نانوتکنولوژى، فناورى جدیدى است که در ارتباط با کاربرد ذرات ریز در حد نانومتر قرار مى گیرد. به نظر مى رسد که فناورى نانو در آینده در زمینه هاى گوناگونى مانند مواد، تجهیزات و سیستم ها توسعه چشمگیرى پیدا کند. در بین این زمینه ها نانومواد، هم در عرصه تولید دانش و هم در جنبه هاى عرضه تجارتى از رشد و گستردگى بالاترى برخوردار شده است. در یک دهه قبل ذرات نانو به علت جذابیتى که در مطالعه خواص فیزیکى آنها وجود داشت بیشتر مورد توجه قرار گرفت. لذا به این دلیل این مواد در حال حاضر به صورت تجارتى در دسترس قرار گرفته اند. ارگانیسم هاى حیاتى از سلول هایى تشکیل شده اند که به طور کلى داراى دیواره هایى به ضخامت ۱۰ میکرومتر هستند. اما اجزاى این سلول ها بسیار ریزتر و در حد نانومتر هستند. برخى از پروتئین هاى درون سلول تقریباً ۵ نانومتر هستند، یعنى در حد کوچکترین ذرات ناتو ساخت دست بشر هستند. از این مقایسه ابعاد چنین مى توان برداشت کرد که برخى پروتئین ها را مى توان تحت کنترل قرار داد و یا به بیانى از این ذرات به عنوان پروب هاى سلولى براى تحریک پروتئین ها استفاده نمود. در واقع کشف حقایق مربوط به فرآیندهاى بیولوژیک درون سلول ها در ابعاد نانو از مهم ترین علل تمایل و توجه به فناورى نانو و تحقیق و توسعه در این زمینه است. قطع نظر از تمایلى که به مطالعه خواص فیزیکى ذرات نانو وجود دارد، توجه به اثرات مغناطیسى و خواص نورى مربوط به ذرات نانو از مهم ترین زمینه هاى کاربرد این ذرات به حساب مى آیند. از طریق ذرات هیبریدشده نانو مى توان به ساختارهاى نوین با خواص جدید الکترونیکى، نورى _ الکترونیکى و ذرات هوشمند دست یافت. در اینجا در ابتدا به سابقه و کاربرد قبلى ذرات نانو در علوم زیستى و پزشکى مى پردازیم و سپس سعى مى نماییم تا تلاش هایى که در این زمینه در دست است عرضه شود و سپس به امکان رسیدن فرآورده هاى نانو به بازار مصرف خواهیم پرداخت. • کاربردهاى ذرات نانو در اینجا به برخى از کاربردهاى این نوع ذرات در علوم زیستى و پزشکى اشاره مى شود. برخى از مهمترین آنها عبارتند از: کاربرد در داروسازى و ژن درمانى، تهیه مارکرهاى فلورسانس بیولوژیک، ردیابى بیولوژیک عوامل بیمارى زا، ردیابى پروتئین ها، پروب نمودن ساختار DNA، مهندسى بافت، نابود کردن تومورها از طریق گرمایش سلولى (hyper thermia)، جداسازى و خالص نمودن مولکول هاى زیستى و سلول ها، ازدیاد کنتراست (زمینه سازى) در تصویربردارى پزشکى (MRI) و نهایتاً مطالعه سرعت رفتارهاى سلولى و Phago-kinetic. همان طور که اشاره شد تولید ذرات نانو در ابعاد پروتئین هاى سلولى سبب شده است تا از آنها به عنوان مارکرهاى زیستى استفاده شود. البته اندازه ذره براى موادى که مى بایست در سیستم هاى بیولوژیک وارد و تاثیرگذار باشند شرط اول مطالعه است. لذا براى تماس موثر و تداخل با هدف هاى بیولوژیک و یا پوشش دادن مولکول هاى زیستى به منظور طراحى آنها به عنوان هدف هاى غیرآلى _ زیستى مى بایستى ذرات نانو را به طرز موثرى تهیه کرد تا قابلیت برقرار نمودن این نوع تداخلات و یا چسبیده شدن را داشته باشد. مثال این نوع فعالیت ها در پوشش دادن آنتى بادى ها، بیوپلیمرهاى شبیه کلاژن و یا پوشش دادن به ذرات ریزى که مانند بیومواد عمل نمایند است. در عرصه فعال نمودن خواص نورى ذرات بیولوژیک، ذرات نانو مى بایستى که توانمندى تغییر خواص نورى بیومواد را آنچنان داشته باشند تا بتوانند آنها را از نظر خواص فلورسانسى قابل ردیابى نمایند. در هر صورت ذرات نانو مى توانند در تشخیص شکل سلول ها، ردیابى فرآیند هاى سیگنالینگ، عمل آنتى ژن ها و به عنوان عوامل قابل اتصال (linkers) در علوم سلولى به کار برده شوند، غالباً نانو- ذرات به صورت یک هسته تشکیل دهنده از مواد بیولوژیک که سطح آن با مواد ساده و یا ترکیبات غیر آلى و بیوپلیمرى پوشش داده شود تشکیل شده است. همچنین شکل ذرات نانو بیولوژیک مى تواند به صورت یک ریز ذره پوشش داده شده با یک غشا و یا لایه از مواد موثر وجود داشته باشد. ذرات به صورت کروى، استوانه اى، دیسک مانند و یا فرم هاى دیگرى مى تواند باشد. در مواردى که میزان نفوذ به درون لایه و غشاى خاصى مطرح باشد، سایز ذره و یا نوع توزیع ذرات نیز مى بایستى متناسب با جنبه کاربردى آن باشد. زمانى که کنترل اندازه ذرات توسط روش هاى دقیقى مانند روش quantum- sized effects مى بایستى اندازه گیرى شود، سایز ذرات و نوع توزیع اندازه ذرات آن بسیار مهم خواهد بود. به طورى که کنترل معدل اندازه ذرات مناسب و توزیع بسیار نزدیک به هم سایز ذرات سبب نشر نور فلورسانس در یک باند باریک و بسیار قوى و حاصل جذب طول موج هاى مختلف در پهنه وسیع ترى از انواع طول موج ها مى شود. این نوع توزیع مناسب و یکنواختى اندازه ذرات در تشخیص بیومارکرها از طریق ایجاد رنگ هاى مشخص کمک مى کند.
شامل 11 صفحه فایل word
دانلود مقاله نگاهى به کاربردهاى نانوتکنولوژى