В настоящее время молекулярная цитогенетика получила новый импульс к развитию, что связано главным образом с использованием атомно-силовой микроскопии и флуоресцентной гибридизации in situ на основе квантовых точек. Атомно-силовая микроскопия позволяет получить информацию об ультраструктуре хромосом и одновременно осуществлять препаровку мельчайших участков хромосом.

В настоящее время микрочипы широко используются для выявления полиморфизмов и мутаций. Усилия исследователей в течение последних лет были направлены на миниатюризацию биочипов с целью обеспечения максимальной плотности нанесения биологического материала.

Нанооболочки состоят из кремнеземной сердцевины и тонкого золотого покрытия. Они покрываются слоем полимера, содержащего лекарственный препарат, и вводятся в организм. После накопления частиц в пораженной ткани (например, в опухоли) производится облучение данной области инфракрасным лазером. Это приводит к селективному поглощению нанооболочками инфракрасных частот и их нагреванию. Нагрев поверхности частицы приводит к высвобождению лекарства из слоя полимера и обеспечивает его локальное действие. Нанооболочки могут использовать для иммуноанализа цельной крови, которая, как известно, хорошо проницаема для инфракрасных лучей. Еще одна область применения нанооболочек – прямая деструкция опухолевых клеток.

Обсуждаются перспективы использования в медицине многофункциональных наноустройств (микро- и нанороботов, нанооболочек), сочетающих в себе возможность внешнего управления с запрограммированной способностью к распознаванию молекулярных мишеней и активным воздействием на них с целью устранения патологических изменений.

Перфторуглеродные наночастицы (200-250 нм) представлены ядром, состоящим из жидкого перфторуглерода, и фосфолипидной оболочкой. Жидкостные перфторуглеродные наночастицы нелетучи, биологически инертны, химически стабильны и не подвергаются распаду в организме. Наличие фосфолипидов позволяет присоединять к наружной поверхности перфторуглеродных наночастиц лекарственные препараты и антитела.

Цельные наночастицы представлены сферическими наноразмерными объектами из биодеградируемого материала, например, белка (альбумин, коллаген), жиров или синтетических полимеров. Размер цельных наночастиц колеблется от 10 до 1000 нм. Это дает возможность использовать их для одновременной визуализации поврежденных тканей и направленной доставки лекарственных препаратов. Цельные наночастицы в настоящее время лидируют среди нанообъектов, используемых в терапевтических целях.

Полимерные мицеллы представляют собой наноразмерные (около 50 нм) коллоидные частицы, имеющие гидрофобную внутреннюю часть (ядро) и гидрофильную поверхность (оболочку). Лекарственные препараты и контрастные агенты могут либо помещаться в липидное ядро мицеллы, либо ковалентно связываться с ее поверхностью.

Такие уникальные свойства дендримеров, как высокая степень ветвления, глобулярная форма и легкость функционализации поверхности, делают эти соединения перспективными носителями лекарственных препаратов. Установлено, что дендримеры могут служить носителями как гидрофильных, так и гидрофобных лекарственных молекул, причем высвобождение лекарственных средств является контролируемым.

Физико-химические свойства наночастиц предопределяют их назначение в наномедицине. Например, четко зависящая от размера квантовой точки флуоресцентная эмиссия делает эти наночастицы незаменимыми для молекулярной визуализации, а разветвленная структура дендримеров дает широкие возможности для их функционализации и, следовательно, превращает их в перспективные средства для доставки лекарственных препаратов. Ниже дается краткая характеристика основных классов наночастиц и приводятся примеры их использования в биологии и медицине.