elektroda - FETs - Dostrajanie PL do zastosowań biologicznych - FET-y balistyczne - Przewodzące i cienkowarstwowe tranzystory półprzewodnikowe (TFT) - Lampy skanujące CNT - Tranzystory przewodzące i TFT - Lampy skanujące CNT Tabela 1. Klasyfikacje, metodologie separacji i zastosowania SWNT zgodnie z ich typem, chiralnością, skrętnością, średnicą i długością. ## Przykłady sortowania CNT #### Dielektroforeza (DEP) Jedną z pierwszych prób sortowania CNT według typu elektronicznego jest metoda dielektroforetyczna.18 Proces ten wykorzystuje prąd zmienny (ac) DEP, w którym metaliczne nanorurki wykazujące zarówno wysoką stałą dielektryczną, jak i dodatnią DEP są gromadzone na elektrodzie dla wysokiego przyłożonego pola elektrycznego, podczas gdy półprzewodnikowe rurki o niższej stałej dielektrycznej i ujemnej DEP pozostają w rozpuszczalniku. Jednak tylko niewielkie ilości CNT są zbierane tą metodą, a separacja następuje wyłącznie na podstawie typu elektronicznego ze względu na różnice w polaryzowalności metalicznych i półprzewodnikowych CNT. #### Chromatografia jonowymienna oparta na DNA Ta metoda separacji opiera się na SWNT owiniętych DNA, wykazujących różne oddziaływania elektrostatyczne z kolumną jonowymienną (IEX). Wokół nanorurek tworzy się stabilna beczka z 2D wiązaniem H z jednoniciowym DNA (ssDNA) owiniętym spiralnie wokół poszczególnych CNT (__Rysunek 2A__), odsłaniając fosforan deoksyrybozy. Uważa się, że selekcja nanorurek wynika z elektrostatycznych i elektrodynamicznych oddziaływań między nanorurkami DNA a żywicą jonowymienną.23 Czyste chiralne nanorurki zostały oddzielone tą metodą po raz pierwszy.42 Niedawny eksperyment wykazał, że ulepszony motyw strukturalny ssDNA pozwala na rozdzielenie 12 różnych chiralnych CNT o czystości 60-90% (__Rysunek 2B__).23 Jednak szacowana wydajność chiralnych (n, m) rurek jest bardzo niska; oczekuje się, że większość nanorurek zostanie zaadsorbowana na kolumnie jonowymiennej w stanie związanym. Główną wadą separacji SWNT za pomocą chromatografii jonowymiennej opartej na DNA jest wysoki koszt stosowanego ssDNA i kosztowny proces produkcyjny (tj. wysoki koszt kolumny IEX i jej nieunikniona wymiana spowodowana zatykaniem).  __Rysunek 2.__Separacja SWNT przy użyciu jednoniciowych wstążek DNA. A) Anty-równoległe nici DNA (tj. ATTTATTTATTT) owijają się wokół (8,4) SWNT utrzymywanych przez wiązania wodorowe między nićmi DNA i ππ oddziaływanie między DNA i SWNT. B) Widma absorpcyjne UV-Vis-NIR 12 oczyszczonych SWNT o różnej chiralności rozdzielonych za pomocą chromatografii kolumnowej jonowymiennej. Sortowanie każdego SWNT można poprawić, stosując różne sekwencje DNA. Dostosowane z odnośnika 23. #### Ultrawirowanie w gradiencie gęstości (DGU) DGU oddziela nanorurki na podstawie różnicy gęstości (*n, m*) CNT w medium gradientowym przy użyciu ultrawirowania. CNT zdyspergowane w cholanie sodu (lub soli żółciowej) wykazują różne współczynniki sedymentacji w zależności od ich średnicy, długości, typu (lub metaliczności), wiązania, a nawet ręczności.19,22,43 Metoda ta wykazuje różnorodne możliwości separacji (__Tabela 1__). Przykład zilustrowano na __Rysunku 3__, gdzie kolorowe pasma reprezentujące separację warstw pochodzą z absorpcji chiralnych CNT. Jodiksanol (produkt nr  [D1556](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/product/sigma/D1556)), ulepszone podłoże gradientu gęstości dla DGU, umożliwia regulację gęstości od 1,32 (60%) do 1.00 g/cm3 (0%), co obejmuje zakres gęstości od skupionych (1,2-1,3 g/cm3) do zindywidualizowanych (1,0 g/cm3) nanorurek z rozproszonych próbek. Wprowadzenie kosurfaktantu, takiego jak dodecylosiarczan sodu (SDS), zwiększa selektywność określonej chiralności.19 Na przykład dziesięć czystych nanorurek o czystości od 34 do 88% zostało oddzielonych za pomocą DGU z kosurfaktantem.22 Warto zauważyć, że nanorurki o mniejszych średnicach wykazują mniejszą gęstość. NanoIntegris produkuje SWNT o określonej chiralności metodą DGU, które są dostępne w handlu (nr produktu  750522 i  [750530](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/product/aldrich/750530)).  __Rysunek 3.__Sortowanie SWNT poprzez ultrawirowanie w gradiencie gęstości (DGU). A) Po ultrawirowaniu (np. 200 000 g) przy użyciu wirnika typu swing bucket, nanorurki węglowe są sortowane według ich wyporności (tj. największą wyporność wykazywały rurki o małej średnicy) i są umieszczane w punkcie izopiknicznym w żelu gradientowym. B) Odpowiednie widma NIR warstwowych SWNT po separacji za pomocą DGU. Dostosowane z odnośnika 19. #### Wielokolumnowa chromatografia żelowa (MUGEC) W MUGEC, kilka kolumn jest połączonych pionowo w szeregu w celu uzyskania separacji chiralności na dużą skalę. Selektywna adsorpcja SWNT rozproszonych w SDS na kolumnie żelowej na bazie dekstranu allilowego (Sephacryl® S-200HR, nr produktu S200HR) pozwala na separację metaliczną i półprzewodnikową oraz separację opartą na chiralności SWNT. Ze względów termodynamicznych, 44 rurki metaliczne wykazują większą stabilność w stosunku do podłoża żelowego i są eluowane jako pierwsze, podczas gdy rurki półprzewodnikowe są preferencyjnie adsorbowane na podłożu żelowym (__Rysunek 4A__). Ta metoda sortowania jest również wysoce zależna od średnicy i chiralności, podobnie jak w przypadku DGU. Kolejność separacji w wielokolumnowej chromatografii żelowej pokazuje, że nanorurki o małej średnicy były adsorbowane jako pierwsze na żelu, co wskazuje na wysokie powinowactwo do podłoża dekstranowego.__Rysunek 4B__ ilustruje rozdział 13 typów nanorurek według czystości.24 Oczekuje się, że metoda ta zapewni stosunkowo niedrogie nanorurki o czystości chiralnej, jeśli zapewniona zostanie wysoka wydajność separacji.  __Rysunek 4.__Separacja chiralności SWNT przy użyciu chromatografii wielokolumnowej opartej na allilodekstranie. A) Używając SDS jako pojedynczego środka powierzchniowo czynnego, zdyspergowane SWNT zostały zaadsorbowane na podłożu kolumny, a po nasyceniu rurki o pojedynczej chiralności zostały wzbogacone zgodnie z ich powinowactwem wiązania do kolumny. B) Masowa separacja iteracyjnej chromatografii kolumnowej w celu wytworzenia SWNT wzbogaconych o pojedynczą chiralność, pokazująca ich różne kolory w zależności od ich chiralności. Dostosowane z odnośnika 24. #### Miareczkowanie oparte na mononukloetydzie flawiny (FMN) Metoda ta polega na supramolekularnym, helikalnym owijaniu FMN na powierzchni nanorurek węglowych (__Rysunki 5A__ i do __5C__). Biomolekuła ta wykazuje wyraźne powinowactwo wiązania lub stałą równowagi w kierunku miareczkowania kosurfaktantu, umożliwiając (8,6) separację nanorurek do 85% czystości (__Rysunek 5D__).25 Ponadto, optycznie *aktywna* *d-rybitylowa*  grupa fosforanowa FMN zapewniaFMN zapewnia chiralną powłokę dla równie chiralnych nanorurek, co skutkuje separacją nanorurek z enancjoselektywną skrętnością (__Rysunek 5E__).26 Wykorzystując wyznaczoną energię wiązania FMN w kierunku kosurfaktantu, takiego jak dodecylobenzenosiarczan sodu (SDBS) na CNT, ta metodologia separacji może zapewnić niedrogą platformę skalowania dla selektywnych CNT.  __Rysunek 5.__Mononukleotyd flawinowy (FMN) samoorganizuje się wokół SWNT poprzez spiralne owijanie. A) Struktura arkusza 2D FMN na ścianie bocznej SWNT. Jeden FMN tworzy poczwórne wiązania wodorowe z dwoma naprzeciwległymi FMN. B) FMN posiadający chiralną grupę d-rybitylofosforanową preferuje lewoskrętne SWNT w swoim własnym prawoskrętnym wzorze helikalnym. C) Boczne grupy fosforanowe FMN powodują dyspersję SWNT poprzez odpychanie anionowe. D) Mapowanie fotoluminescencji oddzielonych (8,6) SWNT przy użyciu strategii podwójnego miareczkowania środka powierzchniowo czynnego. E) Widmo dichroizmu kołowego skrętności enancjoselektywnie rozdzielonych SWNT przy użyciu dyspersji SWNT i FMN w rozpuszczalnikach wodnych. Dostosowane z referencji 25,26. ## Bio-zastosowanie separowanych nanorurek węglowych CNT są wykorzystywane jako nowe platformy biosensoryczne i nanoprobówki do różnych celów biologicznych. Wiele wysiłków wykorzystuje CNT jako narzędzia do terapii przeciwnowotworowej. Oczywiście chemia powierzchni, rozmiar i stopień agregacji odgrywają kluczową rolę w regulowaniu interakcji CNT z komórkami. Dlatego też techniki separacji CNT mogą dostarczyć cennych narzędzi do obrazowania i terapii nowotworów. Jednak toksyczność była jedną z głównych obaw związanych z wykorzystaniem CNT w zastosowaniach biomedycznych. Badanie in vivo wykazało, że CNT sfunkcjonalizowane polimerem/surfaktantem wydają się być bezpieczne nawet po podaniu doustnym myszom w wysokiej dawce (do 1000 mg/kg masy ciała).45 Doniesiono, że dotchawicze podawanie zmielonych, niefunkcjonalizowanych CNT agreguje się w płucach i prowadzi do toksyczności płucnej i stanu zapalnego.46 Jednak efekt agregacji (ostra toksyczność) nie był obserwowany w przypadku fluorescencyjnych pojedynczych SWNT.47 #### Bioobrazowanie z wykorzystaniem CNT Zdolność CNT do bioobrazowania opiera się na ich fluorescencji. Fluorescencja jest jedną z dróg relaksacji cząsteczek wzbudzonych światłem, które mogą być relaksowane przez kanały radiacyjne (fluorescencyjne) lub nieradiacyjne. Radiacyjna wydajność kwantowa fluorescencji nanorurek węglowych waha się od 0,1% do 20%, w zależności od rodzaju środków powierzchniowo czynnych i mediów.5,48 Ponieważ większość środków powierzchniowo czynnych nie jest biologicznie kompatybilna, konieczne jest zastosowanie biologicznie kompatybilnego lipidu, takiego jak fosfolipid-glikol polietylenowy49 w celu uzyskania minimalnej dawki nanorurek węglowych. Po rozwiązaniu kwestii związanych z biokompatybilnością i wiązaniem nanorurek, oddzielone CNT wymagają odpowiedniego zakresu fluorescencji ze względu na silną absorpcję i rozpraszanie ludzkiej skóry w obszarze światła widzialnego. Pożądane jest wykorzystanie zakresów bliskiej podczerwieni (NIR I: 750-900 nm i NIR II: 1,0-1,4 μm),38 gdzie współczynniki absorpcji ludzkiej skóry właściwej i podskórnej wynoszą odpowiednio około 0,02 i 0,1 na mm.50 Wiadomo, że nanorurki o mniejszej średnicy mają silniejszą fotoluminescencję.51 Niedawno grupa Dai wykazała, że nanorurki wzbogacone chiralnością (np, (12,1) i (11,3) __Rysunek 6A__) otrzymane metodą filtracji żelowej mogą być wykorzystane do fluorescencji w zakresie bliskiej podczerwieni. Oddzielone nanorurki, których wzbudzenie i emisja wynoszą odpowiednio około 800 i 1200 nm, nie tylko zwiększają swoją fluorescencję 5-krotnie, ale także zapewniają bliskie dopasowanie do ekscytującej linii lasera NIR I przy 808 nm. Znacznie jaśniejsze nanorurki znacznie obniżają wymaganą dawkę nanorurek, 0,16 mg/kg w porównaniu do poprzedniego badania z użyciem 1,0 mg/kg.38 __Rysunek 6B__ przedstawia obraz NIR myszy po wstrzyknięciu CNT wzbogaconych chiralnością i porównanie z narządami zidentyfikowanymi za pomocą analizy głównych składowych (PCA) (__Rysunek 6C__).  __Rysunek 6.__Obrazowanie in vivo w czasie rzeczywistym całej myszy przy użyciu półprzewodnikowych SWNT wzbogaconych chiralnością. A) Mapy PLE dla SWNT o chiralności (12,1) i (11,3). B) Obrazowanie in vivo całego ciała myszy NIR-II po wstrzyknięciu SWNT wzbogaconych chiralnością. C) Obraz analizy składowych głównych (PCA), w którym płuca, nerki i wątroba są oznaczone kolorami odpowiednio zielonym, różowym i niebieskim. Zaadaptowano z odnośnika 39. #### CNT-based Targeted Drug Delivery and Cancer Therapy Kowalencyjnie sfunkcjonalizowane CNT były głównie wykorzystywane do celowanego dostarczania in vitro leków, plazmidowego DNA lub małego interferującego RNA (siRNA) do komórek poprzez endocytozę. Strategie funkcjonalizacji kowalencyjnej do dostarczania genów wykorzystują głównie funkcjonalność aminową CNT do stabilizacji anionowych ugrupowań DNA. __Rysunek 7__ ilustruje różne podejścia do dostarczania leków i terapii przeciwnowotworowej na bazie CNT. Podstawowe podejścia do funkcjonalizacji ukierunkowane na interakcję z jednostkami biologicznymi to: 1) funkcjonalizacja przeciwciał, peptydów i małych interferujących RNA (siRNA); oraz 2) CNT zaprojektowane jako nośnik do dostarczania cząsteczek (lub leków). Te pierwsze mogą być wykorzystywane do dostarczania docelowych ligandów, leków chemioterapeutycznych i biomolekuł poprzez łatwą chemię kowalencyjną na surfaktancie. Te drugie wykorzystują albo chemię kowalencyjną, którą można rozszczepić na CNT, albo niekowalencyjne interakcje, takie jak interakcje van der Waalsa, między CNT a lekiem. Wyraźne odejście od tych podejść uzyskano wykorzystując funkcjonalizację hydrofobowych ścian bocznych nanorurek węglowych. Jak pokazano na __Rysunku 7__, aromatyczny lek, taki jak doksorubicyna, oddziałuje ze ścianami bocznymi CNT poprzez π-π stacking. CNT sfunkcjonalizowane na ściankach bocznych mogą pomieścić do 4 gramów leku na 1 gram nanorurek, dzięki dużej powierzchni CNT. Co ciekawe, w środowisku o kwaśnym pH lek ten sprzyja uwalnianiu doksorubicyny z powierzchni nanorurek, co jest odpowiednie do leczenia środowiska nowotworowego z lokalnym środowiskiem kwaśnym.  __Rysunek 7.__Schematyczne strategie dostarczania leków i terapii przeciwnowotworowej oparte na SWNT. Zaadaptowano z referencji 52. Co więcej, CNT mogą być wykorzystywane bezpośrednio w terapii przeciwnowotworowej. Ponieważ fotowzbudzone nanorurki rozluźniają się uwalniając energię cieplną, zjawisko to można wykorzystać jako terapię fototermiczną. Jeśli używany jest laser o krótkim impulsie, CNT mogą działać jak nanobomby, gdy moc padająca jest poza zdolnością przewodzenia ciepła nanorurek, co jest określane jako terapia fotoakustyczna.53 Inną strategią jest generowanie ciepła z CNT za pomocą pola o częstotliwości radiowej (RF). Ponieważ pole RF o częstotliwości bliskiej 13,6 MHz ma doskonałą zdolność penetracji tkanek,54 metoda ta może przezwyciężyć problemy napotykane w terapiach fototermicznych i fotoakustycznych CNT. ## Wnioski Ostatnie postępy w sortowaniu CNT pozwalają nam uzyskać dostęp do nanorurek węglowych o wysokiej czystości. Oddzielone CNT, z ich precyzyjnie dostosowanymi właściwościami fizycznymi, mogą być następnie wykorzystywane w cennych, zaawansowanych technologicznie bioaplikacjach. Chociaż obecnie w użyciu jest niewiele przykładów takich zastosowań, odpowiednie nanorurki węglowe o określonej strukturze, typie elektronowym, chiralności, długości, skrętności itp. wykazują obiecujące wyniki w zakresie bioobrazowania, dostarczania leków i innych zastosowań związanych z biologią. Gdy potencjalna długoterminowa toksyczność nanorurek zostanie lepiej zrozumiana, dzięki połączeniu fotoluminescencji, fototermii i możliwości fotoakustycznych, CNT znajdą szerokie zastosowanie jako narzędzia do zastosowań biomedycznych, takich jak bioobrazowanie, dostarczanie leków / genów i terapia przeciwnowotworowa. ## Materiały Przepraszamy, wystąpił nieoczekiwany błąd Response not successful: Received status code 500 ### Referencje 1\. Iijima S. 1991. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature. 354(6348):56-58. [https://doi.org/10.1038/354056a0](https://doi.org/10.1038/354056a0) 2\. Baughman RH. 2002. Carbon Nanotubes--the Route Toward Applications. 297(5582):787-792. [https://doi.org/10.1126/science.1060928](https://doi.org/10.1126/science.1060928) 3\. Kim S, Rusling J, Papadimitrakopoulos F. Carbon Nanotubes for Electronic and Electrochemical Detection of Biomolecules. Adv. Mater.. 19(20):3214-3228. [https://doi.org/10.1002/adma.200700665](https://doi.org/10.1002/adma.200700665) 4\. Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus MS. Trigonal warping effect of carbon nanotubes. Phys. Rev. B. 61(4):2981-2990. [https://doi.org/10.1103/physrevb.61.2981](https://doi.org/10.1103/physrevb.61.2981) 5\. O'Connell MJ. 2002. Band Gap Fluorescence from Individual Single-Walled Carbon Nanotubes. 297(5581):593-596. [https://doi.org/10.1126/science.1072631](https://doi.org/10.1126/science.1072631) 6\. Bachilo SM, Balzano L, Herrera JE, Pompeo F, Resasco DE, Weisman RB. 2003. Narrow (n,m)-Distribution of Single-Walled Carbon Nanotubes Grown Using a Solid Supported Catalyst. J. Am. Chem. Soc.. 125(37):11186-11187. [https://doi.org/10.1021/ja036622c](https://doi.org/10.1021/ja036622c) 7\. Bahr JL, Tour JM. 2002. Covalent chemistry of single-wall carbon nanotubes. J. Mater. Chem.. 12(7):1952-1958. [https://doi.org/10.1039/b201013p](https://doi.org/10.1039/b201013p) 8\. Banerjee S, Hemraj-Benny T, Wong SS. 2005. Covalent Surface Chemistry of Single-Walled Carbon Nanotubes. Adv. Mater.. 17(1):17-29. [https://doi.org/10.1002/adma.200401340](https://doi.org/10.1002/adma.200401340) 9\. Tasis D, Tagmatarchis N, Bianco A, Prato M. 2006. Chemistry of Carbon Nanotubes. Chem. Rev.. 106(3):1105-1136. [https://doi.org/10.1021/cr050569o](https://doi.org/10.1021/cr050569o) 10\. Gooding JJ. 2005. Nanostructuring electrodes with carbon nanotubes: A review on electrochemistry and applications for sensing. Electrochimica Acta. 50(15):3049-3060. [https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.08.052](https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.08.052) 11\. Weisman RB, Bachilo SM. 2003. Dependence of Optical Transition Energies on Structure for Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Suspension:  An Empirical Kataura Plot. Nano Lett.. 3(9):1235-1238. [https://doi.org/10.1021/nl034428i](https://doi.org/10.1021/nl034428i) 12\. Chen RJ, Zhang Y, Wang D, Dai H. 2001. Noncovalent Sidewall Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes for Protein Immobilization. J. Am. Chem. Soc.. 123(16):3838-3839. [https://doi.org/10.1021/ja010172b](https://doi.org/10.1021/ja010172b) 13\. Nish A, Hwang J, Doig J, Nicholas RJ. 2007. Highly selective dispersion of single-walled carbon nanotubes using aromatic polymers. Nature Nanotech. 2(10):640-646. [https://doi.org/10.1038/nnano.2007.290](https://doi.org/10.1038/nnano.2007.290) 14\. Peng X, Komatsu N, Bhattacharya S, Shimawaki T, Aonuma S, Kimura T, Osuka A. 2007. Optically active single-walled carbon nanotubes. Nature Nanotech. 2(6):361-365. [https://doi.org/10.1038/nnano.2007.142](https://doi.org/10.1038/nnano.2007.142) 15\. Hirsch, A. Angew. . Chem. Int. Edit.2002, 41, 1853. . 16\. Crochet J, Clemens M, Hertel T. 2007. Quantum Yield Heterogeneities of Aqueous Single-Wall Carbon Nanotube Suspensions. J. Am. Chem. Soc.. 129(26):8058-8059. [https://doi.org/10.1021/ja071553d](https://doi.org/10.1021/ja071553d) 17\. Tan PH, Rozhin AG, Hasan T, Hu P, Scardaci V, Milne WI, Ferrari AC. Photoluminescence Spectroscopy of Carbon Nanotube Bundles: Evidence for Exciton Energy Transfer. Phys. Rev. Lett.. 99(13): [https://doi.org/10.1103/physrevlett.99.137402](https://doi.org/10.1103/physrevlett.99.137402) 18\. Krupke R. 2003. Separation of Metallic from Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes. Science. 301(5631):344-347. [https://doi.org/10.1126/science.1086534](https://doi.org/10.1126/science.1086534) 19\. Arnold MS, Green AA, Hulvat JF, Stupp SI, Hersam MC. 2006. Sorting carbon nanotubes by electronic structure using density differentiation. Nature Nanotech. 1(1):60-65. [https://doi.org/10.1038/nnano.2006.52](https://doi.org/10.1038/nnano.2006.52) 20\. Zheng M, Jagota A, Semke ED, Diner BA, Mclean RS, Lustig SR, Richardson RE, Tassi NG. 2003. DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes. Nature Mater. 2(5):338-342. [https://doi.org/10.1038/nmat877](https://doi.org/10.1038/nmat877) 21\. Zheng, M.; Jagota, A.; Strano, M. S.; Santos, A. P.; Barone, P.; Chou, S. G.; Diner, B. A.; Dresselhaus, M. S.; Mclean, R. S.; Onoa, G. B.; , Samsonidze, G. G.; Semke, E. D.; Usrey, M.; Walls, D. J. . Science 2003, 302, 1545. . 22\. Ghosh S, Bachilo SM, Weisman RB. 2010. Advanced sorting of single-walled carbon nanotubes by nonlinear density-gradient ultracentrifugation. Nature Nanotech. 5(6):443-450. [https://doi.org/10.1038/nnano.2010.68](https://doi.org/10.1038/nnano.2010.68) 23\. Tu X, Manohar S, Jagota A, Zheng M. 2009. DNA sequence motifs for structure-specific recognition and separation of carbon nanotubes. Nature. 460(7252):250-253. [https://doi.org/10.1038/nature08116](https://doi.org/10.1038/nature08116) 24\. Liu H, Nishide D, Tanaka T, Kataura H. 2011. Large-scale single-chirality separation of single-wall carbon nanotubes by simple gel chromatography. Nat Commun. 2(1): [https://doi.org/10.1038/ncomms1313](https://doi.org/10.1038/ncomms1313) 25\. Ju S, Doll J, Sharma I, Papadimitrakopoulos F. 2008. Selection of carbon nanotubes with specific chiralities using helical assemblies of flavin mononucleotide. Nature Nanotech. 3(6):356-362. [https://doi.org/10.1038/nnano.2008.148](https://doi.org/10.1038/nnano.2008.148) 26\. Ju S, Abanulo DC, Badalucco CA, Gascón JA, Papadimitrakopoulos F. 2012. Handedness Enantioselection of Carbon Nanotubes Using Helical Assemblies of Flavin Mononucleotide. J. Am. Chem. Soc.. 134(32):13196-13199. [https://doi.org/10.1021/ja305250g](https://doi.org/10.1021/ja305250g) 27\. Heller DA, Mayrhofer RM, Baik S, Grinkova YV, Usrey ML, Strano MS. 2004. Concomitant Length and Diameter Separation of Single-Walled Carbon Nanotubes. J. Am. Chem. Soc.. 126(44):14567-14573. [https://doi.org/10.1021/ja046450z](https://doi.org/10.1021/ja046450z) 28\. Moshammer K, Hennrich F, Kappes MM. 2009. Selective suspension in aqueous sodium dodecyl sulfate according to electronic structure type allows simple separation of metallic from semiconducting single-walled carbon nanotubes. Nano Res.. 2(8):599-606. [https://doi.org/10.1007/s12274-009-9057-0](https://doi.org/10.1007/s12274-009-9057-0) 29\. Marquis R, Greco C, Sadokierska I, Lebedkin S, Kappes MM, Michel T, Alvarez L, Sauvajol J, Meunier S, Mioskowski C. 2008. Supramolecular Discrimination of Carbon Nanotubes According to Their Helicity. Nano Lett.. 8(7):1830-1835. [https://doi.org/10.1021/nl0803141](https://doi.org/10.1021/nl0803141) 30\. Doorn SK, Fields RE, Hu H, Hamon MA, Haddon RC, Selegue JP, Majidi V. 2002. High Resolution Capillary Electrophoresis of Carbon Nanotubes. J. Am. Chem. Soc.. 124(12):3169-3174. [https://doi.org/10.1021/ja012364c](https://doi.org/10.1021/ja012364c) 31\. Sun X, Zaric S, Daranciang D, Welsher K, Lu Y, Li X, Dai H. 2008. Optical Properties of Ultrashort Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotube Capsules Down to Sub-10 nm. J. Am. Chem. Soc.. 130(20):6551-6555. [https://doi.org/10.1021/ja8006929](https://doi.org/10.1021/ja8006929) 32\. Li H, Zhou B, Lin Y, Gu L, Wang W, Fernando KAS, Kumar S, Allard LF, Sun Y. 2004. Selective Interactions of Porphyrins with Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes. J. Am. Chem. Soc.. 126(4):1014-1015. [https://doi.org/10.1021/ja037142o](https://doi.org/10.1021/ja037142o) 33\. Tans SJ, Verschueren ARM, Dekker C. 1998. Room-temperature transistor based on a single carbon nanotube. Nature. 393(6680):49-52. [https://doi.org/10.1038/29954](https://doi.org/10.1038/29954) 34\. Zhou C. 2000. Modulated Chemical Doping of Individual Carbon Nanotubes. 290(5496):1552-1555. [https://doi.org/10.1126/science.290.5496.1552](https://doi.org/10.1126/science.290.5496.1552) 35\. Wu, Z.; Chen, Z.; Du, X.; Logan, J. M.; Sippel, J.; Nikolou, M.; Kamaras, K.; Reynolds, J. R.; Tanner, D. B.; Hebard, A. F.; Rinzler, A. G. . Science 2004, 305, 1273. . 36\. Zhang L, Tu X, Welsher K, Wang X, Zheng M, Dai H. 2009. Optical Characterizations and Electronic Devices of Nearly Pure (10,5) Single-Walled Carbon Nanotubes. J. Am. Chem. Soc.. 131(7):2454-2455. [https://doi.org/10.1021/ja8096674](https://doi.org/10.1021/ja8096674) 37\. Diao S, Hong G, Robinson JT, Jiao L, Antaris AL, Wu JZ, Choi CL, Dai H. 2012. Chirality Enriched (12,1) and (11,3) Single-Walled Carbon Nanotubes for Biological Imaging. J. Am. Chem. Soc.. 134(41):16971-16974. [https://doi.org/10.1021/ja307966u](https://doi.org/10.1021/ja307966u) 38\. Javey A, Guo J, Wang Q, Lundstrom M, Dai H. 2003. Ballistic carbon nanotube field-effect transistors. Nature. 424(6949):654-657. [https://doi.org/10.1038/nature01797](https://doi.org/10.1038/nature01797) 39\. Asada Y, Miyata Y, Shiozawa K, Ohno Y, Kitaura R, Mizutani T, Shinohara H. 2011. Thin-Film Transistors with Length-Sorted DNA-Wrapped Single-Wall Carbon Nanotubes. J. Phys. Chem. C. 115(1):270-273. [https://doi.org/10.1021/jp107361n](https://doi.org/10.1021/jp107361n) 40\. Zheng M, Semke ED. 2007. Enrichment of Single Chirality Carbon Nanotubes. J. Am. Chem. Soc.. 129(19):6084-6085. [https://doi.org/10.1021/ja071577k](https://doi.org/10.1021/ja071577k) 41\. Fagan JA, Becker ML, Chun J, Nie P, Bauer BJ, Simpson JR, Hight-Walker A, Hobbie EK. 2008. Centrifugal Length Separation of Carbon Nanotubes. Langmuir. 24(24):13880-13889. [https://doi.org/10.1021/la801388a](https://doi.org/10.1021/la801388a) 42\. Hirano A, Tanaka T, Kataura H. 2012. Thermodynamic Determination of the Metal/Semiconductor Separation of Carbon Nanotubes Using Hydrogels. ACS Nano. 6(11):10195-10205. [https://doi.org/10.1021/nn303985x](https://doi.org/10.1021/nn303985x) 43\. Muller J, Huaux F, Moreau N, Misson P, Heilier J, Delos M, Arras M, Fonseca A, Nagy JB, Lison D. 2005. Respiratory toxicity of multi-wall carbon nanotubes. Toxicology and Applied Pharmacology. 207(3):221-231. [https://doi.org/10.1016/j.taap.2005.01.008](https://doi.org/10.1016/j.taap.2005.01.008) 44\. Mutlu GM, Budinger GRS, Green AA, Urich D, Soberanes S, Chiarella SE, Alheid GF, McCrimmon DR, Szleifer I, Hersam MC. 2010. Biocompatible Nanoscale Dispersion of Single-Walled Carbon Nanotubes Minimizes in vivo Pulmonary Toxicity. Nano Lett.. 10(5):1664-1670. [https://doi.org/10.1021/nl9042483](https://doi.org/10.1021/nl9042483) 45\. Ju S, Kopcha WP, Papadimitrakopoulos F. 2009. Brightly Fluorescent Single-Walled Carbon Nanotubes via an Oxygen-Excluding Surfactant Organization. Science. 323(5919):1319-1323. [https://doi.org/10.1126/science.1166265](https://doi.org/10.1126/science.1166265) 46\. Welsher K, Liu Z, Sherlock SP, Robinson JT, Chen Z, Daranciang D, Dai H. 2009. A route to brightly fluorescent carbon nanotubes for near-infrared imaging in mice. Nature Nanotech. 4(11):773-780. [https://doi.org/10.1038/nnano.2009.294](https://doi.org/10.1038/nnano.2009.294) 47\. Simpson CR, Kohl M, Essenpreis M, Cope M. 1998. Near-infrared optical properties ofex vivohuman skin and subcutaneous tissues measured using the Monte Carlo inversion technique. Phys. Med. Biol.. 43(9):2465-2478. [https://doi.org/10.1088/0031-9155/43/9/003](https://doi.org/10.1088/0031-9155/43/9/003) 48\. Oyama Y, Saito R, Sato K, Jiang J, Samsonidze GG, Grüneis A, Miyauchi Y, Maruyama S, Jorio A, Dresselhaus G, et al. 2006. Photoluminescence intensity of single-wall carbon nanotubes. Carbon. 44(5):873-879. [https://doi.org/10.1016/j.carbon.2005.10.024](https://doi.org/10.1016/j.carbon.2005.10.024) 49\. Liu Z, Robinson JT, Tabakman SM, Yang K, Dai H. 2011. Carbon materials for drug delivery & cancer therapy. Materials Today. 14(7-8):316-323. [https://doi.org/10.1016/s1369-7021(11)70161-4](https://doi.org/10.1016/s1369-7021%2811%2970161-4) 50\. Kang B, Yu D, Dai Y, Chang S, Chen D, Ding Y. 2009. Cancer-Cell Targeting and Photoacoustic Therapy Using Carbon Nanotubes as ?Bomb? Agents. Small. 5(11):1292-1301. [https://doi.org/10.1002/smll.200801820](https://doi.org/10.1002/smll.200801820) 51\. Gannon CJ, Cherukuri P, Yakobson BI, Cognet L, Kanzius JS, Kittrell C, Weisman RB, Pasquali M, Schmidt HK, Smalley RE, et al. 2007. Carbon nanotube-enhanced thermal destruction of cancer cells in a noninvasive radiofrequency field. Cancer. 110(12):2654-2665. [https://doi.org/10.1002/cncr.23155](https://doi.org/10.1002/cncr.23155) __Powiązane artykuły__ - [Zastosowania i właściwości nanowłókien węglowych](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/batteries-supercapacitors-and-fuel-cells/carbon-nanofibers) - [Grafenowe kropki kwantowe: właściwości, synteza i zastosowania](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/biosensors-and-imaging/graphene-quantum-dots) - [Osadzanie warstw atomowych (ALD)](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/chemical-vapor-deposition/ald-a-versatile) - [Kropki kwantowe: nowa klasa rozpuszczalnych nanomateriałów optycznych](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/electron-microscopy/quantum-dots-an-emerging) - [Właściwości i zastosowania jednościennych nanorurek węglowych](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/electron-microscopy/single-walled-carbon-nanohorns) - [Zaawansowane materiały nieorganiczne dla oświetlenia](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/microelectronics-and-nanoelectronics/advanced-inorganic-materials-for-solid-state-lighting) - [Fullereny do zastosowań w biologii i fotowoltaice](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/microelectronics-and-nanoelectronics/fullerenes) - [Przezroczyste elektrody przewodzące na bazie grafenu](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/technical-documents/technical-article/materials-science-and-engineering/microelectronics-and-nanoelectronics/graphene-based-transparent-conductive-electrodes) - [Zobacz więcej](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/search/facet-search?focus=sitecontent&term=facet-search) Góra __Zaloguj się, aby kontynuować__ Zaloguj się lub utwórz konto, aby kontynuować. Zaloguj się__Nie masz konta użytkownika?__Zarejestruj Dla wygody naszych klientów ta strona została przetłumaczona maszynowo. Dołożyliśmy starań, aby zapewnić dokładne tłumaczenie maszynowe. Tłumaczenie maszynowe nie jest jednak doskonałe. Jeśli tłumaczenie maszynowe nie spełnia Twoich oczekiwań, przejdź do wersji w języku angielskim. Wsparcie[Obsługa klienta](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/support/customer-support)[Kontakt](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/collections/offices)[FAQ](https://maestro.my.site.com/knowledgeportal/s/)[Karty charakterystyki (SDS)](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/documents-search?tab=sds)[Certyfikaty (COA/COO)](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/documents-search?tab=coa)[Jakość i przepisy](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/quality-and-regulatory-management)[Kalkulatory i aplikacje](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/support/calculators-and-apps)[Webinaria](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/collections/webinars) Zamówienia[Wyszukiwanie zamówień](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/order-lookup)[Szybkie zamówienie](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/quick-order)[Produkty niestandardowe](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/services/custom-products)[Rozwiązania eCommerce](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/ecommerce/ecommerce-solutions) Firma[O nas](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/about-us)[Odpowiedzialność](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/ssbi)[Wydarzenia](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/collections/events)[Komunikaty prasowe](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/collections/press)[Programy](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/partnership-programs)[Kariera](https://careers.merckgroup.com/global/en)[Biura](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/collections/offices) Media społecznościowe [](https://www.linkedin.com/company/merck-life-science) [](https://x.com/Merck_lifesci) [](https://www.facebook.com/Merck.lifescience) [](https://www.instagram.com/mercklifescience/) [](https://www.youtube.com/@MerckLifeScience/featured) Merck __Badania. Rozwój. Produkcja.__ Jesteśmy wiodącym dostawcą dla globalnej branży Life Science, oferującym rozwiązania i usługi w zakresie badań, rozwoju i produkcji biotechnologicznej oraz rozwoju i produkcji leków farmaceutycznych. [](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl) [Rozwiązania Sigma-Aldrich®](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/sigma-aldrich)[Rozwiązania BioReliance®](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/bioreliance)[Roztwory Millipore®](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/millipore)[Rozwiązania SAFC®](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/safc)[Rozwiązania Milli-Q®](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/milliq)[Rozwiązania Supelco®](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/supelco) © 2026 Merck KGaA, Darmstadt, Niemcy i/lub jej podmioty stowarzyszone. Wszelkie prawa zastrzeżone, w tym eksploracja tekstu i danych na potrzeby szkolenia w zakresie sztucznej inteligencji i podobnych technologii. Powielanie jakichkolwiek materiałów ze strony jest surowo zabronione bez zezwolenia. [Warunki korzystania z witryny](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/legal/site-use-terms)|[Polityka prywatności](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/legal/privacy-statement)|[Ogólne warunki sprzedaży](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/legal/terms-and-conditions)|[Zgoda na prawa autorskie](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/life-science/legal/copyright-consent)|[Mapa witryny](https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/site-map)