NANOMEDYCYNA 

 

1.

 

Wprowadzenie fizyczne (dualizm korpuskularno-falowy, zasada 
nieoznaczoności Heisenberga, równanie Schroedingera, studnia 
potencjału) 

 
- Dualizm korpuskularno-falowy 
-Fale przenoszące energię mogą wykonywać aspekty korpuskularne, a cząsteczki mogą 
mieć aspekty falowe 
- Fale de Brogille’a  fala związana z poruszającymi cząstakami poruszającym się o długości 
λ= ћ/(mV), ћ=6,6*10

-3 

[J*s] 

- skoro f. elektromagnetyczną można traktować jak cząstki, to można się spodziewać że 
fale w pewnych warunkach zachowują się jak cząstki 
 
- Zasada nieoznaczonosci Heisenberga 
Mechaika kwantowa 
- kwant energii 
- zasada nieoznaczoności Heisenberga – nie jesteśmy w stanie, mając b. dokładne 
urządzenia zlokalizować jednocześnie położenia i pędu cząstki; 
- aby dokładnie zlokalizować – obserwator musi spowodować by wyemitowała ona foton 
promieniowania, a więc ten akt lokalizacji zmienia już położenie cząsteczki w sposób 
nieprzewidywalny  
 
Fotony o małej długości fali, ale o dużym pędzie  - wymusza duży wpływ na położenie 
cząst. Fotony o małym pędzie -  mały wpływ na położenie, ale mniej dokładne ze względu 
na dużą długość fali.  
 
- Równanie Schroedingera 
Formy: zależna i niezależna od czasu. Dzięki niemu możemy wyznaczyć te stany 
kwantowe, które mają ściśle określone energie, a także możliwe wartości tych energii. 
(n/2m

2

)( ∂

2

Ψ/ ∂x

2

+∂ 

2

Ψ/ ∂y

2

+∂

2

Ψ/ ∂z

 2 

)-V(r,t)Ψ(r,t)=iћ∂ Ψ(r,t)/∂t 

 Ψ – f. falowa 
V – potencjał 
i– liczba zespolona 
Równanie zależne od czasu 
- Ψ(r,t) – funkcja falowa, charakteryzuje stan fizyczny układu kwantowego; zależy od 
współrzędnych cząsteczki w czasie i przestrzeni. 
Rozwiązaniem równania Schroedingera jest zbiorem dowolnych fal owych cząstki, z 
których każda odpowiada dowolnemu poziomowi energii; 
- kwadrat modułu | Ψ|2 – w danym punkcie jest proporcjonalny do prawdopodobieństwa 
znalezienia cząstki w małym elemencie objętości dxdydz wokół tego punktu 
 
Dla elektronu w atomie i cząsteczki, intrepretacja ta prowadzi do ?? orbitali  ?? i 
molekularnych  
Niezależne od czasu  

 L-j.w. 
p=t Ψ(r,t) 

 
 

- Studnia potencjału 

 

 

 

To rejon otaczający minumum lokalne enrgii potencjalnej. Energia wyjściowa nie może 
przemienić się w studni potencjału w inną postać en. (en. kinetyczną w przypadku 
grawitacyjnej studni potencjału) ponieważ jest uwięziona w lokalnym minimum studni. 
 
Energia może być przekształcona jeśli dostarczymy do studni odpowiednią ilość energii.  
W obszarze studni rozwinięcie równania Schroedingera: 

Ψ(x)=Asin(kx)-Bcos(kx)     

  





 



    

Φ(x) = 0     r=±a/2 
Całkowita energia cząstki z takiej studni jest skwantowana. 
 

2.

 

Kropki kwantowe  

- są to półprzewodnikowe nanocząstki 
- niewielki obszar przestrzeni ograniczony w 3D barierami potencjału, gdy w środku jest 
cząstka o długości fali porównywalnej z rozmiarem 3D 
- opis kwantowy 
- ograniczenie 

rurki ?

 cząstki w 3D -> kwantyzacja w każdym z poszczególnych ?? . Cząstki 

reprezentują tylko określone stany 
- cząstka emitująca promieniowanie:  im 

częstotliwość 

wyższa tym długość fali niższa 

wyemitowanego promieniowania; 
- promieniowanie to efekt pamięci pozornej /jeżeli możemy stosować to naświetlić 
światłem o innej długości fali/ w innym przypadku 

....?? 

- rozwój techniki cienkich warstw -> rozwój kropek 
Tworzenie kropek: 
- kropki spontaniczne – powstają na granicy faz półprzewodnikowch hodowanych metodą 
MBE 
- nanokryształy 
- kropki powierzchniowe 
 
Zastosowanie: 
- śledzenie białek w komórkach żywych 
- detekcja fluorescencyjna – biosensory

 

- diagnostyka molekularna 
- badania ex vivo 
- kontrasty PET, NMR 
 
 
 

3.

 

Dendrymery

 

- wielokrotnie, bardzo rozgałęzione polimery; 
- do 10 generacji – poj. molekuła; 
- ostatnia generacja – poliwalentna warstwa; 
- właściwości:  ławość kontroli tworzenia, wys. czystość, pojemność, oporność, niska 
toksyczność, mogą przenosić mat. genetyczny do wnętrza komórek, łatwość 
dostosowywania się do zadań; 
- zastosowanie: diagnostyka (sensory, kontrasty), nośniki leków 
 

4.

 

Nanorurki

 

- struktury nadcząsteczkowe, mające postać pustych w środku walców; 
- do 1 mm średnicy, dowolnie długie, bardzo mocne; 
- zastosowanie nanorurki białkowe – nowy rodzaj antybiotyków 
- systemy elektromechaniczne 
- osłona AFM  
- nośniki leków 
- biosensory 

 

5.

 

Nanopory 

- struktury komórkowe; 
- sekwencjonowanie DNA, znany rozmiar nanopory, potencjał elektryczny przez błonę, 
czas przejścia; 
- inne zastosowania: w biologii komórki, diagnostyce molekularnej; 
 

6.

 

Micelle 

- używane jako nośniki leków; 
- rdzeń hydrofobowy – w nim znajduje sie lek 
- hydrofilowa otoczka – łatwo się rozpuszcza, 

przeciwstawia przyczepność na inne 

cząseczki białka

 

- 

wzrost wrażliwości na zmianę pH 

 

7.

 

Tworzenie nanocząstek (fotolitografia, miękka fotolitografia, techniki 
koloidalne)   

wystarczy znajomosc fotolitografii z cwiczen