نانوبيومواد
مواد جديد همواره يكي از پيشرانهاي توانزاي كليدي براي ساخت سيستمها و كاربردهايي با اثرات چشمگير بودهاند. اين مواد ميتوانند موانع فرآيندهاي قبلي را بشكنند و نهايتاً كاربردهايي با منافع بالقوه جهاني را توليد كنند. مواد در مقياس نانو، يعني موادي كه ويژگيهايشان در سطح كمتر از ميكرو (كوچكتر از 10 -6 m ) يا نانو ( 10 - 9 m ) قابل كنترل است. خواص مواد در چنين ابعد و اندازههايي با مواد متعارف اساساً متفاوت است و به همين لحاظ تحقيقات در حوزة نانومواد روز به روز فعالتر ميشود.
نانوبيوذرات ، ذرات كلوئيدي و جامدي هستند كه شامل اجزاء ماكرومولكولي با اندازه 10-1000nmc با شيمي سطح پيچيده هستند. بسته به روش توليد، نانوذرات به شكل نانوكپسول يا نانوكره هستند نانوكرهها سيستمهاي ماتريسي ميباشند در حالي كه نانوكپسولها سيستمهاي وزيكولاراند.
نانوكپسولها نانوذراتي هستند كه داراي يك پوسته و فضاي خالي داخل آن جهت قرارگرفتن و حمل مواد مورد نظر باشند. فسفوليپيدها با يك سر آبدوست و يك سر آبگريز وقتي در يك محيط آبي قرار ميگيرند، تشكيل كپسولهايي ميدهند كه سر آبدوست آن در بيرون و سر آبگريز مولكول در درون آن قرار ميگيرند، از پليمرهايي مثل ليپيد و پروتئين نيز ميتوان براي ساخت نانوكپسول استفاده كرد.
درختسانها ( Denderimers ) ماكرومولكولهايي با ساختار منتظم و پرشاخه سهبعدي، كه به خاطر دانسيته بالاي گروههاي فعال كاربردهاي زيادي دارند. درختسانها به دليل رقابت طراحي و ساختهشدن با دقت كاملاً اتمي بيشترين توانمندي را در مقايسه با نانوحفرات، نانوكپسولها و نانوذرات از خود نشان ميدهند.
كاكليتها ( Cochleates ) رسوبات دوظرفيتي فسفوليپيدي پايدار از مواد طبيعي هستند. اين مواد ساختارهاي چندلايهاي هستند كه از ورقههاي دولايهاي بزرگ و پيوسته چربي كه به شكل مارپيچ درآمدهاند، تشكيل شدهاند. آنها محتوياتشان را از طريق لايه سيال خارجي به غشاء سلولهاي هدف انتقال ميدهند. كاكليتها دربرابر عوامل محيطي مقاوم هستند و ساختار لايهاي محكمشان آنها را دربرابر تجزيه توسط مولكولهاي شكننده Cochleates محافظت ميكند، حتي اگر در شرايط سخت محيطي يا دربرابر آنزيم قرار گيرند.
ويروس ظريفترين نانوبيوذره موجود در طبيعت است و به خاطر تنوعاش يك موضوع محبوب براي تحقيقات است. براساس دانش موجود در مورد نانوساختاري و قابليت ساخت آن، استفاده از خودآرايي براي ساخت نانوتركيبات قابل استفاده در صنعت بسته به بخشهاي تشكيلدهنده تركيب دارد. ويروسها ميتوانند كلون شوند، اين ذرات فعال و قابل تشخيص هستند، همچنين ميتوانند تغييرات محيطشان را حس كنند. براي ساخت ويروسها بايد قادر به ساخت اسيد نوكلئوئيك، پروتئين و ليپيدهاي قطبي باشيم.
ذرات ويروسمانند ( Virus Like Particles ) ( VLps )، بيان نوتركيب ساختمان اصلي پروتئينهاي بسياري از ويروسها، LP V را توليد ميكند. چنين ذراتي مورفولوژي شبيه به كپسيدهاي خالي از ويروس دارند كه از آن منشاء گرفتهاند، بنابراين ساختارشان شبيه به ويروس اصلي است در عين حال غيرفعالند.
پروتئين نانوذرات، اندازه پروتئينها به طور طبيعي كمتر از مقياس نانو است. با استفاده از روشهاي سنتز ذرات در نانوتكنولوژي ميتوان پروتئينهايي توليد كرد كه در مقياس نانو باشند. اين ذرات نانوپروتئيني در سيستمهاي انتقال دارو (به عنوان حامل دارو)، ژندرماني، توليد كرمهاي ضدآفتاب و مواد آرايشي و همچنين در توليد علفكشهاي نانويي كاربرد دارند.
بطور خلاصه نانوبيوموادها به خاطر اندازه كوچكشان بسيار مورد توجهاند و كاربردهاي بسياري دارند از جمله:
• دارورساني، نانوبيومواد به خاطر اندازه كوچكشان ميتوانند به داخل سلول نفوذ كنند كه باعث تجمع مؤثر دارو ميشود و دوم اينكه استفاده از مواد زيستتخريبپذير براي آمادهسازي نانوبيوذرات باعث پايداري دارو تا رسيدن به هدف حتي بعد از چند روز يا چند هفته ميشود.
• بهكارگيري نانوبيومواد در پاكسازي محيط زيست.
• استفاده از نانوبيومواد در محصولات آرايشي و بهداشتي مانند كرمهاي ضدآفتاب و رنگدانهها، برخي داروها
• انتقال ژن و ژندرماني
• توليد واكسن
• استفاده در علفكشها و سموم نباتي
• افزودن طعم و رنگ دلخواه به غذا
• آشكارسازي تهديدهاي بيولوژيكي مثل سياهزخم، آبله و سل و محدوده وسيعي از بيماريهاي ژنتيكي
• افزودن ميكرونوترينتهاي حساس به حرارت و pH مثل بتاكاروتن، اسيد چرب 1 مگا3
• درختسانها به دليل دانسيته بالاي گروههاي فعال براي زمينه وسيعي از كاربردها مثل سنسورها كاتاليستها يا موادي براي رهايش كنترلشده و انتقال به مكانهاي خاص مناسباند.
Cochleate ها ميتوانند براي كپسولهكردن و انتقال بسياري از مواد فعال زيستي مثل تركيباتي كه به سختي در آب حل ميشوند،داروهاي پروتئيني و پپتيدي. مواد مغذي حساس به حرارت و pH و شرايط نامساعد محيطي استفاده شوند.
• حفظ سلامت غذا، نانوذرات با چسبندگي خاص قادرند به صورت برگشتناپذير به بعضي از انواع باكتري متصل شوند و مانع آلودهكردن ميزبان توسط آنها شوند.
نكتهاي كه بايد به آن توجه شود اين است كه براي اينكه سيستمهاي انتقال (دارو، غذا و ژن) مؤثر باشند، تركيبات فعال كپسولهكننده بايد به مكانهاي مشخص برسند، غلظتشان بايد در يك سطح مناسب براي مدتزمان طولاني ثابت باشد و از تجزيه نابهنگام آنها جلوگيري شود. نانوذرات توانايي بيشتري در كپسولهكردن و آزادسازي نسبت به سيستمهاي قديميتر دارند و بهخصوص به خاطر اندازه كوچكشان ميتوانند مستقيماً به سيستم گردش خون وارد شوند.
مواد جديد همواره يكي از پيشرانهاي توانزاي كليدي براي ساخت سيستمها و كاربردهايي با اثرات چشمگير بودهاند. اين مواد ميتوانند موانع فرآيندهاي قبلي را بشكنند و نهايتاً كاربردهايي با منافع بالقوه جهاني را توليد كنند. مواد در مقياس نانو، يعني موادي كه ويژگيهايشان در سطح كمتر از ميكرو (كوچكتر از 10 -6 m ) يا نانو ( 10 - 9 m ) قابل كنترل است. خواص مواد در چنين ابعد و اندازههايي با مواد متعارف اساساً متفاوت است و به همين لحاظ تحقيقات در حوزة نانومواد روز به روز فعالتر ميشود.
نانوبيوذرات ، ذرات كلوئيدي و جامدي هستند كه شامل اجزاء ماكرومولكولي با اندازه 10-1000nmc با شيمي سطح پيچيده هستند. بسته به روش توليد، نانوذرات به شكل نانوكپسول يا نانوكره هستند نانوكرهها سيستمهاي ماتريسي ميباشند در حالي كه نانوكپسولها سيستمهاي وزيكولاراند.
نانوكپسولها نانوذراتي هستند كه داراي يك پوسته و فضاي خالي داخل آن جهت قرارگرفتن و حمل مواد مورد نظر باشند. فسفوليپيدها با يك سر آبدوست و يك سر آبگريز وقتي در يك محيط آبي قرار ميگيرند، تشكيل كپسولهايي ميدهند كه سر آبدوست آن در بيرون و سر آبگريز مولكول در درون آن قرار ميگيرند، از پليمرهايي مثل ليپيد و پروتئين نيز ميتوان براي ساخت نانوكپسول استفاده كرد.
درختسانها ( Denderimers ) ماكرومولكولهايي با ساختار منتظم و پرشاخه سهبعدي، كه به خاطر دانسيته بالاي گروههاي فعال كاربردهاي زيادي دارند. درختسانها به دليل رقابت طراحي و ساختهشدن با دقت كاملاً اتمي بيشترين توانمندي را در مقايسه با نانوحفرات، نانوكپسولها و نانوذرات از خود نشان ميدهند.
كاكليتها ( Cochleates ) رسوبات دوظرفيتي فسفوليپيدي پايدار از مواد طبيعي هستند. اين مواد ساختارهاي چندلايهاي هستند كه از ورقههاي دولايهاي بزرگ و پيوسته چربي كه به شكل مارپيچ درآمدهاند، تشكيل شدهاند. آنها محتوياتشان را از طريق لايه سيال خارجي به غشاء سلولهاي هدف انتقال ميدهند. كاكليتها دربرابر عوامل محيطي مقاوم هستند و ساختار لايهاي محكمشان آنها را دربرابر تجزيه توسط مولكولهاي شكننده Cochleates محافظت ميكند، حتي اگر در شرايط سخت محيطي يا دربرابر آنزيم قرار گيرند.
ويروس ظريفترين نانوبيوذره موجود در طبيعت است و به خاطر تنوعاش يك موضوع محبوب براي تحقيقات است. براساس دانش موجود در مورد نانوساختاري و قابليت ساخت آن، استفاده از خودآرايي براي ساخت نانوتركيبات قابل استفاده در صنعت بسته به بخشهاي تشكيلدهنده تركيب دارد. ويروسها ميتوانند كلون شوند، اين ذرات فعال و قابل تشخيص هستند، همچنين ميتوانند تغييرات محيطشان را حس كنند. براي ساخت ويروسها بايد قادر به ساخت اسيد نوكلئوئيك، پروتئين و ليپيدهاي قطبي باشيم.
ذرات ويروسمانند ( Virus Like Particles ) ( VLps )، بيان نوتركيب ساختمان اصلي پروتئينهاي بسياري از ويروسها، LP V را توليد ميكند. چنين ذراتي مورفولوژي شبيه به كپسيدهاي خالي از ويروس دارند كه از آن منشاء گرفتهاند، بنابراين ساختارشان شبيه به ويروس اصلي است در عين حال غيرفعالند.
پروتئين نانوذرات، اندازه پروتئينها به طور طبيعي كمتر از مقياس نانو است. با استفاده از روشهاي سنتز ذرات در نانوتكنولوژي ميتوان پروتئينهايي توليد كرد كه در مقياس نانو باشند. اين ذرات نانوپروتئيني در سيستمهاي انتقال دارو (به عنوان حامل دارو)، ژندرماني، توليد كرمهاي ضدآفتاب و مواد آرايشي و همچنين در توليد علفكشهاي نانويي كاربرد دارند.
بطور خلاصه نانوبيوموادها به خاطر اندازه كوچكشان بسيار مورد توجهاند و كاربردهاي بسياري دارند از جمله:
• دارورساني، نانوبيومواد به خاطر اندازه كوچكشان ميتوانند به داخل سلول نفوذ كنند كه باعث تجمع مؤثر دارو ميشود و دوم اينكه استفاده از مواد زيستتخريبپذير براي آمادهسازي نانوبيوذرات باعث پايداري دارو تا رسيدن به هدف حتي بعد از چند روز يا چند هفته ميشود.
• بهكارگيري نانوبيومواد در پاكسازي محيط زيست.
• استفاده از نانوبيومواد در محصولات آرايشي و بهداشتي مانند كرمهاي ضدآفتاب و رنگدانهها، برخي داروها
• انتقال ژن و ژندرماني
• توليد واكسن
• استفاده در علفكشها و سموم نباتي
• افزودن طعم و رنگ دلخواه به غذا
• آشكارسازي تهديدهاي بيولوژيكي مثل سياهزخم، آبله و سل و محدوده وسيعي از بيماريهاي ژنتيكي
• افزودن ميكرونوترينتهاي حساس به حرارت و pH مثل بتاكاروتن، اسيد چرب 1 مگا3
• درختسانها به دليل دانسيته بالاي گروههاي فعال براي زمينه وسيعي از كاربردها مثل سنسورها كاتاليستها يا موادي براي رهايش كنترلشده و انتقال به مكانهاي خاص مناسباند.
Cochleate ها ميتوانند براي كپسولهكردن و انتقال بسياري از مواد فعال زيستي مثل تركيباتي كه به سختي در آب حل ميشوند،داروهاي پروتئيني و پپتيدي. مواد مغذي حساس به حرارت و pH و شرايط نامساعد محيطي استفاده شوند.
• حفظ سلامت غذا، نانوذرات با چسبندگي خاص قادرند به صورت برگشتناپذير به بعضي از انواع باكتري متصل شوند و مانع آلودهكردن ميزبان توسط آنها شوند.
نكتهاي كه بايد به آن توجه شود اين است كه براي اينكه سيستمهاي انتقال (دارو، غذا و ژن) مؤثر باشند، تركيبات فعال كپسولهكننده بايد به مكانهاي مشخص برسند، غلظتشان بايد در يك سطح مناسب براي مدتزمان طولاني ثابت باشد و از تجزيه نابهنگام آنها جلوگيري شود. نانوذرات توانايي بيشتري در كپسولهكردن و آزادسازي نسبت به سيستمهاي قديميتر دارند و بهخصوص به خاطر اندازه كوچكشان ميتوانند مستقيماً به سيستم گردش خون وارد شوند.
1 comment:
tramadol buy tramadol with visa - tramadol online fedex next day
Post a Comment