بیونانوتکنولوژی و نانوبیوتکنولوژی

● بررسی مفهومی، چشم اندازی بر دست آوردها در گذشته، حال و آینده
نانو (Nano) ؛ تکنولوژیی است که به وسیله آن ما در خواص مولکولهای تشکیل دهنده مواد تغییر ایجاد می نماییم تا بتوانیم برای …

بررسی مفهومی، چشم اندازی بر دست آوردها در گذشته، حال و آینده

نانو (Nano) ؛ تکنولوژیی است که به وسیله آن ما در خواص مولکولهای تشکیل دهنده مواد تغییر ایجاد می نماییم تا بتوانیم برای آنها موارد مصرف بهینه و هدفمندی ایجاد کنیم.

در حقیقت بشر سعی دارد تا بکمک نانوتکنولوژی خواص مولکول ها را تغییر دهد تا وقتی جسمی از این مولکول ها درست شد تمام خواص این مولکول ها را در خود داشته باشد. در تعریف کلی، نانوتکنولوژی مجموعه‌ ای است از فناوری‌هایی که بصورت انفرادی یا با هم در جهت به کارگیری و یا درک بهتر علوم مورد استفاده قرارمی‌گیرند. بیوتکنولوژی جزء فناوری‌های در حال توسعه می‌باشد که با به کارگیری مفهوم نانو به پیشرفتهای بیشتری دست خواهد یافت. " بیوتکنولوژی به نانوتکنولوژی مدل ارائه می دهد در حالی که نانوتکنولوژی با در اختیار گذاشتن ابزار برای بیوتکنولوژی آنرا برای رسیدن به اهدافش یاری می رساند." شاید بتوان گفت نانوبیوتکنولوژی و بیونانوتکنولوژی استفاده از قابلیت های نانو با کاربردهای زیستی است. این شاخه از فناوری به ما اجازه می دهد تا اجزا و ترکیبات مورد هدف را داخل سلولها بصورت عام قرار داده و یا با استفاده از روش های جدید نانو بیو مواد را ساخته و با تکنیکهای پیشرفته به خالص سازی و استخراج آنها بپردازیم.

در سالهای اخیر علاقه مندی بشر به نسل دیگری از محصولات بیو تکنولوژیکی روز بروز افزون شده و آن تولید، خالص سازی و استخراج نانو بیو مواد (محصولات) نظیر DNA پلاسمید و ویروس ها برای ژن درمانی، ساخت ماکرومولکولها (مانند پروتئین؛ نانو ساختارها) بعنوان حامل دارو، ذرات ویروس مانند (Virus-like particle) برای استفاده در واکسن ها ( Vaccine components )، می باشد. بر این اساس این دست از محصولات بیو تکنولوژیکی را نسل دوم محصولات(Second Generation) می نامند، لذا حوزه ای از بیوتکنولوژی که با تولید، استخراج و بکارگیری نسل دوم محصولات بیوتکنولوژیکی سروکار دارد (همان نانومواد زیستی) محدوده کاری نانوبیوتکنولوژی و بیونانوتکنولوژی باشد .

برای ساخت تمام نانو مواد همواره دو روش در نانوتکنولوژی مد نظر می باشد، ابتدا روشهای بالا به پایین(Top to down) وسپس روش های پایین به بالا (Bottom up). نانوبیوذرات نیز از این قاعده مثتثنی نبوده و بوسیله یکی از این دو روش تولید می شوند.

نانوتکنولوژی یا به عبارتی فناوری مادون ریز در قرن حاضر مسیری را طی می کند که در آن مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگ تر و کارآمد به وجود آورد . درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . سیستم های زیستی و همچنین مجموعه های غیر زنده در طبیعت ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو می باشند.

برخی از جنبه های کابردی:

پزشکی و آناتومی

دوام ‌پذیری منابع

تولید نانوبیوذرات متنوع، با کاربری های بی نظیر در تحقیقات:

ـ نانوفیلترها

ـ نانوسنسورها

ـ مواد هوشمند

ـ نانولوله‌ها

ـ نانولوله‌های پپتیدی

ـ نانوکامپوزیت‌ها

ـ نانومواد زیستی

چشم‌انداز نانوبیوتکنولوژی که از ترکیب علم مواد و بیوتکنولوژی بوجود می‌آید؛ طراحی و ساخت ادوات بسیار بسیار کوچک پزشکی در مقیاس مولکولی (یک میلیاردُم متر) است.

کاربردهای بالقوه آن را ساخت سیستم‌های دارورسانی، بهبود عملکرد و امکان زیست‌سازگاری بهتر اعضاء مصنوعی پیوندی و کنترل شرایط و وضعیت وخیم بیمار با استفاده از حسگر‌های نانومتری کاشته ‌شده در بدن تشکیل می‌دهد. پیشرفت علوم الکترونیک، مواد زیستی و علوم کامپیوتر منجر به تولید دستگاه‌های جدیدی خواهد شد که‌ سلول‌های عصبی آسیب‌دیده (مصدوم) را ترمیم می‌کنند.

نسل جدید تراشه‌های زیستی در بدن کاشته شده و وظیفه رساندن مقدار معینی دارو را به سلول‌های آسیب‌دیده برعهده می‌گیرند. این تراشه‌ها می‌توانند سلول‌های جدیدی را برای ترمیم بافت‌ها و نسوج آسیب‌دیده به آنها برسانند. در عین حال سلول‌های دیگر می‌توانند ژن‌های جهش‌یافته و یا میزان اضافی هورمون‌هایی را که توانایی بدخیم‌شدن دارند ردگیری و شناسایی کنند. این گونه وسایل پزشکی پیشرفته در ابعاد نانو، مستلزم پردازش اطلاعات در مقیاس نانومتری است. برای توسعه و جوابگویی به این نیازها، باید علوم گوناگون، مانند پزشکی،‌ زیست‌شناسی مولکولی،‌ بیوشیمی و شیمی کوانتومی و علم مواد در کنار یکدیگر کار کنند.

Bionanotechnology : lessons from nature / David S. Goodsell. Ph.D.

ویدا ریحانی([e-mail])