زیست فناوری

چکیده 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 فناوری‌های جدیدتری را برای افزایش عرضه محصولات کشاورزی اتخاذ کنند. یکی از این فناوری‌ها، فناوری نانو است. نانو فناوری، علم تولید، ساخت و به‌کارگیری مواد در سطوح اتمی و مولکولی است و می‌تواند با کمک ابزارهای جدید صنایع مختلفی از جمله صنعت کشاورزی را دگرگون کند. نانوفناوری با به‌کارگیری موادجدید مانند نانوکودها، نانوعلف‌کش‌ها، نانوآفت‌کش‌ها و... سبب تقویت خاک و افزایش رشد گیاهان می‌شود و به کمک ابزارهای جدید مانند نانوحسگرها و سیستم‌های رسانش هوشمند، به موقع عوامل بیماری‌زا را در گیاهان شناسایی می‌کند. به همین دلایل نانوفناوری می‌تواند یک راه امیدوارکننده برای افزایش بهره‌وری محصولات در حوزه کشاورزی باشد.

چکیده آنزیم کندروئیتیناز ABCI نوترکیب، یک لیاز باکتریایی است که گلیکوزآمینوگلیکان‌ها را تجزیه می‌کند و موجب رشد آکسون‌ها و بهبود عملکرد می‌شود.اما نگهداری این آنزیم به دلیل ناپایداری آن بسیار محدود شده است. یکی از راهبردهای غلبه بر این محدودیت تثبیت آنزیم می‌باشد. در این پژوهش، آنزیم کندروئیتیناز ABCI جداسازی شده از باکتری پروتئوس ولگاریس بر نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت، تثبیت شد. هیدروکسی‌آپاتیت یک زیست مواد سرامیکی فاقد سمیت بوده و دارای مساحت سطح بالایی می‌باشد، 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 ۵، 6/8 و ۸ 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 طیف‌سنجی 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 (^◦C۴، ^◦C۲۵و^◦C۳۷) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج فعالیت بالاتری را در pH ۵ 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.

چکیده حسگرهای زیستی یا بیوسنسورها امروزه در زمینه‌های 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. اخیراً، انواع مختلفی از حسگر‌های زیستی از قبیل حسگرهای آنزیمی،ایمنی،بافتی،زیستی DNA و زیست‌حرارتی توسط برخی از گروه‌های 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 ارزنده‌ی بیوسنسورها این است که جفت شدن آن‌ها با مولکول‌های زیستی با میل بالا امکان تشخیص با حساسیت بالا و انتخابی را میان طیف وسیعی از آنالیت‌ها فراهم می کند. هوش مصنوعی با توجه به پتانسیل بالای خود اگر با فناوری‌های زیستی مانند حسگرهای زیستی ترکیب شود می‌تواند در پیش‌بینی، تشخیص و درمان دقیق برخی بیماری ها شامل سرطان، موثر باشد.ماشین‌لرنینگ (ML) به عنوان یکی از شاخه های هوش مصنوعی، امروزه به یک ابزارمفید در تحلیل و طبقه‌بندی داده های به ‌دست آمده از بیوسنسور ها برای تحلیل‌های زیستی تبدیل شده است. استفاده از الگوریتم‌هایML ، فرآیند‌های پیچیده استخراج، پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها را که توسط بیوسنسور حاصل می شود به صورت خودکار پیش می‌برد. مقاله پیش‌رو مروری است بر معرفی و بررسی انواع حسگر‌های زیستی، کاربرد و روش‌های به‌کارگیری آن‌ها، با تمرکز بر سرطان و کووید19 که امروزه بیماری‌های جدی ای در جهان به‌شمار می‌روند، که از مطالعه یافته‌های پیشین به‌منظور جمع‌بندی و ارائه اطلاعات به محققان در این حوزه به دست آمده است.