بيوسنسور زيست حسگر | فناوری بيوسنسور | مزایای بیوسنسور | کاربردهای مختلف بیوسنسورها | biosensor | طراحی بیوسنسور | اجزای بیوسنسور | مقاله بیوسنسورها | نانو بیوسنسور | بیوسنسور تشخیص سرطان | اساس بیوسنسور | بیوسنسورهای آنزیمی | بیوسنسورهای پزشکی

بيوسنسور چیست | زیست حسگر چیست ؟

اساس بیوسنسور

يک گروه از سيستم های اندازه گيری می باشند و طراحی آنها بر مبنای شناسايی انتخابی آناليتها بر اساس اجزا بيولوژيک و آشکارسازهای فيزيکی و شيميايی صورت می پذيرد. يک بيوسنسور در حقيقت شامل يک حسگر کوچک و ماده بيولوژيک تثبيت شده بر آن می باشد. بيوسنسور ها ابزارهای آناليتيکی بشمار می روند که می توانند با بهره گيری از هوشمندی مواد بيولوژيک، ترکيب يا ترکيباتی را شناسايی نموده ، با آنها واکنش دهند. و بدين ترتيب يک پيام شيميايی، نوری و يا الکتريکی ايجاد نمايند.

فناوری بيوسنسور

فناوری بيوسنسور در حقيقت نشان دهنده ترکيبی از علوم بيوشيمی، بيولوژی مولکولی، شيمی، فيزيک، الکترونيک و کامپيوتر است. از آنجا که بيوسنسورها ابزاری توانمند جهت شناسايی مولکول های زيستی می باشند، امروزه از آنها در علوم مختلف پزشکی، صنايع شيميايی، صنايع غذايی، مانيتورينگ محيط زيست ، توليد محصولات دارويی، بهداشتی و غيره بهره می گيرند.
بيشترين کاربرد بيوسنسور ها در تشخيص های پزشکی و علوم آزمايشگاهی است.

بیوسنسورها مرکب از سه بخش:
1- بيورسپتور يا پذيرنده زيستی
2- آشکار ساز و
3- مبدل
می باشند

بيوسنسور زيست حسگر | فناوری بيوسنسور | مزایای بیوسنسور |  کاربردهای مختلف بیوسنسورها | biosensor | طراحی بیوسنسور | اجزای بیوسنسور | مقاله بیوسنسورها | نانو بیوسنسور | بیوسنسور تشخیص سرطان | اساس بیوسنسور | بیوسنسورهای آنزیمی | بیوسنسورهای پزشکی
بيوسنسور زيست حسگر | فناوری بيوسنسور | مزایای بیوسنسور | کاربردهای مختلف بیوسنسورها | biosensor | طراحی بیوسنسور | اجزای بیوسنسور | مقاله بیوسنسورها | نانو بیوسنسور | بیوسنسور تشخیص سرطان | اساس بیوسنسور | بیوسنسورهای آنزیمی | بیوسنسورهای پزشکی

بیورسپتور هایی که در بیوسنسور ها مورد استفاده قرار می گیرند به شرح ذیل می باشند:

  1. آنزيم
  2. آنتی بادی
  3. گيرنده های سلولی
  4. اسيدهای نوکلئيک
  5. ميکرو ارگانيسم يا سلول کامل
  6. بافت
  7. گيرنده های سنتتيک

مزایای بیوسنسور

مزایای بیوسنسور ها بر سایر سیستمهای اندازه گیری موجود استفاده آسان، اغلب بدون نياز به متخصص، هزينه کم، حساسيت و دقت بالا، انتخاب گری و اختصاصيت عمل بالا عدم نياز به وسايل پيشرفته و صرف زمان و هزينه زياد برای تشخيص آناليت ها در مراکز کوچک و در مراکز با امکانات کم و حتی در منزل نيز کاربرد دارد.

عناصر بیولوژیکی عامل اصلی گزينش در بيوسنسورها محسوب می شوند که عمدتا در چهار گروه تقسيم بندی ميگردندکه به شرح زير مي باشد:

  1. آنتی بادی
    2.آنزيم
    3.اسيد آمينه
  2. ساختار های سلولی/ سلول ها

بیوسنسور ها بر اساس نحوه شناسایی آنالیت به دو گروه عمده تقسیم می گردند:

  1. بيوسنسورها با اساس شناسايی مستقيم آنتی ژن: که واکنش پذيرنده با آناليت مستقيما توسط سنسور شناسايی می گردد. عناصر بيولوژيک مورد استفاده در اين گروه ، گيرنده های سلولی و آنتی بادی ها می باشند.
  2. بيوسنسورها با اساس شناسايی غير مستقيم آنتی ژن: واکنش پذيرنده با آناليت به طور غير مستقيم توسط سنسور شناسايی می گردد. عناصر بيولوژيک مورد استفاده در اين گروه ترکيبات نشاندار، مثل آنتی باديها ی نشاندار شده و يا ترکيباتی با خاصيت کاتاليتيکی مانند آنزيم ها می باشند

۲.روش های تثبیت اجزای بیولوژیکی:
به منظور ساخت يک بيوسنسور پايدار،بايد جزء بيولوژيکی به طرز خاصی به مبدل ها متصل گردد، چنين فرآيندی را تثبيت گويند. برای اين منظور پنج روش به شرح زير ارائه شده است:

  1. جذب سطحی
  2. ريزپوشينه سازی
  3. محبوس سازی
  4. پيوند عرضی
  5. پيوند کووالانسی
بيوسنسور زيست حسگر | فناوری بيوسنسور | مزایای بیوسنسور |  کاربردهای مختلف بیوسنسورها | biosensor | طراحی بیوسنسور | اجزای بیوسنسور | مقاله بیوسنسورها | نانو بیوسنسور | بیوسنسور تشخیص سرطان | اساس بیوسنسور | بیوسنسورهای آنزیمی | بیوسنسورهای پزشکی
بيوسنسور زيست حسگر | فناوری بيوسنسور | مزایای بیوسنسور | کاربردهای مختلف بیوسنسورها | biosensor | طراحی بیوسنسور | اجزای بیوسنسور | مقاله بیوسنسورها | نانو بیوسنسور | بیوسنسور تشخیص سرطان | اساس بیوسنسور | بیوسنسورهای آنزیمی | بیوسنسورهای پزشکی

. مبدل:
مبدل، تغيير قابل مشاهده فيزيکی يا شيميايی را به يک پيغام قابل اندازه گيری، که بزرگی آن متناسب با غلظت ماده يا گروهی از مواد مورد سنجش است، تبديل می نمايد، چنين عملی ازتلفيق دو فرايند متفاوت حاصل می شود؛ اين وسيله ويژگی و حساسيت مواد بيولوژيکی را با قدرت محاسبه گری ريزپردازشگر ترکيب می نمايد. بيشتر بيوسنسورها از مبدل های الکتروشيميايی ساخته شده اند.

مبدل ها را ميتوان به انواع زير تقسيم بندی نمود:

  1. مبدل های نوری
    2 . مبدل های الکترو شيميايی )بيشتر بيوسنسورها از اين گونه مبدل ها ساخته شده اند.(
  2. مبدل های پيزوالکتريک
  3. مبدل های گرمايی

کاربردهای مختلف بیوسنسورها

کاربردهای مختلفی برای بیوسنسور ها در پزشکی و بالین وجود دارد که در ذیل اشاره می شود:

  1. تشخيص ودرمان بيماريها ) سرطان، ديابت و…
    2.تشخيص بيماريها در سطح ژن) سرطان، ديابت و …
  2. تشخيص عوامل بيماريزا
  3. اندازه گيری داروها و متابوليتهای آنها، کشف داروهای جديد و ارزيابی فعاليت آنها
  4. ارزيابی و اندازه گيری آناليتها ی موجود در نمونه بيولوژيک
  5. تشخيص سريع بيماريها با استفاده از تستهای سريع با استفاده از پوينت او کر .ويژگی اين تست ها سريع و ارزان بودن روش آزمايش است.

منابع بیوسنسور

Bănică, Florinel-Gabriel (2012). Chemical Sensors and Biosensors:Fundamentals and Applications. Chichester, UK: John Wiley & Sons. p. 576. ISBN 9781118354230. 2. Jump up^ Cavalcanti A, Shirinzadeh B, Zhang M, Kretly LC (2008). “Nanorobot Hardware Architecture for Medical Defense” (PDF). Sensors. 8 (5): 2932–2958.doi:10.3390/s8052932. PMC 3675524 . PMID 27879858.
گردآورندگان: سلوا زمان زاده فاطمه کریم زاده احمد بریمی پور

مطالبت مرتبط :

کنترل فعالیت پروتئین‌های مغز با استفاده از تابش نور | اپتوژنتیک

استفاده از نور UV برای کنترل سیستم ویرایش ژنومی کریسپر

سیستم بیوهیبریدی در مخمر | بیوهیبرید | شیکیمیک اسید | داروسازی | ایندیوم فسفید | Light-driven fine chemical production in yeast biohybrids (bio-engineering.ir) | بیوتکنولوژی | زیست فناوری | مهندسی علوم زیستی | زیست شناسی | بیولوژی

استفاده از سیستم بیوهیبریدی در مخمر به منظور تولید ترکیبات آلی پیچیده

استفاده از سیستم بیوهیبریدی در مخمر به منظور تولید ترکیبات آلی پیچیده

سیستم‌های تلفیقی زیستی و غیرآلی یا بیوهیبریدها یکی از دستاوردهای میان رشته‌ای است که هدف اصلی آن افزایش کارایی سیستم‌های زیستی به عنوان تولید کنندگان محصولات مختلف است. امروزه بیشترین کاربرد این مطالعات در افزایش راندمان تثبیت دی اکسید کربن یا تولید سوخت‌های زیستی توسط باکتری‌ها و مخمرها می‌باشد.

اصلی‌ترین محدودیت استفاده از بیوهیبریدها سمی بودن جزء غیر آلی برای ارگانیسم همراه و در مرحله بعد امکان تولید محصولات ساده شیمیایی است که استفاده از آنها را از لحاظ اقتصادی توجیه ناپذیر نموده است. اخیرا تیمی تحقیقاتی از انستیتو Wyss دانشگاه هاروارد آمریکا به کمک یک سیتم بیوهیبرید نوین موفق به افزایش سطح تولید شیکیمیک اسید shikimic acid به عنوان یکی از مهمترین پیش سازه‌های صنعت داروسازی شده است.

 

این محققان به کمک ترکیبات پلی فنولی سطح سلول‌های مهندسی شده مخمر را با استفاده از نانو ذرات نیمه هادی ایندیوم فسفید indium phosphide nanoparticles پوشانده‌اند. این ترکیبات بعد از جذب نور اقدام به انتقال الکترون به سیتوپلاسم سلول مخمری می‌نمایند، جایی که در آن از الکترونهای انتقال داده شده NADPH تولید خواهد شد و به این ترتیب نیاز مبرم سلول به NADPH به عنوان منبع انرژی مسیر تولید شیکیمیک اسید جبران می‌شود. میزان تولید متابولیت مذکور در این سیستم یازده برابر بیشتر از مخمرهای مهنسی شده به تنهایی است.
با انجام تحقیقات بیشتر بروی انواع ترکیبات نیمه هادی و تاثیر آنها بر ارگانیسم‌های مختلف می‌توان از نتایج حاصل از این تحقیق در تولید سایر محصولات آلی استفاده نمود.

دانلود مقاله

Light-driven fine chemical production in yeast biohybrids (bio-engineering.ir)

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

سیستم بیوهیبریدی در مخمر | بیوهیبرید | شیکیمیک اسید | داروسازی | ایندیوم فسفید | Light-driven fine chemical production in yeast biohybrids (bio-engineering.ir) | بیوتکنولوژی | زیست فناوری | مهندسی علوم زیستی | زیست شناسی | بیولوژی

سیستم بیوهیبریدی در مخمر | بیوهیبرید | شیکیمیک اسید | داروسازی | ایندیوم فسفید | Light-driven fine chemical production in yeast biohybrids (bio-engineering.ir) | بیوتکنولوژی | زیست فناوری | مهندسی علوم زیستی | زیست شناسی | بیولوژی

درمان نارسایی‌های کلیوی | نارسایی‌های حاد کلیوی | دیالیز | DNA origami | نانوساختار | acute kidney injury | نانوذره | نانوبیوتکنولوژی | زیست فناوری | بیوتکنولوژی | سعید کارگر | دکتر سعید کارگر | سعید کارگر بیوتکنولوژی

درمان نارسایی‌های کلیوی با استفاده از DNA-نانوساختارهای ویژه

درمان نارسایی‌های کلیوی با استفاده از DNA-نانوساختارهای ویژه

نارسایی‌های حاد کلیوی acute kidney injury یا AKI یکی از شدیدترین آسیب‌های وارده به کلیه است که سالانه در حدود 1/7 میلیون نفر در سراسر جهان را به کام مرگ می‌کشاند. در حال حاضر تنها روش درمانی موجود برای انواع پیشرفته آن پیوند کلیه همراه با تمهیدات حمایتی مانند دیالیز می‌باشد.

به تازگی محققان دانشگاه Wisconsin-Madison آمریکا در مسیر درمان این بیماری مهلک موفق به ابداع روش نوینی شده‌اند که علاوه بر درمان موارد آسیب دیده، توانایی پیشگیری از بروز بیماری در افراد سالم را نیز دارا می‌باشد. در این روش محققان با استفاده از تکنولوژی DNA origami اقدام به سنتز اشکال متنوعی از نانو ذرات نمودند.

درمان نارسایی‌های کلیوی | نارسایی‌های حاد کلیوی | دیالیز | DNA origami | نانوساختار | acute kidney injury | نانوذره | نانوبیوتکنولوژی | زیست فناوری | بیوتکنولوژی | سعید کارگر | دکتر سعید کارگر | سعید کارگر بیوتکنولوژی

درمان نارسایی‌های کلیوی

در ادامه ضمن تلقیح این ذرات (که DNA origami nanostructures یا DONs نامیده می‌شوند) به بدن موش‌های سالم و بیمار، محققان با استفاده از روش تصویر برداری positron emission tomography یا PET توزیع آنها را در بدن ارزیابی نمودند. نانوساختارهای مذکور ضمن تجمع موفقیت آمیز در بافت هدف، سطح رادیکال‌های آزاد اکسیژن در آن را که یکی از مهمترین عوامل بروز AKI است، به طور چشمگیری کاهش داده و از این طریق موجب بهبود علائم بیماری و در مرحله بعد حفاظت از بافت کلیوی در مقابل بروز مجدد بیماری می‌شوند.

با توجه به پایداری نانوساختار طراحی شده در بافت‌های زنده (شامل نمونه‌های موشی و سلول‌های بافت کلیه انسان)، عدم سمیت آنها در بافت و نبود پاسخ ایمنی بدن در برابر آن، انتظار می‌رود این روش درمانی علاوه بر پیمودن مراحل کلینیکی در درمان آسیب‌های وارده به ارگان‌های دیگر بدن نیز کاربرد داشته باشد.

درمان نارسایی‌های کلیوی | نارسایی‌های حاد کلیوی | دیالیز | DNA origami | نانوساختار | acute kidney injury | نانوذره | نانوبیوتکنولوژی | زیست فناوری | بیوتکنولوژی | سعید کارگر | دکتر سعید کارگر | سعید کارگر بیوتکنولوژی

درمان نارسایی‌های کلیوی | نارسایی‌های حاد کلیوی | دیالیز | DNA origami | نانوساختار |نانوبیوتکنولوژی 

 

 

تار ابریشم | فیبرونئین | نانو الیاف کربن | ابریشم فلورسنت |مکانیسم شکل گیری ابریشم عنکبوت | رفع اشکال الکتروفورز آگارز | الکتروفورز ژل پلی اکریل آمید | الکتروفورز ژل آگارز | تئوری و مبانی کامل ژل الکتروفورز | آگارز | الکتروفورز | ژل الکتروفورز آگارز | Agarose Gel Electrophoresis | آموزش انجام تکنیک الکتروفورز DGGE | آموزش الکتروفورز DNA | ژل آگارز | الکتروفورز عمودی کوچک | آموزش تئوری تکنیک SDS-PAGE | الکتروفورز عمودی | الکتروفورز اتوماتیک برای RNA و DNA | آموزش تئوری اساس تکنیک الکتروفورز دو بعدی 2D | الکتروفورز عمودی بزرگ | الکتروفورز عمودی بزرگ | الکتروفورز عمودی | الکتروفورز افقی کوچک | لودینگ بافر ژل | راه‌اندازی ژل | راه‌اندازی و آنالیز ژل | اتیدیوم بروماید | بافر تریس استات

استفاده از نانوالیاف کربن در تولید صفحات ابریشمی

استفاده از نانوالیاف کربن در تولید صفحات ابریشمی

تار ابریشم از دیرباز به عنوان یکی از برجسته‌ترین مواد طبیعی مورد توجه انسان بوده است. ظهور الیاف نایلونی و پلی‌استری نیز با توجه به کیفیت پائین و ویژگی‌های مکانیکی نامناسب نتوانسته جایگزین مناسبی برای ابریشم در صنعت ارائه دهد. از طرف دیگر ویژگی‌هایی همچون استحکام مکانیکی، زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری این الیاف همواره محققان را بر آن داشته تا در مطالعات مختلف مانند ساخت تجهیزات بیوالکترونیک از آن بهره ببرند.

شکل فیبر مانند الیاف ابریشم در مطالعات مختلف کاربرد چندانی نداشته و از این رو محققان دانشگاه پیتسبورگ سوئد University of Pittsburgh را بر آن داشت تا ضمن باز طراحی فیبرونئین (پروتئین‌های تار ابریشم) آنها را به شکل صفحات نازک فیلمی در آورند. این پژوهشگران در مسیر دست یابی به این هدف روش نوینی برای ساخت صفحات مذکور ابداع نمودند. آنها بعد از باز طراحی پروتئین‌های تارابریشم، این پروتئین‌ها را در مجاورت نانو الیاف کربنی قرار دادند.

در مرحله بعد استفاده از روش نوین گرمادهی منجر به یک تعامل پایدار بین دو ماده شده و به این ترتیب صفحات مناسبی از ابریشم ایجاد خواهد شد که پایداری بسیار بالاتری در مقایسه با نمونه‌های قبلی از خود نشان می‌دهد. با توجه به استفاده‌های وسیع صفحات ابریشمی سنتز شده در صنایع مختلف محققان امیدوارند با بهبود هرچه بیشتر کیفیت محصولات تولید شده امکان بهره برداری وسیع از آنها را فراهم بیاورند.

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی وان

سایت مهندسی علوم زیستی

لینک مقاله

تار ابریشم | فیبرونئین | نانو الیاف کربن | ابریشم فلورسنت |مکانیسم شکل گیری ابریشم عنکبوت | رفع اشکال الکتروفورز آگارز | الکتروفورز ژل پلی اکریل آمید | الکتروفورز ژل آگارز | تئوری و مبانی کامل ژل الکتروفورز | آگارز | الکتروفورز | ژل الکتروفورز آگارز | Agarose Gel Electrophoresis | آموزش انجام تکنیک الکتروفورز DGGE | آموزش الکتروفورز DNA | ژل آگارز | الکتروفورز عمودی کوچک | آموزش تئوری تکنیک SDS-PAGE | الکتروفورز عمودی | الکتروفورز اتوماتیک برای RNA و DNA | آموزش تئوری اساس تکنیک الکتروفورز دو بعدی 2D | الکتروفورز عمودی بزرگ | الکتروفورز عمودی بزرگ | الکتروفورز عمودی | الکتروفورز افقی کوچک | لودینگ بافر ژل | راه‌اندازی ژل | راه‌اندازی و آنالیز ژل | اتیدیوم بروماید | بافر تریس استات
تار ابریشم | فیبرونئین | نانو الیاف کربن
ویرایش ژنوم به کمک تکنیک کریسپر بدون وکتور ویروسی Genome Editing for Cancer Therapy: Delivery of Cas9 Protein/sgRNA Plasmid via a Gold Nanocluster/Lipid Core–Shell Nanocarrier

ویرایش ژنوم به کمک تکنیک کریسپر بدون وکتور ویروسی

 

ویرایش ژنوم به کمک تکنیک کریسپر بدون وکتور ویروسی

Genome Editing for Cancer Therapy: Delivery of Cas9 Protein/sgRNA Plasmid via a Gold Nanocluster/Lipid Core–Shell Nanocarrier

تکنیک کریسپر نوعی روش ویرایش ژنوم بسیار قدرتمند و دقیق است که کارایی بالایی دارد اما اگر محقق ابزار استفاده از آن را در اختیار نداشته باشد نمی تواند مفید واقع شود. موتاژنز و سرطان زایی هر دو به دلیل استفاده از وکتورهای ویروسی دیده می شود. گرچه وکتور های ویروسی کارایی بالایی داشته و سلول های زیادی را می تواند ترانسفکت کند اما محققان در پی پیدا کردن راهی برای عدم استفاده از وکتور های ویروسی( بدلیل وجود خطرات احتمالی) هستند.

استفاده از روش های انتقال ژن جدا از وکتور های ویروسی نیز خود دارای مشکلاتی است. از طرفی می تواند موجب تغییر ساختار غشا شود و از طرف دیگر ممکن است چندان کارایی بالایی در ترانسفکت کردن سلول ها نداشته باشد. حتی اگر پروتئین CAS9 و RNA راهنما به سلول انتقال یابد. عدم پایداری RNA خود مساله ای است.

محققان چینی در مطالعه ای به جای استفاده از وکتور های ویروسی، از نانو خوشه هایی از جنس طلا برای انتقال اجزای کریسپربه درون سلول استفاده کردند که از لحاظ شیمیایی و زیستی پایدار است. پروتئین CAS9 و RNA راهنما در مرکز این نانوخوشه قرار می گیرند. این ذرات به مدت 24 ساعت در مجاورت سلول های هدف انکوبه شدند و عمل ترانسفکت سلول ها با موفقیت انجام شد.

با کمک این روش می توان از خطرات احتمالی وکتور های ویروسی کاست و به میزان کارایی ترانسفکت سلول ها با کمک وکتور های غیر ویروسی افزائید.


ویرایش ژنوم به کمک تکنیک کریسپر بدون وکتور ویروسی Genome Editing for Cancer Therapy: Delivery of Cas9 Protein/sgRNA Plasmid via a Gold Nanocluster/Lipid Core–Shell Nanocarrier

ویرایش ژنوم به کمک تکنیک کریسپر بدون وکتور ویروسی
Genome Editing for Cancer Therapy: Delivery of Cas9 Protein/sgRNA Plasmid via a Gold Nanocluster/Lipid Core–Shell Nanocarrier

رفرنس

  3.55 MBدانلود مقاله : حجم

 

دندانه های گرافنی موجب کشته شدن باکتری ها در ایمپلنت می شود و از عفونت جلوگیری می کند | قیمت ایمپلنت دندان | عوارض ایمپلنت دندان | مراحل ایمپلنت دندان | فیلم ایمپلنت دندان | آیا ایمپلنت درد دارد | ایمپلنت چیست | انواع ایمپلنت | ایمپلنت ارزان |graphene strength | how is graphene made | graphene properties | graphene uses | graphene structure | electrical conductivity of graphene | graphene technology | graphene discovery

جلوگیری از عفونت و کشته شدن باکتری ها به کمک دندانه های گرافنی 

دندانه های گرافنی موجب جلوگیری از عفونت و کشته شدن باکتری ها 

Graphene Spikes Kill Bacteria on Implants and Stop Infection

پوسته گرافنی عمودی یک سطحی محافظتی ایجاد میکند که اتصال باکتری ها به آن را غیر ممکن میسازد.
باکتری های به وسیله دندانه های گرافنی بریده می شوند و از بین میروند.
حجم سلول های انسانی به طور معمول ۱۵ هزار برابر بزرگتر از باکتری ها می باشد.
که این موجب می شود این دندانه ها برای باکتری یک چاقوی تیز باشد ولی بر روی سلول های انسانی تنها یک خراش ایحاد بکند.
اگر ایمپلنت ها را با پوسته گرافنی بپوشانیم از عفونت در شخص بیمار جلوگیری می شود و نیاز به آنتی بیوتیک را از بین می برد و خطر پس زدن ایمپلنت را کاهش میدهد.

نویسنده : سعید کارگر

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی
تشخیص سلول‌های سرطانی متاستایک به کمک نانوبیوسنسورهای الکتریکی ، سنسورهای الکتروشیمیایی | ژورنال small ، نانوبیوسنسور ، سلول‌های سرطانی متاستایک ؛ سلول‌ سرطانی ، امپدانسی ، الکتروشیمی ، تشخیص سلول‌های سرطانی ، داروهای ضد سرطان ، سنسورهای امپدانس الکتریکی ، سنسورهای الکتروشیمیایی ، ژورنال small ، جشنواره بین‌المللی خوارزمی

تشخیص سلول‌های سرطانی متاستایک به کمک نانوبیوسنسورهای الکتریکی

محققان دانشگاه تهران به سرپرستی دکتر محمد عبدالاحد موفق شدند به کمک نانوبیوسنسورهای الکتریکی سلول‌های سرطانی متاستایک را تشخیص دهند.

تشخیص سلول‌های سرطانی

به گزارش روابط‌ عمومی دانشگاه تهران، محققان دانشگاه در این طرح به کمک سنسورهای امپدانسی و الکتروشیمی به تشخیص سلول‌های سرطانی پرداخته و در گام بعد به بررسی اثر داروهای ضد سرطان روی سلول‌های سرطان و تشخیص درجه متاستاتیک این سلول‌ها پی بردند.

یکی از پرکاربردترین استفاده‌های ادوات نانو الکترونیکی در پزشکی استفاده از سنسورهای امپدانس الکتریکی و سنسورهای الکتروشیمیایی هستند، که می‌توانند با مانیتورینگ تغییرات خواص الکتریکی سلول‌های سالم و یا نوع سرطانی آن در اثر تزریق دارو و تغییر در دیگر پارامترهای بیولوژیکی الگویی الکتریکی از فعالیت‌ها و یا اختلالات بیولوژیکی سلول‌ها ارائه کنند.

نتایج این دستاوردها در ژورنال small سال ۲۰۱۶ با impact Factor:7.8 به چاپ رسیده به علاوه اینکه به عنوان cover image در ژورنال small نیز تصویر آن چاپ شده است.

همچنین، این تحقیق در قالب مقاله در شماره ۸۵ سال ۲۰۱۶ ژورنال Biosensors and Bioelectronics منتشر شده است.

دریافت جایزه نوآوری سی امین جشنواره بین‌المللی خوارزمی و مدال بهترین مخترع جوان سازمان جهانی مالکیت فکری (WIPO) از دیگر موفقیت‌های این پژوهش محققان دانشگاه تهران است.

لازم به ذکر است که این طرح در مدت چند سال انجام شده است و اطلاع‌رسانی اولیه درباره آن چند سال قبل صورت گرفت. این زمانی بود که طرح مراحل پیشرفت خود را می‌گذراند و اکنون که طرح به نتیجه رسیده و اطلاعات آن به شکل جامع آماده شده است، این اطلاعات به شکل کامل در دسترس علاقه‌مندان قرار می‌گیرد.

متن کامل مقاله در ژورنال Small

متن کامل مقاله مرتبط در ژورنال Biosensors and Bioelectronics

نویسنده : سعید کارگر

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

میکروب‌کشی با الهام از بال سنجاقک | نانوبیوتکنولوژی | Dragonfly Wings Inspire Antimicrobial Coating سنجاقک ، نانوپوشش ، آنتی‌باکتریال ، بال سنجاقک ، مقاومت ضدمیکروبی ، آنتی‌بیوتیک ، تریکلوسان ، ضدمیکروب ، نانوستون‌ ، اکسید روی ، Nanopillar

میکروب‌کشی با الهام از بال سنجاقک | نانوبیوتکنولوژی

Dragonfly Wings Inspire Antimicrobial Coating

پژوهشگران با الهام از بال سنجاقک، نانوپوشش آنتی‌باکتریالی ساخته‌اند که می‌تواند با هزینه‌ای پایین، باکتری‌ها را از بین ببرد. با استفاده از این پوشش روی سطوح مختلف می‌توان شیوع آلودگی‌ها را از طریق دست، مهار کرد.

محققان مؤسسه «آ*ستار» (A*STAR) در سنگاپور با الهام از بال سنجاقک موفق به ابداع نانوپوشش آنتی‌باکتریالی شده‌اند که می‌تواند بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک و ایجاد مقاومت ضدمیکروبی، آن‌ها را از بین ببرد.

۸۰ درصد از عفونت‌ها از طریق دست گسترش پیدا می‌کنند؛ بنابراین ضدعفونی کردن دست می‌تواند در کاهش توسعه بیماری‌های عفونی مؤثر باشد. مواد آنتی‌باکتریال رایج معمولا حاوی موادی شیمیایی نظیر تریکلوسان هستند که مشکلات و خطراتی برای سلامتی به همراه دارند. از سوی دیگر، استفاده گسترده از مواد آنتی‌باکتریال با گذشت زمان، منجر به مقاومت باکتری‌ها می‌شود.

ساخت نانوستون با الهام از بال سنجاقک

نانوستون‌های روی بال سنجاقک یافته‌های پژوهشگران سنگاپوری نشان می‌دهد که بال سنجاقک به دلیل ساختار منحصربه‌فرد خود، به‌صورت طبیعی ضدمیکروب است. سطح بال سنجاقک حاوی نانوستون‌هایی است که با نزدیک شدن میکروب‌ها، غشای سلولی آن‌ها تخریب می‌شود و به‌سرعت از بین می‌روند.

با الهام از این ویژگی ساختاری، محققان اقدام به تولید نانوپوششی کرده‌اند که خواص آنتی‌باکتریال دارد. این نانوپوشش حاوی نانوستون‌هایی از جنس «اکسید روی» است که روی زیرلایه‌های سرامیکی، شیشه‌ای و تیتانیم قرار می‌گیرند. آزمایش‌ها نشان داده است که این نانوپوشش، ۹۹٫۹درصد از باکتری‌هایی نظیر ای.‌کولای را از بین می‌برد.

ازآنجایی‌که باکتری‌ها به روش فیزیکی و نه شیمیایی از بین می‌روند، این روش تأثیر منفی روی محیط‌ زیست نخواهد داشت. همچنین سازوکار این روش به‌گونه‌ای است که مقاومت آنتی‌باکتریایی به همراه ندارد.

این نانوپوشش را می‌توان روی سطوح مختلف نظیر دستگیره در، میز یا دکمه آسانسور به کار گرفت تا از شیوع آلودگی‌های روی دست جلوگیری کند. این فناوری را هم‌چنین می‌توان برای تصفیه آب به کار برد. یکی از مزیت‌های این روش، هزینه پایین و ایمنی بالای آن است که موجب رقابت‌پذیر شدن آن در مقایسه با دیگر روش‌ها می‌شود.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان « Nanopillar Coated Surfaces with Substrate-Dependent Superbactericidal Property » در نشریه «Small» به چاپ رسیده است.

 

لینک مطلب میکروب‌کشی با الهام از بال سنجاقک 

کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

 

پوشش آنتی‌باکتریال ، پوشش آنتی‌باکتریال ، پوشش آنتی‌باکتریال

کنترل بیان ژن به وسیله ی امواج رادیویی - بیوتکنولوژی

کنترل بیان ژن به وسیله ی امواج رادیویی

کنترل بیان ژن به وسیله ی امواج رادیویی

استفاده از رادیو کنترل ها برای مدت هاس برای اسباب بازی بچه ها ، کنترل هلی کوپترها در دسترس می باشد. بر خلاف نور مرئی، امواج رادیویی می توانند از بافت های زنده عبور کنند اما به وسیله ی بسیاری از فلزات جذب می شوند.

برای استفاده از این مزیت باید نانوذرات را به سلول یا بافت هدف رساند. هنگامی که این سلول ها یا بافت در معرض امواج رادیویی قرار بگیرند آن را جذب می کنند و به صورت موضعی گرما ایجاد می شود و انواعی از پاسخ ها را ایجاد می کند. به طور خاص پروتیئن های حساس به دما با نانوذرات آهن جفت می شوند.

مکانیسم کاربرد امواج رادیویی برای کنترل بیان ژن

یک کار هوشمندانه استفاده از این مزیت در رابطه با کانال پروتیئنی حساس به دما که کنترل ورود یون های کلسیم (TRPV1) به سلول های عصبی کنترل می کند، می باشد. به کانالTRPV1  برچسب His متصل شده است. و ما به نوبه خود از نانوذرات اکسید آهن که آنتی بادی لازم برای اتصال به برچسب His حمل می کنند استفاده می کنیم. وقتی که این سلول ها در معرض امواج رادیویی قرار می گیرند این نانوذرات تابش را جذب می کنند و گرم می شوند. این عمل موجب باز شدن کانال ها مربوطه می شود در نتیجه یون های کلسیم بیشتری وارد سلول های عصبی می شود و راه اندازی برخی از واکنش ها را موجب می شود. ورود یون های کلسیم همچنین فعالیت ژن ها را تنظیم می کند.

کنترل بیان ژن دلخواه با پروموتور حساس به کلسیم

محققین یک نسخه تغییریافته از ژن انسولین که پروموتور حساس به کلسیم را حمل می کند ایجاد کرده اند. نتیجه کلی تابش امواج رادیویی فعال سازی بیان ژن انسولین می شود. سلول حاوی این سیستم به موش تزریق می شود. وقتی که موش در معرض امواج رادیویی قرار می گیرد انسولین آزاد می شود و گلوکز خون کاهش می یابد.

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

نانوذره

نانو ذرات (Nano particle)

نانو ذرات (Nano particle) :

نانوذرات، ذرات جامد کلوییدی هستند که اندازه ای در محدوده ی 10 تا 1000 نانومتر را دارا می باشند. از لحاظ به مجموعه نانوکپسول ها، نانواسفرها (Nano sphere)و یا حتی شبکه های پلی مری که دارو در ، مقیاس مولکولی در آن ها حبس شده باشد، نانو ذره اطلاق می شود. نانو کپسول ها یک کره کوچک که فقط دیواره و جداره آن پلی مری است داخل کره فاز دیگری وجود دارد که دارو داخل آن قرار می گیرد. اما نانواسفرها یک کره پلی مری است و داخل ماتریکس آن نیز پلی مر تشکیل شده است و دارو داخل این ماتریکس قرار می گیرد.

نانوذره

نانوذره

نانواسفر و نانوکپسول

نانواسفر و نانوکپسول

میکروارگانیسم ها و فلزات:

برخی از باکتری ها تحت شرایط سخت و تنش زایی محیط، قادر به رشد هستند، برخی از باکتری ها هم که قادر هستند در حضور فلزات سمی رشد کنند. اغلب این باکتری ها دارای سیستم هایی برای مقاومت و رشد در این شرایط هستند. این باکتری ها قادر به احیاء فلزات و کاهش سمیت آن هستند و برخی دیگر قادر به رسوب گذاری خارج سلولی و برخی دیگر پمپ های انتقال این فلزات را دارند. میان کنش باکتری با فلزات سبب کاربردهای گوناگون باکتری ها در بیوتکنولوژی شده است که می توان از باکتری ها برای معدنی کردن بیولوژیکی (Bio mineralization)، حذف بیولوژیکی مواد آلوده (Bio remediation)، استخراج بیولوژیکی معادن (Bio leaching)  استفاده کرد. برخی باکتری ها در رسوب گذاری معدنی به طور مستقیم عمل می کنند. در واقع باکتری ها در معدنی شدن مواد، نقش کاتالیزوری دارند. اکسیداسیون مواد معدنی توسط باکتری ها اهمیت دارد. برخی از باکتری ها با تولید اسیدهای معدنی در استخراج طلا و مس معادن دخالت می کنند.

 

ارگانیسم های زنده به عنوان کارخانه مولد نانوذرات:

تولید نانو ذرات به دو روش اصلی صورت می گیرد: 1) سنتز از طریق واکنش های شیمیایی 2) تولید بیولوژیکی نانوذرات

باتوجه به نیاز روز افزون بشر به یافتن روش هایی برای ساخت ابزار و وسایلی که آلودگی زیست محیطی نداشته باشند، محققین به سمت سیستم های بیولوژیکی روی آورده اند. شناخته شده ترین مثال از این میکروارگانیسم سنتز کننده نانودرات معدنی، مگنتیک باکتری ها هستند که قادر به تولید نانوذرات  مغناطیسی هستند و یا دیاتومه تولید نانوذرات سیلیسی؛ و باکتری های دارای لایه سطحی در تولید نانوذرات کربنات کلسیم استفاده می کنند که مهم ترین نقش این ارگانیسم ها حذف آلودگی های فلزات سمی از محیط است که معمولا برای از بین بردن اثرات سمی فلزات یا احیاء آن ها کاربرد دارند، برای همین به این ارگانیسم ها با این توانایی را نانو کارخانه های همکار و دوست دار طبیعت می گویند.

 

نانو مواد دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی هستند که سبب پتانسیل بالقوه ی آن ها شده است. با روش های  مختلف فیزیکی و شیمیایی قادرند که این نانو مواد را تولید کنند ولی روش بهتر آن است که آلودگی زیست محیطی کمتری دارد و استفاده از سیستم های زنده برای تولید نانو مواد است که کارگران اصلی این کارخانه باکتری ها می باشند. به عنوان مثال مگنتیک باکتری ها که تولید مگنتیک Fe3O4 و کریکسیت Fe3S را می کند و یا دیاتومه ها تولید نانوذرات سیلیسی می کنند. از این دو نانو ذرات ذکر شده در الکترونیک و تبدیل انرژی خورشیدی به نورانی کاربردهای وسیعی دارد.

 

مگنتیک باکتری ها و تولید نانو ذرات مغناطیسی

یک مثال مهم از معدنی شدن ، تولید نانو ذرات مغناطیسی توسط مگنتیک باکتری ها است. مگنتیک باکتری یک گروه هتروژن از پروکاریوت ها با یک هتروژن از پروکاریوت ها با یک تنوع مورفولوژیکی شامل کوکسی ، میله ای ، ویبریو و مارپیچ هستند که در محیط های آبی در نقاط مختلف زندگی می کنند. این باکتری ها همگی گرم منفی ، متحرک دارای گرایش منفی به غلظت اتمسفری اکسیژن می باشند. خصوصیات ویژه ی این باکتری ها تولید کریستال های درون سلولی اکسید آهن ( مگنتیک ) یا سولفیدهای معدنی آهن ( اگربیلیت) که پوشیده در یک غشاء دو لایه ای می باشند که به آن مگنتوزوم گویند. مگنتوزوم ها باعث جهت گیری و مهاجرت باکتری های مغناطیسی گرا در طول خطوط میدان مغناطیسی زمین می شوند. این باکتری ها به صورت درون سلولی ، تولید نانو کریستال های مغناطیسی زمین می شوند. این باکتری ها به صورت درون سلولی ، تولید نانو کریستال های مغناطیسی زمین می شوند. این باکتری ها به صورت درون سلولی ، تولید نانو کریستال های مغناطیسی درون این مگنتوزوم ها می کنند که شامل نانو ذرات مگنتیک که اندازه ی آن ها 120-35 نانومتر است. اطراف این ذرات یک غشاء قرار گرفته است.

مورفولوژی ذرات مغناطیسی آهن:

از لحاظ مورفولوژی ذرات مغناطیسی آهن به صورت مکعبی ، گلوله ای شکل و یا شش وجهی هستند. از مگنتیک باکتری ها برای برطرف کردن و حذف فلزات سنگین و مواد رادیواکتیو هسته ای از پساب استفاده می شود. یکی دیگر از استفاده های نانو ذرات مغناطیسی ، استفاده از آن ها به عنوان یک حامل برای تجمع مواد فعال بیولوژیکی از جمله آنزیم ، آنتی بادی ، DNA  است و کاربرد بیشتر در تشخیص های پزشکی سنجش های ایمینولوژیکی است. مزیت این روش نسبت به روش های متداول آزمایش های ایمنی در این است که به راحتی سلول هایی که به مارکرهای متصل به نانو ذرات مغناطیسی واکنش داده اند را می توان جداسازی کرد. لازم به یادآوری است که ذرات مگنتوزوم بعد از مرگ سلول باکتری باقی می مانند و ایجاد فسیل های مغناطیسی می کنند و از باکتری های مغناطیس گرا می توان به مگنتواسپیریلیوم  (Magnetospirillum)که میکروآیروفیل است ، اشاره کرد. باکتری مگنتواسپیریلیوم مگنتوتاکنیوم یک باکتری میله ای شکل است که درون آب های شیرین شناور می باشد که حاوی مگنتوزوم ها هستند و در جهت میدان مغناطیسی زمین آرایش می یابند. نانو ذرات مغناطیسی موجود در این مگنتوزوم در مقایسه با نانوذراتی که از طریق های دیگر تهیه می شوند هم اندازه تر و دارای توزیع یکنواخت تک بعدی و تک بلوری می باشد.

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانو ذره مگنتیک

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانو ذره مگنتیک

جذب هدفمند نانو ذرات مغناطیسی توسط سلول های سرطانی

متوتروکسات یکی از شناخته شده ترین داروهای ضد سرطان است اما بسیاری از سلول های بدخیم ابزاری درون خود توسعه داده اند که به محض ورود این دارو به درون سلول، آن را به بیرون سلول پمپ می کنند. محققان دانشگاه واشنگتن با استفاده از فناوری نانو توانستند که با اتصال این دارو به سطح نانو ذرات مغناطیسی در عین حال که متوتروکسات را درون سلول سرطانی  نگه می دارند، می توانند این دارو را در بدن را در بدن ردیابی نمایند و از مهم ترین کاربردهای دیگر نانوذرات مغناطیسی در تصویر برداری پزشکی و ذخیره نمودن اطلاعات می باشد.

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانوذرات مگنتیک

باکتری مگنتواسپیریلیوم سازنده نانوذرات مگنتیک

تولید نانو ذرات دیگر میکروبی

یکی از این نانو ذرات سولفید کادمیوم است که توسط باکتری کلبسیلا آیروژینوژا (Klebsiella aeruginosa)، کاندیدا گلابرتا (Candida glabrata)، شیزوساکرومایس بمبی (Schizosaccharomyses pambae) صورت می گیرد که سبب سمیت زدایی کادمیوم می شود. تولید میکروکریستال های کادمیوم توسط این ارگانیسم می تواند کاربردهایی داشته باشد از جمله استفاده از آن ها در تهیه ی کریستال های نیمه کوانتومی، چنین کریستال های سولفیدی دارای جذب نوری، فتوسنتزی و انتقال الکترون بالایی دارند.نانو کریستال های لانتیوم توسط باکتری سودوموناس آیروژینوزا و اشریشیا کلای در محیط حاوی نیترات لانتیوم La(NO3)3 تشکیل می شود. تیوباسیلوس فرواکسیدانس و تیوباسیلوس تیواکسیدانس قادر به فروشویی سولفیدهای معدنی و تولید نانوذرات نقره است. از مثال های دیگر معدنی شدن بیولوژیکی فلزات می توان به تشکیل تلوریوم در باکتری اشریشیا کلای K12 اشاره نمود و یا شوانلا بوتری فسینس و یا ژیوباکتر متالیرداکشن دارای آنزیم هایی هستند که به کمک آن ها سبب احیاء Tc(II) می شوند، همچنین گزارشاتی در مورد احیاء سلنیت به سلنیوم توسط انتروباکتر کلوآسهکو دسولفوویبریو دسولفوریکانس، ردواسپیریلیوم روبروم ارائه شده است. قطعاتی از دیواره سلولی باسیلوس سابتلیس با کلرید طلا AuCl3 تیمار شد و مشاهده شد که نانوذرات طلا به صورت گرانول هایی ایجاد می شود.

 

استفاده از نانو ذرات طلا در تشخیص سرطان :

طلا ماده ای بسیار مناسب در جذب و پراکنده کردن نور است. بسیاری از سلول های سرطانی در سطح خود دارای نوعی پروتیین به نام EFGR (سلول گیرنده با عامل رشد اپیدرمال) می باشد در حالی که سلول های سالم فاقد چنین عامل هستند. با اتصال پادتن های آنتی EFGR به نانو ذرات طلا محققان توانسته اند این نانو ذرات را به سلول های سرطانی رسانده و به آن ها متصل نمایند و سپس با میکروسکوپ زمینه تاریک نقاط سرطانی را به صورت درخشان زیر میکروسکوپ مشاهده کردند. این نانو ذرات توانایی اتصال به سلول های سالم را ندارند؛ به این ترتیب سلول های سالم در مقایسه با سلول های سرطانی تاریک تر جلوه می کنند. کاربرد بالقوه دیگر نانو ذرات طلا در ارتباط با سرطان، انهدام سلول های سرطانی است. در مطالعات انجام شده پژوهشگران با گرم کردن این ذرات با لیزر از آن ها به عنوان عوامل انهدام سلول های سرطانی استفاده استفاده می کنند.

 

نانو ذره نقره

اولین بار استفاده از نقره به عنوان یک ماده جلوگیری کننده از بیماری به مربوط به 2000 سال قبل است که پادشاهان ایرانی درون ظروف نقره ای آب جوشیده ریخته و مصرف می نمودند تا از بیماری حفاظت شوند. باکتری سودوموناس استاتزری(Pseudomonas stutzeri) قادر به تولید نانوذرات نقره می باشد. با توجه به خاصیت ضد میکروبی نقره، بایستی مکانیسم هایی در باکتری سودوموناس استاتزری وجود داشته باشد که سبب مقاومت این باکتری به نقره است. این باکتری قادر به احیاء فلز نقره و رسوب آن در فضای پری پلاسمیک و در نهایت تولید نانوکریستال های نقره می باشد.

نانوذره نقره به پروتیین هاحاوی گروه سولفیدی موجود در غشاء باکتری متصل می شود، که این امر سبب تغییر در مورفولوژی و نفوذپذیری غشاء و تاثیر در زنجیره ی تنفسی و تقسیم سلولی و در نهایت مرگ سلول می گردد و از سوی دیگر ورود ذرات نقره به درون سلول و واکنش آن با ترکیبات حاوی گوگرد و فسفر مانند DNA ، سبب از بین رفتن باکتری می شود. بیماری molloscum contagiusum یک بیماری مسری ویروسی به صورت ضایعات زگیل مانند می باشد که تاکنون درمان مشخصی نداشته است؛ اما اخیرا توانسته اند که به کمک نانوذرات نقره این بیماری را در مدت سه روز درمان کنند.

 

نانوذره نقره نسبت به آنتی بیوتیک دارای مزایایی می باشد که در زیر به تعدادی از آن ها اشاره می شود:

1) باکتری ها به نانو ذره مقاومت پیدا نمی کنند به دلیل اینکه نانو ذره بر روی قسمت های مختلف و آنزیم های متعددی موثر است .

2) نانو ذره نقره بر روی طیف وسیعی از باکتری ها موثر است.

3) نانو ذره نقره بر روی سلول های انسانی اثر سوء ندارد، زیرا سلول های انسانی به صورت بافت هستند.

4) برخلاف آنتی بیوتیک ها که پس از واکنش با سلول تغییر یافته و بی اثر می شوند، نانو ذره نقره پس از اثر بر میکروب ها آزاد شده و بر میکروارگانیسم دیگر نیز تاثیر می گذارد.

سایر کاربردهای نانوذره نقره:

1) تولید الیاف، پارچه ها ولباس های ضد میکروب و ضدبو

2) استفاده در باطری سازی

3) رنگ های ضد میکروبی

4) مواد بهداشتی و آرایشی

5) استفاده در سفینه ها و شاتل های فضایی برای ضدعفونی کردن آب و هوا و وسایل مختلف

6) استفاده در پزشکی و درمان و بهبود زخم

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

انتخاب جنسیت جنین با استفاده از نانوذرات طلا

انتخاب جنسیت جنین با استفاده از نانوذرات طلا

مقدمه:

در سال های اخیر پیشرفت های چشم گیری در انجام لقاح مصنوعی صورت گرفته است، برای نمونه امروزه امکان جداسازی اسپرم های حاوی کروموزم های جنسی X و Y (که در تعیین جنسیت نقش دارند) وجود دارد. در پستانداران ترکیب کرموزوم های جنسی XX جنس مونث و ترکیب کروموزوم های جنسی XY جنس مذکر را بوجود می آورد. کرموزوم های X و Y به طور قابل توجهی از نظر طول متفاوت هستند.

تمایز اسپرم ها :

چندین روش مختلف برای برای تمایز اسپرم های نر از ماده وجود دارد از جمله روش فلوسایتومتری که می تواند با دقت بیش از 90درصد این کار را انجام دهد. از آخرین پیشرفت های اخیر در تعیین جنسیت اسپرم میتوان به استفاده از فناوری نانو با روش طلای متصل شده به مولکول های زیستی اشاره کرد که چشم انداز خوبی در آینده برای تعیین جنسیت اسپرم دارد.

در این روش از نانوذرات طلا (AuNPs) برای شناسایی توالی خاصی از کروموزوم Y در اسپرم استفاده شده است. باید به سه نکته اصلی در این روش توجه کرد:
1) نفوذ نانوذرات عامل دار شده از طریق غشای اسپرم
2) جفت شدن DNA کاوشگر خاص روی نانو ذره با DNA دو رشته ای کروموزوم Y و ایجاد حالت سه رشته ای DNA
3 ) تشخیص الگوی سیگنالی خاص برای جداسازی اسپرم ها حاوی کروموزم های Y و X از هم

جذب نانوذرات به سلول

برای جذب نانوذرات به سلول، نانوذرات را به وسیله پپتیدهایی که در نفوذ به سلول نقش دارند می پوشانند مثل cell penetrating peptides (که مخفف آن CPPs می باشد).

شناسایی کروموزوم Y

علاوه بر پپتیدهای عبوری از غشا نیاز به کاوشگر نوکلیک اسید برای شناسایی کروموزوم Y می باشد که با نانوذرات طلا کانژوگه می شود. بنابراین نانوذرات طلا مجبور به حمل دو بیومولکول عملکردی بر سطح خود می باشند که به وسیله گروه تیولی اتصال کوالانسی با آن ها برقرار کرده است.

برهمکنش نانوذرات با غشای سلولی بسیار پیچیده است که به چند عامل درونی و بیرونی بستگی دارد که از این بین می توان به تعیین رفتار ذرات نانو ، اندازه ، شکل آن و لیگاند اشار کرد. جذب نانوذرات به سلول های مختلف متفات می باشد و این به دلیل سیالیت غشا، بار سطح آن ها و مولکول های کاربردی است که به غشای خارجی متصل است.

سمیت نانوذره

البته جای این نگرانی وجود دارد که آیا نانوذرات طلا می توانند اثرات سمی بر روی سلول های پستانداران داشته باشند؟! اطلاعات مربوط به سمیت AuNPs بسیار متفاوت است، که دلیل اصلی آن رده های سلولی مختلف، سنتز متفاوت نانوذرات و همچنین شرایط آزمایشگاهی متفاوت می باشد.

مکانیسم عمل

قاعده اصلی تشخیص این روش بر این اساس استوار است که در اسپرم هایی که حاوی کروموزوم Y هستند نانوذرات طلا می توانند به دلیل کاوشگر DNA که بر سطح خود دارند با توالی های تکراری و خاص کروموزوم Y برهمکنش داشته باشند که موجب کاهش فاصله بین این نانوذرات می شوند در نتیجه این نانوذرات انباشته و جمع می شوند و همین موضوع باعث می شود که یک شیفت bathochromic در ماکزیمم پیک و همچنین افزایش قابل توجهی در جریان bathochromic طیف بوجود بیاید. در حالی که در اسپرم های حاوی کروموزوم X این اتفاق نمی افتد.

با توجه به افزایش جمعیت جهان، به منظور پاسخگویی به تقاضای جهانی مواد غذایی همراه با رشد جمعیت می توان از این تکنیک برای تولید گاوهای ماده شیرده استفاده کرد، که این تنها یک مثال از کاربرد این تکنیک می باشد.

 

برای مشاهده کلیپ تلگرامی این تکنیک جالب کلیک کنید🎥

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی

تصویری از پارامسی با مژه مصنوعی

ساخت مژه (Cilia) مصنوعی

ساخت مژه (Cilia) مصنوعی 

دانشمندان موفق به ساخت یک سیستم حمل و نقل نانوساختاری به عنوان مژه مصنوعي شدند. برای میلیون ها سال پارامسی با استفاده از مژه حرکت می کنند. مژه های سلول های اپیتلیوم پوشش دستگاه تنفسی انسان را مانند چمن می پوشانند. در حال حاضر دانشمندان به هدف خود یعنی یک سیستم حمل و نقل بیولوژیکی با استفاده از مولکول هایی که تغییر جهت می دهند نزدیک تر شده اند.

مولکول هایی که در معرض نور تغییر جهت می دهند برای مدت های زیادی شناخته شده اند، اما نمی شود با این مولکول ها حرکتی را ایجاد کرد چون حرکت به جلو و عقب آن همدیگر را خنثی می کردند. برای رسیدن به یک جابجایی موثر، مژه ها فقط باید به یک طرف ضرب و شتم وارد کنند.

 

 

Date: July 3, 2014
Source: https://www.sciencedaily.com/releases/2014/07/140703102614.htm

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی