نانوجراحی ؛ انقلاب آینده فناوری در جراحیهای درون سلولی
گروهی از دانشمندان ایتالیایی تحقیقاتی را در خصوص فناوری نانوجراحی در انجام عمل های جراحی غیرقابل رویت در داخل یک سلول بیمار و حتی بخشی از آن آغاز کرده اند.
به گزارش سلامت نیوز به نقل ازمهر، گروه دپارتمان جراحی عمومی دانشگاه ناپل اعلام کرد که به کمک نانو جراحی امکان جراحی یک سلول بیمار و حتی بخش کوچکی از آن فراهم می شود و پزشکان می توانند یک جراحت در سطح سلولی را که می تواند حاصل یک بیماری مثل سرطان باشد ترمیم کنند.
این محققان در این خصوص اظهار داشتند: "در حال حاضر این تحقیق در مراحل آزمایشی قرار دارد، اما نانوجراحی در آینده نه چندان دور می تواند به عنوان یک واقعیت پذیرفته شود. هم اکنون جراحی یک سلول بیش از 300 میلیارد یورو هزینه دارد که این رقم تا سال 2010 می تواند به هزار میلیارد یورو افزایش یابد. فناوری های نانو پایه انقلاب فناوری آینده هستند."
براساس گزارش آنسا، این دانشمندان همچنین درخصوص استفاده ازتکنیک های "میکروجراحی" تحقیقات خود را دنبال می کنند. این جراحی ها امروزه این امکان را فراهم می کنند که یک فضای بسیار کوچک از بدن برای مثال یک رگ با قطر یک میلیمتر مورد عمل جراحی قرار گیرد.
به گفته این دانشمندان، امروزه میکروجراحی درحدود 30 درصد از انواع مختلف جراحی ها را به خود اختصاص داده است که این رقم می تواند در 10 سال آینده به 50 درصد برسد. میکروجراحی نه تنها در جراحی اعصاب مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه می تواند در 30 تا 40 درصد از عمل های بازسازی در جراحی پلاستیک و 20 درصد از جراحی های اطفال بکار رود.
همچنین این جراحی در عمل های لاپاروسکوپی نیز بسیار کاربردی است. به همین منظور این دانشمندان روباتی را ساخته اند که بدون نیاز به کنترل از راه دور جراحی می کند.
این روبات محصول دانشمندان ایتالیایی یک روبات ضد خونریزی است که جراحی های کلیوی و کبدی را بدون ریختن حتی یک قطره خون انجام می دهد
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
نانو وکشاورزی
نانوتكنولوژی به عنوان یك فناوری قدرتمند، توانایی ایجاد تحول در سیستم كشاورزی و صنایع غذایی آمریكا و سر تاسر دنیا را دارد. نمونه هایی از كاربردها و پتانسیلهای بالقوه نانوتكنولوژی در كشاورزی و صنایع غذایی، شامل سیستم های جدید آزاد كننده دارو برای درمان بیماریها، ابزارهای جدید بیولوژی سلولی و مولكولی، امنیت زیستی و تضمین سلامتی محصولات كشاورزی و غذایی و تولید مواد جدید مورد استفاده برای شناسایی عوامل بیماریزا و حمایت از محیط زیست می باشد.
تحقیقات اخیر، امكان استفاده از نانوشلها و نانوتیوپها را در سیستمهای جانوری برای تخریب سلولهای هدف، به روشنی ثابت نموده است. امروزه از نانوپارتیكل ها كه اجرام بسیار كوچكتر از حد میكرون هستند، برای رها سازی داروها و یا ژنها به داخل سلولها استفاده می كنند و مورد انتظار است كه این تكنولوژیها در ۱۰ الی ۱۵ سال آتی مورد بهره برداری كامل قرار گیرد. با روند رو به رشد تحقیقات اخیر، این پیش بینی منطقی است كه در دهه آینده، صنعت نانوتكنولوژی با توسعه بی نظیر خود، منجر به ایجاد انقلاب عظیم در بخش پزشكی و بهداشت و همچنین تولیدات دارویی دام و آبزیان گردد.
تصور امكان تزریق نانوپارتیكها به دامها و فعال شدن تدریجی ماده موثر همراه با این نانوذرات در بدن حیوان برای از بین بردن و تخریب سلولهای سرطانی، افق تحقیقاتی جدیدی را به روی محققان بازكرده است.
● مقدمه:
نانوتكنولوژی به عنوان یك فناوری قدرتمند نوین، توانایی ایجاد انقلاب و تحولات عظیم را در سیستم تامین مواد غذایی و كشاورزی ایالت متحده آمریكا و در گستره جهانی دارد. نانوتكنولوژی قادر است كه ابزارهای جدیدی را برای استفاده در بیولوژی مولكولی و سلولی و همچنین تولید مواد جدیدی، برای شناسایی اجرام بیماری زا معرفی نماید و بنابراین چندین دیدگاه مختلف در نانوتكنولوژی وجود دارد كه می تواند در علوم كشاورزی و صنایع غذایی، كاربرد داشته باشد.
به عنوان مثال امنیت زیستی تولیدات كشاورزی و مواد غذایی، سیستمهای آزاد كننده دارو بر علیه بیماریهای شایع، حفظ سلامتی و حمایت از محیط زیست از جمله كاربردهای این علم می باشد.
● علم نانوتكنولوژی چیست؟
انجمن ملی نوبنیاد نانوتكنولوژی كه یك نهاد دولتی در كشور امریكا می باشد ، واژه نانوتكنولوژی را چنین توصیف می كند: "تحقیق و توسعه هدفمند، برای درك و دستكاری و اندازه گیریها مورد نیاز در سطح موادی با ابعاد در حد اتم"، مولكول و سوپرمولكولها را نانوتكنولوژی می گویند. این مفهوم با واحدهایی از یك تا صد نانومتر، همبستگی دارد. دراین مقیاس خصوصیات فیزیكی، بیولوژیكی و شیمیایی مواد تفاوت اساسی با یكدیگر دارند و غالبا اعمال غیر قابل انتظار از آنها مشاهده می شود. در سیستم كشاورزی امروزی، اگردامی مبتلا به یك بیماری خاص شود، می توان چند روز و حتی چند هفته یا چند ماه قبل علائم نامحسوس بیماری را شناسایی كنند و قبل از انتشار و مرگ و میر كل گله، دامدار را برای اخذ تصمیمات مدیریتی و پیشگیری كننده آگاه كند و بنابراین می توان نسبت به مقابله با آن بیماری اقدام نماید.
نانوتكنولوژی به موضوعاتی در مقیاس هم اندازه با ویروسها و سایر عوامل بیماری زا می پردازد و بنابراین پتانسیل بالایی را برای شناسایی و ریشه كنی عوامل بیماری زا دارد. نانوتكنولوژی امكان استفاده از سیستمهای آزاد كننده داروئی را كه بتواند به طور طولانی مدت فعال باقی بماند، فراهم می كند.
به عنوان مثال استفاده از سیستمهای آزاد كننده دارو، می توان به ایمپلنتهای ابداع شده مینیاتوری در حیوان اشاره كرد كه نمونه های بزاقی را به طور مستمر كنترل می كنند و قبل از بروز علائم بالینی و تب، از طریق سیستمهای هشدار دهنده وسنسورهای ویژه، می تواند احتمال وقوع بیماری را مشخص و سیستم خاص ازاد كننده دارو معینی را برای درمان موثر توصیه كنند. طراحی سیستمهای آزاد كننده مواد دارویی، یك آرزوی و رویای همیشگی محققان برای سیستمهای رها كننده داروها، مواد مغذی و پروبیوتیكها بوده و می باشد.
نانوتكنولوژی به عنوان یك فناوری قدرتمند به ما اجازه می دهد كه نگرشی در سطح مولكولی و اتمی داشته و قادر باشیم كه ساختارهایی در ابعاد نانومتر را بیافرینیم.
برای تعیین و شناسایی بسیار جزئی آلودگیهای شیمیایی، ویروسی یا باكتریایی در كشاورزی و صنایع غذایی معمولا از روشهای بیولوژیكی، فیزیكی و شیمیایی استفاده می گیرد. در روشهای اخیر نانوتكنولوژی برای استفاده توام این روشها، یك سنسور در مقیاس نانو طراحی كرده اند در این سیستم جدید، مواد حاصل از متابولیسم و رشد باكتریها با این سنسورها تعیین می گردد.
سطوح انتخابی بیولوژیكی، محیطی هایی هستند كه عمده واكنشهای و فعل و انفعالات بیولوژیكی و شیمیایی در آن محیط انجام می شود.
چنین سطوحی همچنین توانایی افزایش یا كاهش قدرت اتصال ارگانیزمها و ملكولهای ویژه را دارد. از جنبه های كاریردی استفاده از این سطوح، طراحی سنسورها، كاتالیستها، و توانایی جداسازی یا خالص سازی مخلوطهای بیومولكولها می باشد. نانومولكولها موادی هستند كه اخیرا از طریق نانوتكنولوژی به دست آمده اند و یا در طبیعت موجودند و بوسیله این ساختارها، امكان دستكاریهای درسطح نانو و تنظیم و كاتالیز واكنشهای شیمیایی وجود دارد. نانو مواد از اجزای با سایز بسیار ریز تشكیل شده اند و اجزا تشكیل دهنده چنین ساختارهایی بر خواص مواد حاصل در سطح ماكرو تاثیر می گذارد.
ساختارهای كروی توخالی (buckey balls ) كه با نام دیگر فلورن هم شناخته شده اند، مجموعه از اتمهای كربن متحدالشكل به صورت كروی هستند كه در چنین ساختاری هر اتم كربن به سه اتم كربن مجاورش متصل شده. دانشمندان اكنون به خوبی می دانند كه چگونه یك چنین ساختاری را به وجود آورند و كاربردهای بیولوژیكی آن امروزه كاملا شناخته شده است. از جمله كاربردهای چنین ساختارهایی برای رها سازی دارو یا مواد رادیواكتیو در محلهای مبتلا به عوامل بیماریزا می باشد.
ایده استفاده از۶۰ اتم كربن به جای ۸۰ اتم، ساختارهای توخالی را برای آزاد سازی دارو فراهم می كند. هدف از این كار در نهایت رسیدن به گروهای قابل انحلال پپتیدها در آب می باشد كه نتیجتا این مولكولها به جریان خون راه پیدا می كنند. نانوتیوپها ساختارهای توخالی دیگری هستند كه از دو طرف باز شده اند و گروههای اتمی دیگری به آنها اضافه شده اند و یك ساختار شش گوشه را تشكیل می دهند. نانوتیوپها می توانند به عنوان یك ورقه گرافیت در نظر گرفته شوند كه به دور یك لوله پیچیده شده اند.
كاربرد پلی مرهای سنتزی در داروسازی پیشرفتهای چشمگیری داشته است. سبكی، نداشتن آثار جانبی و امكان شكل دهی پلی مرها، كاربرد آنها را در زمینه پزشكی و دامپزشكی افزایش داده است. در روشهای دارورسانی مدرن، فرآورده شكل دارویی موثر خود را با یك روند مشخص شده قبلی برای مدت زمان معلوم بطور سیستماتیك به عضو هدف آزاد می كند. پلیمرها نه تنها به عنوان منابع ذخیره دارو و غشا و ماتریكس های نگهدارنده عمل می كنند بلكه می توانند سرعت انحلال آزاد سازی و تعادل دفع و جذب آزاد را در بدن كنترل كنند.
دندریمر(پلی مر) یك طبقه جدید از مولكولهای سه بعدی مصنوعی هستند كه از مسیر و راه نانوسنتزی به دست آمده اند كه این دندریمرها از توالیها و شاخه ای تكراری حاصل آمده اند. ساختار چنین تركبیباتی از یك درجه بالای تقارن برخوردار است.
نقاط كوانتومی، كریستالهایی در مقیاس نانومتری هستند كه اساسا در اواسط ۱۹۸۰ برای كاربردهای اپتوالكترونیك به كاربرده شدند. آنها در طی سنتز شیمیایی در مقیاس نانو ایجاد می شوند و از صدها یا هزاران اتم در نهایت یك ماده نیمه هادی معدنی تشكیل شده اند كه این ماده به اتمها خاصیت فلورنس می دهد. وقتی یك نقطه كوانتومی با یك پرتو نور برانگیخته می شود آنها دوباره نور را منتشر می كنند. میزان یك طیف نشری متقارن باریك مستقیم به اندازه كریستال بستگی دارد.
این بدان معنی است كه اجرام كوانتومی می توانند به خوبی برای انتشار نور در طول موجهای مختلف طراحی شوند. نانوشلها یك نوع جدید از نانوذرات كه از هسته دی الكتریك مانند سیلیكا تشكیل شده اند كه با یك لایه فلزی فوق العاده نازك(به عنوان مثال طلا) پوشش داده شده اند. نانوشلهای طلا، دارای خواص فیزیكی مشابه به آنهایی هستند كه از كلوئیدها طلا ساخته شده اند. پاسخهای نوری نانوشلهای طلا به طور قابل توجهی به اندازه نسبی هسته نانوذرات و ضخامت لایه طلا بستگی دارد.
دانشمندان قادرند نانوشلهایی را بسازند كه ملكولهای آنتی ژنها بر روی آنها سوار شوند و در مجموع سلولهای سرطانی و تومورهای موجود را تحت تاثیر قرار دهند. این ویژگی مخصوصا در رابط با نانوشلها می باشد كه این ساختارها قادرند فقط تومورهای موجود را تحت تاثیر قرار دهند و سلولهای مجاور تومور دست نخورده باقی می ماند. از طریق حرارتی كه به طور انتخابی در سلولهای توموری ایجاد می كند منجر به از بین بردن این سلولها می شود.
● كاربردهای نانوتكنولوژی در علوم دامی
سلامتی دامهای اهلی از جمله مسائلی است كه با اقتصاد دامداریها در ارتباط می باشد. یك دامپزشك می نویسد كه "علم نانوتكنولوژی توانایی و پتانسیل بالقوه ای بر روی رهیافتهای آتی دامپزشكی و درمان دامهای اهلی خواهد داشت". تامین اقلام غذایی برای دامهای اهلی همواره با افزایش هزینه و نیاز به مراقبتهای خاص دامپزشكی و تجویز دارو و واكسن همراه بوده است و نانوتكنولوژی توانایی ارائه راهكارهای مناسب برای حل این معضلات را دارد.
● سیستمهای سنتیتیك آزاد كننده مواد داروئی
امروزه مصرف آنتی بیوتیكها، واكسنها، پروبیوتیكها و عمده داروها از طریق وارد كردن آنها از راه غذا یا آب دامها و یا از راه تزریق عضلانی صورت می گیرد. رها سازی یك مرحله ای دارو در برابر یك میكروارگانیزم علارغم تاثیرات درمانی و اثرات بازدارنده پیشرفت یك بیماری معمولا با بازگشت مجدد علائم بیماری وتخفیف اثرات دارویی مصرفی همراه است. روشهای موجود در سطح نانو، قابلیت تشخیص و درمان عفونت،اختلالات تغذیه ای و متابولیكی را دارا می باشد. سیستمهای سنتتیك رها سازی دارو می تواند خواص چند جانبه برای حذف موانع بیولوژیكی در افزایش بازده درمانی داروی مورد استفاده و رسیدن آن به بافت هدف داشته باشد كه از جمله این خواص می توان به موارد ذیل اشاره كرد.
۱) تنظیم زمانی مناسب برای آزاد سازی دارو
۲) قابلیت خود تنظیمی
۳) توانایی برنامه ریزی قبلی
بنابراین در آینده نزدیك پیشرفتهای بیشتر تكنولوژی امكانات زیر را فراهم می كند:
▪ توسعه سیستمهای سنتیتیك رها سازی داروها،پروبیوتیكها، مواد مغذی
▪ افزایش سرعت شناسایی علائم بیماری و كاربرد روشهای درمانی سریع
▪ توسعه سیستمهای رها سازی اسیدهای نوكلئیك و مولكولهای DNA
▪ كاربرد نانومولكولها در تولید واكسنهای دامی
● تشخیص بیماری و درمان دامها
تصور امكان تزریق نانوپارتیكها به دامها و فعال شدن تدریجی ماده موثر همراه با این نانوذرات در بدن حیوان برای از بین بردن و تخریب سلولهای سرطانی، افق تحقیقاتی جدیدی را به روی محققان بازكرده است. محققان دانشگاه رایس مراحل مقدماتی كاربرد نانوشلها را برای تزریق به جریان خون ارزیابی كردند.
این ذرات نانو به گیرنده های غشاسلولهای سرطانی متصل می شوند و با ایجاد امواج مادون قرمز باعث بالا رفتن دمای سلولهای مذكور به ۵۵ درجه و تركیدن و از بین رفتن تومورهای موجود می گردند. همچنین نانوپارتیكهایی كه از اكسیدهای آهن ساخته می شوند، با ایجاد امواج مگنتیك در محل استقرار سلولهای سرطانی باعث از بین بردن این سلولها می شوند. یكی از اساسی ترین محورهای تحقیقاتی كنونی، توسعه سیستمهای رها سازی DNA غیرزنده، با بازدهی مناسب و با حداقل هزینه و عوارض جانبی و سمی می باشد، كه در ژن درمانی مورد استفاده قرار می گیرند.
● اصلاح نژاد دام
مدیریت تلاقی و زمان مناسب جفتگیری دامها، از جمله مواردی است كه در مزارع پرورش گاوشیرده به هزینه و زمان طولانی نیاز دارد. از راهكارهایی كه اخیر مورد استفاده قرار گرفته است، استفاده از نانوتیوپها خاص در داخل پوست می باشد كه زمان واقعی پیك هورمون استروژن و وقوع فحلی را دار دامها نشان می دهد و لذا با علائمی كه سنسورهای موجود به دستگاه مونیتور می فرستد، زمان دقیق و واقعی تلقیح را به دامدار نشان می دهد
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
کاربرد ذرات در ابعاد نانو
به طور کلی این فناوری عبارت از کاربرد ذرات در ابعاد نانو است . یک نانومتر ، یک میلیاردم متر است . از دو مسیر به این ابعاد می توان دسترسی پیدا کرد . یک مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است . در نوع اول ، ساختارهای نانو با کمک ابزار و تجهیزات دقیق از خرد کردن ذرات بزرگ تر حاصل می شوند . در طراحی و ساخت از پایین به بالا که عموما آن را فناوری مولکولی نیز می نامند ، تولید ساختارها ، اتم به اتم و یا مولکول به مولکول تولید و صورت می گیرند . به عقیده مدیر اجرایی موسسه نانوتکنولوژی انگلستان ، فناوری نانو ادامه و گسترش روند مینیاتوریزه کردن است و به این طریق تولید مواد ، تجهیزات و سامانه هایی با ابعاد نانو انجام می شود . در حقیقت فناوری نانو به ما امکان ساخت طراحی موادی را می دهند که کاملا دارای خواص و اختصاصات جدید هستند .
به بیان دیگر این نوع فناوری چیزهایی را که در اختیار داریم با خصوصیات جدید در اختیار قرار می دهد و یا آنها را از مسیرهای نوینی می سازد . اما گویا صنایع داروسازی از مدت ها قبل به ساخت ذرات ریز مشغول بوده اند . به نظر پروفسور Buckton ، طی سخنرانی که در کنفرانس علوم دارویی انگلستان (BPC) انجام داد ادعا نمود که فناوری نانو در داروسازی اصطلاح تازه به کار گرفته شده ای برای فناوری تولید ذرات در اندازه میکرونی است که از سال ها قبل تهیه و ساخته می شده اند . پس چه چیزی در این بین جدید خواهد بود ؟ به عقیده مدیر اجرایی موسسه فناوری نانو انگلیس ، دستیابی و ساخت دستگاه های آنالیز پیشرفته و ابداع روش های آنالیز نوین سبب می شود تا ما بتوانیم رفتار مواد را به دقت مورد شناسایی قرار دهیم و از این رهگذر بتوانیم آنها را با ظرافت خاصی دستکاری کنیم .
تغییر در خصوصیات دارویی
کاربرد فناوری نانو در پزشکی تاثیرات مهمی دارد . شرکت Elan یکی از شرکت هایی است که از فناوری نانو در تغییر ذرات دارویی استفاده می کند . این شرکت فرایند آسیاب کردن کریستال های نانو را در اختیار دارد که اجازه می دهد بعد از این پروسس ، ذراتی مانند داروی Sirolimns متعلق به شرکت Wyeth که اجبارا می بایست در فرمولاسیون محلول خوراکی به کار برند ، بهبود یافته و آن را بتوانند به فرم قرص ارایه نمایند . یعنی با تهیه ذرات نانو فرم محلول این ماده به فرم جامد تبدیل می شوند . داروی Sirolimns به عنوان یک تضعیف کننده سیستم ایمنی همراه سایر فرآورده های دارویی در موارد پیوند اعضا مانند پیوند کلیه به کار می رود . این شرکت مدعی است که با کاهش سایز ذره سرعت انحلال Sirolimns به مقداری که بتواند به فرم قرص ارایه شود افزایش می یابد . از نظر تجاری این نوع فناوری آسیاب نمودن فقط مختص داروهای با حلالیت بسیار ضعیف است ، اما به عقیده این شرکت 40 الی 50 درصد فرآورده های جدید (NCE) تقریبا در این رده قرار می گیرد . فناوری نانو همچنین در زمینه داروهای پپتیدی که عمدتا برای محفوظ ماندن از متابولیسم می بایست به فرم تزریقی تجویز شوند به کمک آمده است و شرایطی را می تواند فراهم نماید تا آنها را بتوان از طریق سایر روش های داروسازی و نیز مورد پذیرش بیمار تجویز کرد .
شرکت Xstal Bio که با دانشگاه های Glasgow Strathelyde همکاری می کند ، توانسته است کریستال های نوینی بسازد که با ذرات پروتئینی پوشش داده شده اند . مدیر اجرایی شرکت Xstal Bio معتقد است که اغلب شرکت ها ، برای تهیه ذرات نانو از مسیر خرد کردن ذرات بزرگ تر به ذرات کوچک تر استفاده می کنند ، اما آنها فرایندی را در اختیار دارند که مستقیما ذرات کوچک از آن تهیه می شود ، بدون آنکه احتیاج به فرایند زیادتری داشته باشند . این فرمولاسیون انسولین استنشاقی را انجام می دهد . بیماران می توانند به سادگی با اسپری کردن و تنفس آن ، پودر خشک انسولین و یا یک پروتئین دیگری را دریافت کنند . برای اینکه این راه تجویز به طور موثر در اختیار باشد ، ذرات محتوی آن باید آنقدر ریز باشند تا بتوانند در بخش های عمقی مجاری تنفسی نفوذ کنند و البته آنقدر ریز هم نباشد تا مبادا پس از مصرف از دهان و بینی خارج شوند. بنابر این شرکت Xstal Bio مسیر اثباتی خاصی را پشت سر گذرانده است و هم اکنون این فرآورده در بیماران تحت آزمایش است . فناوری نانو در زمینه تشخیص ساده بیماری ها، تصویربرداری ها و برآورد سریع از کارایی مصرف دارو در افراد نیز کاربردهایی دارد . به طور کلی این فناوری در تولید اعضای مصنوعی ، کاشت داروها ، استفاده از تشخیص های فردی در کنترل آزمایش های درون تنی و تشخیصی و داروسازی نوین کاربرد دارد ...
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
The 5th International Congress of Nano Bio Clean Tech
Dear Colleague,
You are invited to participate in the 5th International Congress of NanoBio & Clean Tech 2008. on October 27 - 30, at the San Francisco Airport Marriott Hotel.
http://www.ianano.org
The 5th International Congress of Nano Bio Clean Tech 2008 is a premier international conference. The Congress will feature over 100 speakers and presenters, covering comprehensive a spectrum of the emerging field of Nanotechnology Biotechnology and Clean Technology: from the latest scientific research and development education, environmental, societal and health and safety implications, to nanotech venture capital investment and technology joint venture.
The congress will include plenary sessions, break out sessions, exhibitions, poster presentations and industry focused forums on each day.
Program at a glance
Workshops
Exhibiting Opportunities
Invited Speakers
Accepted Papers
Accepted Poster Presentations
Event Registration
Hotel Reservations
The program will feature the following one-day industry focused forums:
- Nanoscale Materials Stewardship Forum (Monday, October 27)
- Climate Change Challenges & Solutions (Tuesday, October 28)
- Nano Thin Film Solar: Technology Showcase (Wednesday, October 29)
- Emerging Technology Investment Forum (Thursday, October 30)
Partial list of confirmed Speakers:
Lt. Governor John Garamendi
State of California
Senator Richard Polanco
Former California State Senate Majority leader and member of the California State Assembly
Dr. Scott McNeil
Director, Nanocharacterization Lab,
National Cancer Institute, USA
Prof. Chih-Ming Ho
Director, Institute for Cell Mimetic Space Exploration (CMISE),
University of California, Los Angeles, USA
Prof. Dennis Discher
Professor, Chemical & Biomolecular, Mechanical, and Bio- Engineering
University of Pennsylvania, USA
Timothy Sands
Director of the Birck Nanotechnology Center,
Purdue University, USA
Prof. Dimitrov Krassen
Australian Institute for Bioengineering & Nanotechnology
The University of Queensland, Australia
Prof. John McDevitt
Professor of Chemistry & Biochemistry,
University of Texas at Austin
Chief Technologist, LabNow Corp, USA
Erathodiyil Nandanan
Senior Research Scientist
Institute of Bioengineering & Nanotechnology, Singapore
SangBeom Lee
Chief Researcher
Nanodynamics Life Science, USA
Mark Bunger
Director of Research
Lux Research, USA
Scott Cummings
Partner
Buchanan Ingersoll & Rooney
Patrick Lemoine
Invest North Ireland, United Kingdom
Ahsan Ali
Senior Scientist
Scientific research institute of cardiology and internal diseases, Kazakhstan
Kazuhiko Tsukagoshi
Professor
Doshisha University, Japan
Peter Zhdan
Research Fellow
University of Surrey, United Kingdom
Wuzong Zhou
Reader
University of St. Andrews, United Kingdom
For a list of speakers, please visit: http://ianano.org/ICNBC2008.htm
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
باکتري ها و نانوفيلترها؛ چشم انداز آيندۀ فناوري آب پاک
از باکتري ها، به دليل ارتباطي که غالباً بين وجود آن ها در آب و بيماري ها وجود دارد، به بدي ياد ميشود. اما پژوهشگران دانشگاه ناتينگهام از اين ارگانيزم هاي کوچک در کنار جديدترين تکنيک هاي پالايش غشايي براي اصلاح و بهبود فناوري پاک سازي آب استفاده ميکنند.
اين ارگانيزم هاي تک سلولي در طي فرايندي به نام Bioremediation از آلاينده هاي موجود در آب، خواه آن که آب مصارف صنعتي داشته باشد و خواه براي آشاميدن فراهم شده باشد، تغذيه ميکنند.
سپس آب را از ميان يک غشاي متخلخل عبور مي دهند که مانند يک غربال عمل ميکند. حفره هايي که در اين غربال ها وجود دارند ميکروسکوپي هستند و برخي در مقياس نانو ميباشند. اندازۀ منافذ در اين فيلترها ميتواند از ده ميکرون تا يک نانو متر باشد. اين فناوريها قابليت توسعه و بهينهسازي آب هاي مصرفي صنعت و آشاميدني را دارند.
اين تحقيقات توسط پروفسور Nidal Hilal مهندس شيمي مرکز فناوري آب پاک هدايت ميشوند. اين مرکز، هدايت جهاني پژوهش براي توسعۀ فناوريهاي پيشرفته در زمينۀ تصفيه آب را بر عهده دارد.
کارايي فناوري غشايي متداول که در فرايندهاي تصفيه آب به کار ميرود، به دليل آلوده شدن غشاها به آلايندهها، با گذشت زمان کاهش مييابد. استفاده از روش Bioremediation اين امکان را فراهم ميکند که در يک سيستم بسته، غشاها را بدون خارج کردن آن ها از سيستم تميز کرد. پژوهشگران اين مرکز، اين فناوري را با همکاري شرکت پالايش نفت Cardev International واقع در Harrogate توسعه دادهاند.
غشاهاي اولترافيلتراسيون و نانوفيلتراسيون هم در فرايندهاي تصفيه آب کارايي بالايي دارند و هم به عنوان يک کاربرد جانبي، در تبديل پس ماندهاي مايع صنعتي آلوده شده به فلزات و روغن ها قابليت خود را نشان داده اند. محصولات به جاي مانده ارزش گرمازايي بسيار بالايي دارند و ميتوان از آن ها به عنوان سوخت استفاده نمود.
مرکز تحقيقات شيرينسازي خاورميانه بر روي کاري سرمايه گذاري کرده است که در آن از غشاهاي نانوفيلتري و اولترافيلتراسيون جهت تهيۀ آب آشاميدني از آب دريا استفاده ميشود. غشاها با تصفيۀ مقدماتي و حذف مواد آلاينده، چه از طريق اسمز معکوس و چه از طريق شيرينسازي گرمايي، رسوب گذاري در دستگاهها را کاهش مي دهند و در نتيجۀ اين عمل، از صدمه ديدن دستگاه ها جلوگيري ميشود و نياز به تعويض قطعات و تعميرات گران قيمت کاهش مييابد.
پژوهشگران با بررسي خواص مايع در مقياس نانو، با استفاده از ميکروسکوپ نيروي اتمي، رفتار مايعات در يک سطح اتمي، از قبيل چگونگي جريان يافتن و جدا شدن از سطح را بررسي ميکنند. اين نتايج را ميتوان در مکانيک و صنعت مورد استفاده قرار داد. براي مثال افزايش کارايي روغن در يک موتور ميتواند با استفاده از اين نتايج صورت گيرد. همچنين مايعات را در يک گسترۀ دمايي، از دماي بسيار پايين (50- درجه سانتيگراد) تا دماي بسيار بالا (150 درجه سانتيگراد) تست ميکنند.
پروفسور هلال اظهار ميکند: «آزمايش ويژگيهاي مايعات قبلاً هيچ گاه در چنين مقياسي انجام نگرفته بود. با به کار بردن همزمان فناوري نانوفيلتراسيون و Bioremediation، فرايند پاکسازي آب با مصرف انرژي بسيار پايينتر از فرايندهايي که در حال حاضر مورد استفاده اند، به اتمام مي رسد. علاوه بر اين ميتوان محصولات پس ماند را نيز به صورت سوخت، مجدداً وارد چرخۀ مصرف کنيم و فناوري سبزتري خواهيم داشت.»
منبع : ستاد
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
نانو پولکها - سلولهای خورشیدی
دانشمندان با ابداع ماده ای جدید موسوم به نانو پولک فرآیند تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته را متحول می کنند.
به گفته دانشمندان درصورتی که این فناوری نوین با نتایج صد درصد راضی کننده همراه باشد می توان به استفاده از آن در طیف وسیعی از امور حتی استفاده های خانگی و صرفه جویی قابل توجه مالی امیدوار بود.
در حال حاضر کمتر از یک درصد از الکتریسیته مصرفی در جهان از خورشید گرفته می شود زیرا تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی مشکل به نظر می رسد.
اما فناوری نوینی که از سوی مارتین آگنس دانشجوی دوره دکتری در دانشگاه کپنهاگن دانمارک ارایه شده ممکن است به عنوان گامی بلند در استفاده گسترده تر از انرژی خورشیدی و تولید برق شود.
بر اساس گزارش ساینس دیلی، وی گفت : من در جریان بررسیهای خود ساختار کریستالی منحصربفردی را شناسایی کردم که از بسیاری از جهات دارای کاربردهای مختلف است.
وی ادامه داد : این ماده می تواند تمام نور دریافتی را جذب کند و در نتیجه استفاده از آن در ساخت سلولهای خورشیدی عالی به نظر می رسد.
منبع: آفتاب
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
معرفی نانو تکنولوژی وکشاورزی(سایت جهاد کشاورزی)
امروزه تحولات و پيشرفتهاي سريع علمي و فني انقلاب نويني را ايجاد نموده است كه دستاوردهاي بسيار گسترده آن تغييرات اساسي در جهان ايجاد مينمايد. يكي از مولفههاي اصلي اين انقلاب نانوتكنولوژي است كه افقهاي بالقوه اين فناوري نمايانگر تاثير بسيار عميق و حياتي آن بر آينده انسان است.
در حال حاضر همزمان با ورود كشورهاي صنعتي در عرصه فناوري و انجام فعاليتهاي وسيع در اين زمينه، كشورهاي در حال توسعه نيز براي همگام شدن با كشورهاي پيشرفته خود را براي ورود به اين عرصه از علم و فناوري آماده ميسازند. نانوتكنولوژي در بخش كشاورزي نيز از جايگاه ويژهاي در جهان برخوردار است بگونهاي كه سرمايهگذاري در زمينه نانوتكنولوژي در بخش كشاورزي آمريكا در سال 2004 از افزايش نهصد (900) درصدي نسبت به سال 2003 برخوردار بوده است.
در كشور ما نيز از مدتي پيش فعاليتهايي در اين زمينه آغاز شده است و در همين راستا وزارت جهاد كشاورزي با همكاري دفتر همكاريهاي فناوري رياست جمهوري، همگام با تعدادي از وزارتخانهها و دستگاههاي اجرايي كشور اقدام به زمينهسازي و فعاليت در اين مقوله نموده است كه از آن جمله تشكيل كميته نانوتكنولوژي وزارت جهاد كشاورزي در سال 81 با حضور نمايندگان موسسات تحقيقاتي ذيربط و معاونتهاي محترم اين وزارتخانه مي¬باشد.
ضرورت ورود وزارت كشاورزي به عرصه نانوتكنولوژي
با توجه به كاربردهاي وسيع نانوتكنولوژي در بخش كشاورزي و تاثير تحولات ناشي از آن در توسعه اين بخش كه به مواردي از آن در جدول 1 اشاره ميشود، طبعاً ضروري است كه وزارت كشاورزي نيز توجه كافي به اين فناوري مبذول دارد.
جدول 1: مثالهايي از اهميت نانوتكنولوژي در بخش كشاورزي
شاخه نانوتكنولوژي مثالهايي از كاربرد
نانوپودرها استفاده در صنايع مختلف از جمله داروسازي و مكملهاي خوراكي انسان و دام با مواد موثره و سرعت جذب بالاتر
نانو ساختارهاي زيستي استفاده از ذرات طلا آغشته شده به DNA جهت انتقال ژن به منظور اصلاح نباتات
نانو حسگرهاي زيستي براي تشخيص بسيار تعيين و كارآمد عوامل بيماريزا و آلوده كننده
نانو فيلترها جداسازي مواد (آلاينده يا غذايي) با اندازههاي نانو از محلول ها
نانو تراشههاي زيستي آناليز هم زمان دهها هزار ژن بر روي يك اسلايد به ابعاد چند ميليمتر
نانو كامپوزيتها استفاده در بستهبندي مواد غذايي (biopackaging) و تشخيص فساد مواد غذايي از روي شكل و رنگ بستهبندي
ريز مغزها پروبيوتيكها و پري بيوتيكها در علوم دام
نانوكپسولها كاهش افزودنيهاي مواد غذايي و تنظيم هوشمند عطر و طعم در مواد غذايي
نانو ابزارها براي تحويل هوشمند تيمارها انتقال هوشمند كود، سم يا علفكش در نقاط مختلف خاك يا گياه و انتقال هوشمند دارو يا واكسن به انسان و حيوان
نانو ابزارهاي زيست مولكولي انتقال هوشمند ژن و ژن درماني
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
فناوری نانو وکشاورزی
فناوري نانو هيچ زمينه علمي را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزي نيز از اين قاعده جدا نيستند .تا به حال کاربردهاي متعددي از فناوري نانو در کشاورزي ، صنايع غذايي و علوم دامي مطرح شده است.
رابطه ميان فناوري نانو وعلوم کشاورزي در زمينه هاي زير قابل بررسي است :
1- نياز به امنيت در کشاورزي و سيستم هاي تغذيه اي
2- ايجاد سيستم هاي هوشمند براي پيشگيري و درمان بيماريهاي گياهي
3- خلق وسايل جديد براي پيشرفت در تحقيقات بيولوژي و سلولي
4- بازيافت ضايعات حاصل از محصولات کشاورزي
از بين تدابير موجود در مديريت آفات کشاورزي استفاده از آفت کش ها و سموم سريعترين و ارزان ترين روش براي واکنش به يک وضيت اضطراري است .
روش هاي کنترل زيستي در حال حاضر بسيار هزينه بر هستند . در اين روش ها کنترل آفت از طريق يکي از دشمنان طبيعي آن آفت صورت مي گيرد . امروزه مصرف بي رويه آفت کش ها مشکلات زيادي را ايجاد کرده اند اين مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ايجاد مسموميت هاي حاد يا بيماري هاي مزمن ) ، تاثير اين مواد بر حشرات گرده افشان و حيوانات اهلي مزارع و همچنين ورود اين مواد به آب و خاک و تاثير مستقيم وغير مستقيم آن در اين نظام هاي زيستي مي باشد .
مصرف بي رويه آفت کش ها محصولات کشاورزي را نيز به منبع ذخيره سم تبديل مي کند
مهمترين سوال در زمينه استفاده از آفت کش ها اين است که :چقدر از اين سموم استفاده کنيم ؟(مقاله از نانو کلوب)
استفاده از داروهاي (سموم) هوشمند در ابعاد نانو مي تواند راه حل مناسبي باشد . اين داروها که قابليت حرکت در گياه را دارند در بسته هايي که حاوي نشاني خاصي هستند قرار ميگيرند .برچسب نشاني يک کد مولکولي است که بر روي بسته نصب شده و به بسته اجازه ميدهد که به بخشي از گياه که مورد حمله عامل بيماري يا آفت قرار گرفته تحويل داده شود . اين ناقلين در ابعاد نانو همچنين داراي خود تنظيمي نيز مي باشند به اين معني که دارو فقط به ميزان لازم به بافت گياهي تحويل داده مي شود .
دقت در رديابي بافت هدف و ميزان اندک اما موثر دارو باعث مي شود استفاده از سموم در کشاورزي به حداقل برسد .
همه ما ميدانيم که پيشگيري بر درمان مقدم است . بيماري هاي گياهي نيز از روي علائمي مانند تغيير رنگ يا تغيير شکل اندام ها شناسايي مي شوند ولي مسئله اينجاست که اين علائم مدتها پس از ورود عامل بيماري به بافت گياه بروز پيدا مي کنند به همين خاطر با سريعترين اقدام ها براي جلوگيري از شيوع بيماري باز هم مقداري از محصول از بين مي رود . در نتيجه نياز به ابزاري که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدايي ورود عامل بيماري، آن را کنترل و مهار کرد بسيار ضروري به نظر ميرسد.
نانو حسگرهاي زيستي ابزارهايي هستند که که از تلفيق ابزارهاي شيميايي ، فيزيکي و زيستي بدست آمده اند.
تصوير ورود يک نانوحسگر زيستي به درون يک سلول
اين حسگرها شامل ترکيبات زيستي مانند يک سلول ، آنزيم و يا آنتي بادي متصل به يک مبدل انرژي هستند و قادرند که تغييرات ايجاد شده در مولکول هاي اطراف خود را گزارش دهند . اين گزارش ها توسط سيگنالهايي که مبدل انرژي به تناسب با مقدار آلودگي توليد ميکند دريافت مي شوند. بنابراين اگر تجمع زيادي از عامل بيماري در اطراف اين حسگرها وجود داشته باشد سيگنال هاي قوي فرستاده مي شوند . ارزيابي حضور آلاينده ها در محيط توسط حسگرها در چند دقيقه ميسر است اما با استفاده از روش هاي رايج حداقل 48 ساعت زمان براي تشخيص نياز است .
استفاده از نانوحسگرهاي زيستي در بسته هاي غذايي نيز کاربرد که در صورت شروع فساد مواد غذايي مي توانند هشدار دهنده باشند .
از ديگر کاربردهاي فناوري نانو در صنايع غذايي ايجاد پلاستيک هاي جديد در صنعت بسته بندي مواد غذايي است . در توليد اين پلاستيک ها از فناوري نانو ذرات استفاده شده است . اکسيژن مسئله سازترين عامل در بسته بندي مواد غذايي است زيرا اين عنصر باعث فساد چربي مواد غذايي و همچنين تغيير رنگ آنها ميشود . در اين پلاستيک جديد نانوذرات به صورت زيگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدي مانع از نفوذ اکسيژن مي شوند .
به بيان ديگر مسيري که گاز بايد براي ورود به بسته طي کند طولاني مي شود . به همين خاطر مواد غذايي در اين بسته ها تازگي خود را بيشتر حفظ مي کنند .
با طولاني کردن مسير حرکت مولکولهاي اکسيژن، مواد غذايي ديرتر فاسد مي شوند.
فناوري نانو با استفاده از فرايندهاي طبيعي زيستي ، شيميايي و فيزيکي در بازيافت مواد باقيمانده از محصولات کشاورزي و تبديل آنها به انرژي و يا مواد شيميايي صنعتي نيز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا توليد پارچه بيش از 25 % الياف به ضايعات تبديل مي شوند . در دانشگاه کرنل در آمريکا روشي تحت عنوان «ريسندگي الکتريکي» ابداع شده که با استفاده از اين روش از ضايعات پنبه محصولاتي مانند کلافهاي پنبه و نخ البته با کيفيت پايين تر توليد ميکنند . دانشمندان علوم پليمر از اين روش براي توليد نانو فيبرها از سلولز که 90% الياف پنبه را تشکيل مي دهد استفاده کرده اند و اليافي کمتر از 100 نانومتر توليد کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الياف فعلي است .
يکي از کاربردهايي که براي اين الياف ريز سلولزي بيان شده جذب آفت کش ها و کودهاي شيميايي از محيط براي جلوگيري از ورود آنها به اکوسيستم و رها کردن مجدد اين مواد در محيط در مواقع مورد نياز است .
از ديگر محصولات فناوري نانو ، نانو کاتاليزورها هستند که قابليت تبديل روغن هاي گياهي به سوخت را جهت ايجاد منابع جديد انرژي دارند .
پيشرفت در زمينه علوم گياهي ، کشاورزي و صنايع غذايي رابطه مستقيمي با پيشرفت در تحقيقات زيست شناسي سلولي و مولکولي دارد . توليد ابزارهاي جديد تحول شگرفي در تحقيقات سلولي و مولکولي ايجاد کرده است . امروزه ميکروسکوپ هايي که قابليت ايجاد مشاهده در مقياس نانو را دارند در توسعه علوم زيستي نقش مهمي را ايفا مي کنند.
www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com www.ake.blogfa.com
نانوتکنولوژی در پزشکی
نانوتکنولوژی یا کاربرد فناوری در مقیاس یک میلیونیم متر ، جهان حیرت انگیزی را پیش روی دانشمندان قرار داده است که در تاریخ بشریت نظیری برای آن نمیتوان یافت.
نانوتکنولوژی یا کاربرد فناوری در مقیاس یک میلیونیم متر ، جهان حیرت انگیزی را پیش روی دانشمندان قرار داده است که در تاریخ بشریت نظیری برای آن نمیتوان یافت. پیشرفتهای پرشتابی که در این عرصه به وقوع میپیوندد ، پیام مهمی را با خود به همراه آورده است. بشر در آستانه دستیابی به تواناییهای بسیاری برای تغییر محیط پیرامون خویش قرار گرفته است و جهان و جامعهای که در آیندهای نه چندان دور به مدد این فناوری جدید پدیدار خواهد شد، تفاوتهایی بنیادی با جهان مانوس آدمی در گذشته خواهد داشت.
● عقاید مختلف در مورد نانوتکنولوژی
مهمترین نکته درباره موقعیت کنونی فناوری نانو آن است که اکنون دانشمندان این توانایی را پیدا کردهاند که در تراز تک اتمها به بهرهگیری از آنها بپردازند و این توانایی بالقوه میتواند زمینه ساز بسیاری از تحولات بعدی باشد. یک گروه از برجستهترین محققان در حوزه نانوتکنولوژی بر این اعتقاد هستند که میتوان بدون آسیب رساندن به سلولهای حیاتی ، در درون آنها به کاوش و تحقیق پرداخت. شیوههای کنونی برای بررسی سلولها بسیار خام و ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در درون سلول اتفاق میافتد ناگزیرند سلولها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانهای موجود در آن از بین میرود.
● رابطه نانوتکنولوژی و بیوتکنولوژی
نانوتکنولوژی مجموعهای است از فناوریهایی که به صورت انفرادی یا باهم در جهت بکارگیری و یا درک بهتر علوم مورد استفاده قرار میگیرند. بیوتکنولوژی جزء فناورهای در حال توسعه میباشد که با بکارگیری مفهوم نانو به پیشرفتهای بیشتری دست خواهد یافت. نانوبیوتکنولوژی به عنوان یکی از حوزههای کلیدی قرن ۲۱ شناخته شده است که امکان تعامل با سیستمهای زنده را در مقیاس مولکولی فراهم میآورد. بیوتکنولوژی به نانوتکنولوژی مدل ارائه میدهد، در حالی که نانوتکنولوژی با در اختیار گذاشتن ابزار برای بیوتکنولوژی آن را برای رسیدن به اهدافش یاری میرساند.
● شناسایی پروتئینهای ترشح شده از سلولها
یک گروه از محققان که در گروهی موسوم به اتحاد سیستمهای زیستی گرد آمدهاند، سرگرم تکمیل ابزارهای ظریفی هستند که هدف آن بررسی اوضاع و احوال درون سلول در زمان واقعی و بدون آسیب رساندن به اجزای درونی سلول یا مداخله در فعالیت بخشهای داخلی آن است. ابزاری که این گروه مشغول ساخت آن هستند ردیفهایی از لولهها یا سیمهای بسیار ظریف هستند که قادرند وظایف مختلفی را به انجام برسانند. از جمله آنکه هزاران پروتئینی را که بوسیله سلولها ترشح میشود شناسایی میکنند.
● مهندسی بافت Tssue engeering
سطح استخوان از ترکیباتی تشکیل شده است که حدودا ۱۰۰ نانومتر عرض دارند. اگر سطح یک عضو مصنوعی به استخوان طبیعی پیوند بخورد بدن آن را پس میزند. دلیل امر تولید بافت مصنوعی در محل استخوان طبیعی و سطح مصنوعی میباشد. استئوبلاستها در بافت پیوندی استخوان وجود دارند و بخصوص در استخوانهای در حال رشد دارای فعالیت چشمگیری هستند. با ایجاد ذراتی در اندازه نانو در سطح مفاصل و استخوانهای مصنوعی احتمال دفع عضو جایگزین به دلیل تحریک سلولهای استئوبلاست کمتر میشود. ایجاد این ذرات با ترکیب مواد پلیمری ، سرامیکی و فلزی چندی پیش توسط دانشمندان به اثبات رسید.
● مواد مورد استفاده در ترمیم استخوان
تیتانیوم ماده شناخته شدهای برای ترمیم استخوان است و به دلیل ترکیبات خاص و وزن زیادش جهت بالا بردن میزان استحکام بطور وسیع در دندانپزشکی و ارتوپدی استفاده میشود. ولی متاسفانه به دلیل آنکه بخش چسبندهای که با Apatite (بخش فعال استخوان) پوشیده شده با تیتانیوم سازگار نیست فاقد فعالیت زیستی میباشد. استخوان واقعی نانوکامپوزیتی از موادی است که از ترکیب بلورهای هیدروکسید Apatite در ماتریکس آلی بوجود آمده و به حالت منفرد یافت میشود. استخوان طبیعی از نظر مکانیکی ، ضخیم و در عین حال دارای الاستیسیته میباشد و در نتیجه قابل ترمیم است.
● ساخت یک دندان
مکانیسم نانویی دقیقی که منجر به تولید ترکیباتی با خواص مفید شود، همچنان مورد مطالعه و بررسی قرار دارد. اخیرا با استفاده از روش tribology یک دندان مصنوعی به صورت viscoelastic ساخته شده و دارای روکش نانویی میباشد. از خواص منحصر به فرد این دندان مصنوعی میتوان به عایق بودن آن در مقابل خراش و افزایش التیام دندان اشاره کرد.
● معالجه سرطان به روش فتودینامیک
معالجه سرطان با استفاده از روش فتودینامیک بر اساس نابودی سلولهای سرطانی بوسیله لیزری است که تولید اکسیژن اتمی میکند. به این طریق که اکسیژن اتمی رنگ خاصی را تولید میکند و سلولهای سرطانی بیش از سلولهاهای دیگر آن را جذب میکنند. در نتیجه فقط سلولهای سرطانی توسط اشعه لیزر نابود میشوند. البته یکی از معایب این روش آن است که به دلیل آب گریز بودن مواد رنگی ، این مواد به سمت پوست و چشمها حرکت میکند و در صورتی که شخص در معرض نور خورشید قرار گیرد باعث حساسیت در پوست و چشمها میشود.
برای این حل مشکل صورتهای آب گریز مولکول رنگها را داخل ذرات نانویی متخلخل مثل ormosil nano partical که دارای منافذی در حدود یک نانومتر میباشند قرار میدهند که این دارای دو مزیت است اولا از انتقال مواد رنگی به سایر نقاط بدن جلوگیری میکنند و ثانیا امکان ورود و خروج آزادانه اکسیژن را مهیا میسازد.
● ساخت فیبر نوری
گروههایی از محققان در تلاشند تا ابزارهای مناسب در مقیاس نانو برای بررسی جهان سلولها ابداع کنند. یکی از این ابزارها فیبر نوری است که ضخامت نوک آن ۴۰ نانومتر است و بر روی نوک آن نوعی پادتن جا داده شده که قادر است خود را به مولکول مورد نظر در درون سلول متصل سازد. این فیبر نوری با استفاده از فیبرهای معمولی و تراش آنها ساخته شده و بر روی فیبر پوششی از نقره اندود شده تا از فرار نور جلوگیری به عمل آورد. نحوه عمل این فیبر نوری درخور توجه است.
از آنجا که قطر نوک این فیبر نوری ، از طول موج نوری که برای روشن کردن سلول مورد استفاده قرار میگیرد به مراتب بزرگتر است، فوتونهای نور نمیتوانند خود را تا انتهای فیبر برسانند، درعوض در نزدیکی نوک فیبر جمع میشوند و یک میدان نوری بوجود میآورند که تنها میتواند مولکولهایی را که در تماس با نوک فیبر قرار میگیرند تحریک کند.به نوک این فیبر نوری یک پادتن متصل است و محققان به این پادتن یک مولکول فلورسان میچسبانند و آنگاه نوک فیبر را به درون یک سلول فرو میکنند.
در درون سلول ، نمونه مشابه مولکول فلورسان نوک فیبر ، این مولکول را کنار میزند و خود جای آن را میگیرد. به این ترتیب نور ساطع شده از مولکول فلورسان از بین میرود و فضای درون سلول تنها با نوری که به وسیله میدان موجود در فیبر نوری بوجود میآید روشن میگردد. درنتیجه محققان قادر میشوند یک تک مولکول را در درون سلول مشاهده کنند. مزیت بزرگ این روش در آن است که باعث مرگ سلول نمیشود و به دانشمندان اجازه میدهد درون سلول را در هنگام فعالیت آن مشاهده کنند.
● شناسایی مولکولهای زیستی
نانوتکنولوژی همچنین به محققان امکان میدهد که بتوانند رویدادهای بسیار نادر یا مولکولهای با چگالی بسیار کم را مشاهده کنند. به عنوان مثال بلورهای مینیاتوری نیمه هادیهای فلزی در یک فرکانس خاص از خود نور ساطع میکنند و از این نور میتوان برای مشخص کردن مجموعهای از مولکولهای زیستی و الصاق برچسب برای شناسایی آنها استفاده کرد.
● کنترل فعالیت درون سلولها
محققان امیدوار هستند که در آیندهای نه چندان دور با استفاده از نانوتکنولوژی موفق شوند امور داخلی هر سلول را تحت کنترل خود درآورند. هم اکنون گامهای بلندی در این زمینه برداشته شده و به عنوان نمونه دانشمندان میتوانند فعالیت پروتئینها و مولکول DNA را در درون سلول کنترل کنند. به این ترتیب نانوتکنولوژی به محققان امکان میدهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها یعنی اصلیترین بخش سازنده بدن جانداران به بهترین وجه کامل سازند.
● چشم انداز بحث
با توجه به پیشرفت سریع و دامنه گسترده بیوتکنولوژی زمینههای بروز انقالاب بیوتکنولوژی عصر جدیدی در علوم مختلف مانند بیولوژی ، پزشکی ، فارماکولوژی و مهندسی ژنتیک فراهم گردیده است. به علاوه حوزههای دیگری مانند اقتصاد و سیاست نیز از آن تاثیر بسزایی پذیرفته است. هم اکنون از دیدگاه اخلاق زیستی در این رابطه سوالات مهم و اساسی مطرح شده است که علاوه بر اثرات بسزایی که بر پیشرفتهای علمی و سایر زمینههای علوم زیستی دارد، نسلهای آینده بشر را نیز به صورت گستردهای تحتالشعاع قرار میدهد. در این باره مشارکت مداوم دانشمندان کنجکاو و خردمندی میتواند راه گشا بوده و بایستی با در نظر گرفتن این منابع و پیشرفتهای جدید و با امید به حل چنین مشکلات و مسائلی با فائق آمدن بر همه محدودیتها در جهت گسترش این دانش فعالیت نمود