سارا دانشجو
-
تضمین امنیت غذایی در کشورهای در حال توسعه به دلیل بازده پایین بخش کشاورزی، تخریب منابع طبیعی، تلفات محصول، ارزش افزوده اندک و رشد بالای جمعیت بسیار چالش برانگیز است لذا محققان در تلاش هستند تا فناوری های جدیدتری را برای افزایش عرضه محصولات کشاورزی اتخاذ کنند. یکی از این فناوری ها، فناوری نانو است. نانو فناوری، علم تولید، ساخت و به کارگیری مواد در سطوح اتمی و مولکولی است و می تواند با کمک ابزارهای جدید صنایع مختلفی از جمله صنعت کشاورزی را دگرگون کند. نانوفناوری با به کارگیری موادجدید مانند نانوکودها، نانوعلف کش ها، نانوآفت کش ها و... سبب تقویت خاک و افزایش رشد گیاهان می شود و به کمک ابزارهای جدید مانند نانوحسگرها و سیستم های رسانش هوشمند، به موقع عوامل بیماری زا را در گیاهان شناسایی می کند. به همین دلایل نانوفناوری می تواند یک راه امیدوارکننده برای افزایش بهره وری محصولات در حوزه کشاورزی باشد.
کلید واژگان: کشاورزی, نانوآفت کش, نانوحشره کش, نانوقارچ کش, نانوعلف کش, نانوفناوریEnsuring food security in developing countries is highly challenging due to low productivity of the agriculture sector, degradation of natural resources, crop losses, less value addition, and high population growth. therefore, researchers are striving to adopt newer technologies to increase the supply of agricultural products. one of these technologies is nanotechnology. Nanotechnology is the science of producing, manufacturing and using materials at the atomic and molecular levels and it can transform various industries, including the agricultural industry, with the help of new tools. Nanotechnology By using new materials such as nanofertilizers, nanoherbicides, nanopesticides, etc., strengthens the soil and increases the growth of plants and with the help of new tools such as nano-sensors and intelligent delivery systems, identifies pathogenes in plants. For these reasons nanotechnology can be a promising way to increase the productivity of agricultural products.
Keywords: Agriculture, Nanofungicide, Nanoherbicide, Nanoinsecticide, Nanopesticide, Nanotechnology -
آنزیم کندروئیتیناز ABCI نوترکیب، یک لیاز باکتریایی است که گلیکوزآمینوگلیکان ها را تجزیه می کند و موجب رشد آکسون ها و بهبود عملکرد می شود.اما نگهداری این آنزیم به دلیل ناپایداری آن بسیار محدود شده است. یکی از راهبردهای غلبه بر این محدودیت تثبیت آنزیم می باشد. در این پژوهش، آنزیم کندروئیتیناز ABCI جداسازی شده از باکتری پروتئوس ولگاریس بر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت، تثبیت شد. هیدروکسی آپاتیت یک زیست مواد سرامیکی فاقد سمیت بوده و دارای مساحت سطح بالایی می باشد، که برای بارگذاری مقدار زیادی از آنزیم سودمند است. بنابراین برای افزایش پایداری آنزیم کندروئیتیناز ABCI، تثبیت بر روی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به مدت 4 ساعت از طریق جذب فیزیکی در بافر فسفات در سه pH 5، 6/8 و 8 در دمای 4 درجه سانتی گراد انجام شد. در ادامه تثبیت آنزیم بر روی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت از طریق تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی- نشر میدانی و طیف سنجی فرابنفش، قبل و بعد از تثبیت مورد تایید قرار گرفت. سپس جهت بدست آوردن pH و دمای بهینه، میزان فعالیت نانوسیستم (نانوهیدروکسی آپانیت حاوی آنزیم) درسه pH و دما (◦C4، ◦C25 و ◦C37) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج فعالیت بالاتری را در pH 5 و دمای ◦C 4 نسبت به سایر pH و دماها برای نانوسیستم نشان داد. بر اساس نتایج بدست آمده که نشان دهنده پایداری سامانه حاوی آنزیم در هر سه دما نسبت به آنزیم آزاد می باشد، این نانوسیستم می تواند یک گزینه مناسب برای کاربردهای بالینی در آینده باشد.
کلید واژگان: آنزیم کندروئیتیناز, پایداری, نانوسامانه, هیدروکسی آپاتیتChondroitinase ABCI is a bacterial lyase that degrades glycosaminoglycans and promotes axonal growth and functional improvement. However the stability and maintenance of this enzyme is very limited. One of the strategies to overcome this limitation is to immobilize the enzyme. In this research, chondroitinase ABCI (cABCI) from Proteus Vulgaris was immobilized on hydroxyapatite nanoparticles. Hydroxyapatite is a non-toxic ceramic biomaterial that has a high surface area, which is beneficial for loading a large amount of enzyme. Therefore, to increase the stability of chondroitinase ABCI, immobilization on hydroxyapatite nanoparticles for 4 hours through physical adsorption in phosphate buffer pH 5, 6.8, and 8 at 4◦C was carried out. Enzyme immobilization on hydroxyapatite nanoparticles was then confirmed by field emission gun-scanning electron microscopy and UV-spectroscopy, before and after immobilization. Then, in order to obtain the optimal pH and temperature, the activity of the nanosystem was investigated at three pH and temperatures (4°C, 25°C, and 37°C). Results revealed higher activity at pH 5 and temperature 4 ◦C than the other pH and temperatures for the nanosystem. Based on the obtained results, which show the stability of the nanosystem at all three temperatures compared to the free enzyme, this nanosystem could be a potential candidate for clinical applications in future.
Keywords: Chondroitinase ABCI, Hydroxyapatite, Stability, Nanosystem -
حسگرهای زیستی یا بیوسنسورها امروزه در زمینه های گوناگون از جمله زیست پزشکی، تشخیص بیماری، نظارت بر درمان، ابعاد مختلف مربوط به محیط زیست،کنترل مواد غذایی، ساخت دارو و غیره کاربرد های بسزایی دارند. اخیرا، انواع مختلفی از حسگر های زیستی از قبیل حسگرهای آنزیمی،ایمنی،بافتی،زیستی DNA و زیست حرارتی توسط برخی از گروه های تحقیقاتی با ظرافت مورد سنجش قرار گرفته است. این حسگرهای زیستی مزایای بسیاری از جمله سادگی در اجرا، حساسیت بسیار بالا، عملکرد خودکار، اندازه کوچک طبیعی و ذاتی دارند. از دیگر مزایای ارزنده ی بیوسنسورها این است که جفت شدن آن ها با مولکول های زیستی با میل بالا امکان تشخیص با حساسیت بالا و انتخابی را میان طیف وسیعی از آنالیت ها فراهم می کند. هوش مصنوعی با توجه به پتانسیل بالای خود اگر با فناوری های زیستی مانند حسگرهای زیستی ترکیب شود می تواند در پیش بینی، تشخیص و درمان دقیق برخی بیماری ها شامل سرطان، موثر باشد.ماشین لرنینگ (ML) به عنوان یکی از شاخه های هوش مصنوعی، امروزه به یک ابزارمفید در تحلیل و طبقه بندی داده های به دست آمده از بیوسنسور ها برای تحلیل های زیستی تبدیل شده است. استفاده از الگوریتم هایML ، فرآیند های پیچیده استخراج، پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها را که توسط بیوسنسور حاصل می شود به صورت خودکار پیش می برد. مقاله پیش رو مروری است بر معرفی و بررسی انواع حسگر های زیستی، کاربرد و روش های به کارگیری آن ها، با تمرکز بر سرطان و کووید19 که امروزه بیماری های جدی ای در جهان به شمار می روند، که از مطالعه یافته های پیشین به منظور جمع بندی و ارایه اطلاعات به محققان در این حوزه به دست آمده است.
کلید واژگان: حسگر زیستی, ماشین لرنینگThese days biosensors have worthy applications in different fields such as biomedicine, disease diagnosis, treatment monitoring, various aspects of the environment, food control, drug production, and assorted sides of medical science. Recently, different types of biosensors such as enzyme biosensors, immune, tissue, DNA, and thermal biosensors have been studied precisely by some research groups. These biosensors have many advantages such as simplicity in implementation, very high sensitivity, automatic performance, intrinsic and natural small size. Another valuable benefit of biosensors is that their high-affinity paring with biomolecules allows sensitive (high-sensitivity) and selective detection from a wide range of analytes. Artificial intelligence (AI) due to its high potency, if combined with biotechnology, like biosensors, can be effective in accurate prediction, diagnosis and treatment of some diseases, including cancer. Today, Machine learning (ML) as one of the branches of AI has become a beneficial tool in analyzing and categorizing obtained data from biosensors for bioanalysis. Using ML algorithms automates the complicated processes of extraction, processing, and assaying data achieved from biosensors. This article is a review for introducing and survey of various biosensors, their applications, and ways to apply them, focusing on cancer and Covid19 which are important diseases in the world obtained from previous studies, as a summary and providing information for researchers which working in this field.
Keywords: biosensor, nanobiosensor, artificial intelligence -
فصلنامه نانو مواد، پیاپی 51 (پاییز 1401)، صص 151 -163هدف از این مطالعه، پایدارسازی آنزیم cABCI از طریق تثبیت با روش entrapment بر روی نانوذره سیلیکن متخلخل می باشد. نانوذره سیلیکن متخلخل به دلیل زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری، خواص لومینسانس ذاتی و ساختار متخلخل برای حمل دارو، قابلیت های قابل توجهی در کاربردهای بیولوژیک از خود نشان می دهد. در نتیجه این نانوذره به عنوان حامل آنزیم cABCI با هدف افزایش پایداری این آنزیم بکار برده شده است. نانوذره سیلیکن متخلخل از طریق روش electrochemical etching بر روی ویفر سیلیکن در محلول HF/Etanol تهیه شد. مورفولوژی نانوذره سنتز شده از طریق SEM مورد مطالعه قرار گرفت و تثبیت آنزیم کندروتیناز ABC I بر روی سیلیکن متخلخل از طریق تصویربرداری میکروسکوپ SEM از سیلیکن متخلخل قبل و بعد تثبیت آنزیم مورد تایید قرار گرفت. نتایج بدست آمده، میزان Km مشابه و کاهش در Vmax برای آنزیم تثبیت شده در مقایسه با آنزیم آزاد را نشان داد. علاوه بر این، با بررسی خصوصیات لومینسانس نانوذرات سیلیکن، ماکزیمم پیک برای سیلیکن سبز و قرمز به ترتیب در طول موج 500 و 750-650 نانومتر مشاهده شد. همچنین، آنزیم تثبیت شده بر روی نانوذرات سیلیکن متخلخل افزایش چند برابری پایداری در تمامی دماهای بررسی شده بعد از گذشت 50 دقیقه را نشان می دهد. بنابراین سیلیکن متخلخل می تواند به عنوان یک بستر پایدارکننده برای حمل آنزیم cABCI، در کاربردهای بالینی آینده مفید واقع شود.کلید واژگان: آنزیم کندروئیتیناز, سیلیکن متخلخل, پارامترهای سینتیکی, پایداری حرارتی
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.