Microsoft PowerPoint muh-13. nanotex tetbiqi



Yüklə 133,42 Kb.

tarix29.04.2018
ölçüsü133,42 Kb.
növüMühazirə


Bakı Dövlət Universiteti

Nanomateriallar n kim ə i fi ikas kafedras

Nanomaterialların kimyəvi fizikası kafedrası

Mühazirəçi:  dosent Lalə İslam qızı Vəliyeva

1



NANOTEXNOLOGİYALARIN

NANOTEXNOLOGİYALARIN 

TƏDBİQ SAHƏLƏRİ.

TƏDBİQ SAHƏLƏRİ. 

BİO- VƏ TİBBİ 

İ

NANOTEXNOLOGİYALAR

(ardı)

(ardı)

2



Süni nanotellər və onların yaranma üsulları

T

l

i



bili

ti i


t

di il


li

Toxumaların regenerasiya qabiliyyətini artırmaq məqsədi ilə polimer

nanotellər

yaratmaq

zərurəti


yarandı.

Hal-hazırda

bunun

üçün


elektrospinninq metodundan istifadə olunur. Bu metod elektriklənmiş iynə

p

q



ş y

vasitəsi ilə həyata keçirilir. Bu metodla daxilində canlı hüceyrə olan nazik

polimer nanotellər yaratmaq mümkündür (şəkil ).

London


universitetinin

alimləri


London

universitetinin

alimləri

elektrospinninq

metodu

ilə


diametri,

tərkibindəki hüceyrə tərtibində olan və tibbdə

geniş istifadə olunan polidimetil-siloksan

telləri yarada bilmişlər. Bunun üçün “iynə

iynədə” sistemindən istifadə edilmişdir Bu

iynədə sistemindən istifadə edilmişdir. Bu

sistemin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, daxili

iynə ilə canlı sinir hüceyrələri, xarici iynə ilə

çox

qatı


olan

elektriki



keçirməyən polimer

– polidimetilsiloksan

daxil edilir. 9,5 kV gərginlikli elektrik sahəsi

Süni nanotellər

daxil edilir. 9,5 kV gərginlikli elektrik sahəsi

verildikdə polimer damcısını nazik sap kimi

dartmaq olur

3



Elektrospinninq 

prosesinin sxematik 

t

i i

təsviri

4



Tərkibində bu telləri saxlayan hüceyrələr hətta elektrik sahəsinin təsiri

altında da öz xassələrini dəyişmir və təcrübədən 6 gün sonra belə öz

altında da öz xassələrini dəyişmir və təcrübədən 6 gün sonra belə öz

yaşamaq qabiliyyətini saxlayır. Bu üsul toxuma mühəndisliyi və tibbi

regenerasiya – bərpa üçün maraq təşkil edir. Müxtəlif polimerlərdən istifadə

kl

öhk



likl i

ö ü lülükl i

(f li

üdd l i )



etməklə möhkəmlikləri və uzun-ömürlülüklərinə (fəaliyyət müddətlərinə)

görə bir-birindən fərqlənən tellər yaratmaq mümkündür. Bilirik ki, sümük

kollagen saplarından ibarət kompozit nanoquruluşdur. Kollagen sapları

g

p



p

q

ş



g

p

üzərinə məhluldan hidroksiapatit kristallitləri kondensə edildikdə sümük



müəyyən möhkəmliyə malik olur. Məhz bu fakt nanotellərdən süni sümük

t

ğ



ü kü lü ü ü

i tdi


yaratmağın mümkünlüyünü zəruri etdi.

Son illər aparıcı institutlar tərəfindən sinir sistemini və qan damarlarını

bərpa edən spesifik polimer nanotellərinin yaradılması üzərində intensiv

p

p



p

y

tədqiqat işləri aparılır. Yəqin ki, yaxın gələcəkdə nanotellərdən əməliyyat



zamanı tikilişlərin qoyulması prosesində də istifadə ediləcək.

Elektrospininq üsulunun əsas çatışmamazlığı ondan ibarətdir ki bu

Elektrospininq üsulunun əsas çatışmamazlığı ondan ibarətdir ki, bu

üsulda istifadə olunan elektrik cərəyanından hüceyrələrin zədələnmə

ehtimalı çox böyükdür.

5



Digər

nanoölçülü

bioquruluş

DNT molekuludur

.

DNT-dən



nanotexnologiyalarda istifadə edilməsi onun özünəməxsus bir sıra

g y


xüsusiyyətləri ilə bağlıdır.

İlk növbədə, DNT molekulu genetik informasiya daşıyıcısı olmaqla

yanaşı unikal replikasiya etmək xüsusiyyətinə malikdir DNT nin özünü

yanaşı unikal replikasiya etmək xüsusiyyətinə malikdir. DNT-nin özünü

yaratmaq

xüsusiyyəti

canlı

orqanizmlərin



çoxalmasına,

yumurta


hüceyrəsinin mayalanmasından çoxhüceyrəli orqanizmin inkişafına,

nəsildən-nəslə irsi informasiyanın ötürülməsinə kömək edir.

Müəyyən edilmişdir ki, 100ºS qədər qızdırıldıqda DNT-nin əsasını təşkil

edən nuklein turşularının komplementar əsas cütləri arasında hidrogen

edən nuklein turşularının komplementar əsas cütləri arasında hidrogen

rabitələri parçalanır və DNT iki sərbəst zəncirə dissosiasiya edir (şəkil). Bu

proses DNT-nin denaturasiyası (və ya “əriməsi”) adlanır. Komplementar

zəncirləri 65ºS-də saxladıqda onların cütlənməsi və ikiqat spiralın

quruluşunun bərpası baş verir. Bu proses hibridləşmə adlanır.

Hibridləşmə - DNT RNT-nin nuklein turşularının bir qat zəncirinin öz

Hibridləşmə DNT, RNT nin nuklein turşularının bir qat zəncirinin öz

aralarında cütləşərək ikizəncirli quruluşun bərpası deməkdir. Bu halda həm

DNT-DNT kompleksi, həm də DNT-RNT kompleksi yarana bilər.

Məhz onun bu xüsusiyyətlərindən nanotexnologiyalarda istifadə

olunmuşdur.

6



Denaturasiya (90-100ºS)

Denaturasiya (90-100ºS)

Hibridləşmə (50-70ºS)

Hibridləşmə (50-70ºS)

DNT nin hibridləşmə sxemi

DNT-nin hibridləşmə sxemi

7



DNT-nin replikasiya və hibridləşməsi nuklein turşuları və onun

fraqmentlərinin (bəzi hissələrinin) – polimeraza zəncirvari reaksiyalarının

amplifikasiya (surətlərin, əkslərinin sayının artırılması) metodunun

yaradılması üçün əsas olmuşdur. Polimeraza zəncirvari reaksiyasını (PZR)

ilk dəfə 1983 cü ildə amerikalı alim Kerri Müllis həyata keçirmişdir

ilk dəfə 1983-cü ildə amerikalı alim Kerri Müllis həyata keçirmişdir.

Hal-hazırda polimerazalı zəncirvari reaksiyadan bir çox bakteriya və virus

xəstəliklərinin tibbi diaqnostikasında, kriminalistikada (cinayətkarlıqda)

şəxsiyyəti təyin etmək üçün, veterinarlıqda (baytarlıqda) xəstəliyin

diaqnostikasında,

genetikada

genlərin


aktivliyinin

öyrənilməsində,

molekulyar biologiyada nuklein turşu surətlərinin sayının artırılmasında

molekulyar biologiyada nuklein turşu surətlərinin sayının artırılmasında

geniş istifadə edirlər.

PZR-nın 

getməsi üçün 

laboratoriya (a); 

y ( );

amplifikator 

(b).

8



DNT əsasında bioçiplərin yaradılması

Canlı orqanizmlərdə genlərin sayının çox olması (mayalarda 6200-

dən 100.000-ə kimi, insanda isə daha çox) və eyni vaxtda onların

f ll l


h

d

l



t ld

t

k ü ü



ü

i t


ik d

i tif d


fəallıqları haqqında məlumat əldə etmək üçün xüsusi texnikadan istifadə

ediməsi zərurəti yarandı.

Müasir eksperimental texnika bir neçə santimetr ölçüyə malik

p

ç



ç y

bioçiplər vasitəsilə orqanizmdə olan genlərin əksəriyyətinin funksional

fəallıqları haqqında nəticə əldə etmək imkanına malikdir.

Bioçiplərin ilk texnologiyası Rusiyada V A Engelqardt adına

Bioçiplərin ilk texnologiyası Rusiyada V.A.Engelqardt adına

Molekulyar Biologiya İnstitutunda akademik A.D.Mirzəbəyovun

rəhbərliyi altında yaradılmışdır. Bioçip hazırlandıqda xüsusi şüşəli altlığa

robotlar vasitəsilə DNT molekulunun nümunələri (PZR ilə alınmış ya

DNT molekulu, ya da ayrı-ayrı genlər) çəkilir. Təhlil (və ya analiz)

aparmaq üçün toxuma nümunəsi (məsələn

qanın tədqiqi üçün

aparmaq üçün toxuma nümunəsi (məsələn, qanın tədqiqi üçün

götürülmüş nümunə) ilkin emaldan keçən və xüsusi mikrokamerada

yerləşdirilmiş bioçipə qoyulur.

9



Bioçiplərlə kompleks sisteminin əsas 

komponentlərinin təhlili

komponentlərinin təhlili

10



Sonra çiplərdə olan genlərlə nümunədə olan DNT və RNT arasında

hib idl


l

i

l k ll



i

i d


l

l l


hibridləşmə aparılır. Nümunənin molekulları çip üzərində olan genlərlə

komplementarlıq prinsipinə əsasən qarşılıqlı təsirə girərək (müəyyən

uzunluqlu dalğa şüalandıraraq) uyğun özəklərdə işıqlanmaya səbəb olur.

uzunluqlu dalğa şüalandıraraq) uyğun özəklərdə işıqlanmaya səbəb olur.

Analizator qurğusu bu işıqlanmaya görə DNT, RNT və ya nümunədəki

zülalın xarakterik ardıcıllığını təyin edə bilir.

Bi i l bi

t d i tl ü ü

kti li h

b dili M


l

Bioçiplər bir çox tədqiqatlar üçün perspektivli hesab edilir. Məsələn,

operativ surətdə bakteriya və virusları təyin etməyə, xəstənin şəxsi

genetik xüsusiyyətlərini aydınlaşdırmağa və bununla da, bir çox irsi

g

yy

y



ş

ğ

,



ç

xəstəlikləri, o cümlədən, onkoloji xəstəlikləri öncədən söyləməyə imkan

verir.

B bi i l


ö l i l

çip üzərində laboratoriya

d

Bu bioçiplərə ən gözəl misal



çip üzərində laboratoriya-

dır.


Hər bir insan həyatı boyu bir dəfə də olsa qan analizi verib və bunun

necə uzun bir proses olduğundan hər birimiz xəbərdarıq: əvvəlcə nümunə

p

ğ

q



laboratoriyaya gedir, orada öz növbəsini gözləyir, sonra o, təhlil edilir və

yalnız bundan sonra alınan nəticə həkimə qayıdır.

11



İndi isə təsəvvür edək ki, bütün bu və buna oxşar bir çox analizlər ani vaxtda

sizin özünüz tərəfinizdən aparılır. Bunun adını «çip üzərində laboratoriya»

qoyublar (ingiliscə lab-on-chip). Təqribən 4x4 sm ölçüyə malik bir çip

DNT/RNT və digər analizləri yerinə yetirmək, o cümlədən, onkoloji

xəstəliklərin erkən diaqnostikasını vermək qohumluğu təyin etmək genetik

xəstəliklərin erkən diaqnostikasını vermək, qohumluğu təyin etmək, genetik

modifikasiya olunmuş orqanizmləri görmək iqtidarında olan laboratoriyanı

özündə cəmləyib.

Belə bir kiçik laboratoriya eyni vaxtda 12 müxtəlif analiz aparmaqla yanaşı,

bu analizlərə ən çoxu 15-30 dəqiqə sərf edir. Əgər siz bunun reallığına hələ də

inanmırsınızsa, ilk EHM-ləri yada salaq: onlar çox iri ölçülü idilər və onları

inanmırsınızsa, ilk EHM ləri yada salaq: onlar çox iri ölçülü idilər və onları

işlətmək üçün onlarla mühəndis-operatorlar lazım gəlirdi. EHM-ləri əvəz edən

kompüterlər isə, ölçülərinə görə ondan qat-qat kiçik olmaqla yanaşı, yerinə

ti dikl i

li

tl



ö d

l d


t

t

i i k l



likdi l

yetirdikləri əməliyyatlara görə də onlardan qat-qat geniş imkanlara malikdirlər.

Nahaq yerə biz çip üzərində laboratoriya ilə kompüterlər arasında analogiya

aparmadıq. Onların hər ikisi silisium altlıq üzərində qurulmuşdur, kiçik özəklər

p

q

q



q

ş

, ç



isə bir-biri ilə mikro- və ya nano “yollarla” bağlanıblar. Bunlar arasındakı fərq

yalnız ondan ibarətdir ki, çip üzərində laboratoriyada “yollardan” cərəyan

əvəzinə istehsal zamanı çipə implantasiya edilmiş kiçik qabçıqlardan

əvəzinə, istehsal zamanı çipə implantasiya edilmiş kiçik qabçıqlardan –

rezervuarlardan maye axır.

12



Belə çiplərə real misal olaraq aparıcı firmalardan AFFYMETRİX

(«Gete Chip») və ya AGİLENT («Lab Chip») tərəfindən istehsal edilən

(«Gete Chip») və ya AGİLENT («Lab Chip») tərəfindən istehsal edilən

və genetik analizi yerinə yetirə bilən çip üzərində laboratoriyaları göstərmək

olar.

Çip üzərində laboratoriyanın yan 



kəsiyinin görünüşü

13



Daha bir nanoölçülü bioquruluşa misal olaraq

bakteriyaları

ö t


k l

göstərmək olar

.

Məlumdur ki, bakteriyalar təbii yolla, asanlıqla canlı hüceyrəyə daxil



olmaq qabiliyyətinə malikdirlər. Onun bu qabiliyyətindən hər-hansı bir

q q


yy

q

yy



orqanın hüceyrəsinə dərmanın ünvanlı daşınmasında istifadə etmək olar.

Xüsusilə bu, gen terapiyasında sağlam hüceyrəyə zərər yetirmədən DNT

fraqmentinin (hər hansı bir hissəsinin) lazımi ünvana çatdırılmasında daha

fraqmentinin (hər hansı bir hissəsinin) lazımi ünvana çatdırılmasında daha

qiymətli bir üsul hesab olunur. Belə ki, gen hüceyrə nüvəsinə daxil

olduqdan sonra, hüceyrə xüsusi zülallar ifraz etməklə gen xəstəliyini

korreksiya edə bilər.

Bu məqsədlə ölçüləri 40-200 nm olan nanozərrəciklər bakteriya üzərinə

yerləşdirilir Bu nanozərrəciklər xüsusi molekul linkerlər vasitəsilə DNT

yerləşdirilir. Bu nanozərrəciklər xüsusi molekul-linkerlər vasitəsilə DNT

kəsiyi ilə birləşir. Müəyyən edilmişdir ki, bir bakteriyaya yüzlərcə belə

nanohissəcik “oturtmaq” mümkündür. Bu o deməkdir ki, həkim eyni

zamanda xəstə orqana həm dərman apara bilər, həm də onu müayinədən

keçirə bilər (şəkil).

14





Səthinə nanohissəciklər vasitəsilə yük 

Sət

ə a o ssəc ə

as təs ə yü

birləşdirilmiş bakteriya

15



Bakteriyalardan enerji mənbəyi kimi istifadə edilməsi

y

j

y

Bəzi tədqiqatçılar müəyyən ediblər ki, toksiki məhsullar ifraz edən



h

ll b k i l

d

k i



l ğ

l

l k



l

shewanella bakteriyalarında oksigen çatışmamazlığı və əlavə elekronların

yaranması ilə nəticələnən disbalans yarana bilən hallar baş verir.

Alimlər bakteriyalar üçün əlverişli hesab olunan mühitdə bəzi

y

ç



ş

maddələrin konsentrasiyasını azaltmaqla, mikroorqanizmləri çətin şəraitdə

“işləməyə” məcbur etməklə, süni şəkildə oksigen disbalansını yaratdılar.

T d i t l

b di b l

d

ld il



ü ü di

b kt i


Tədqiqatçılar bu disbalansın aradan qaldırilması üçün digər bakteriyaya

uzanan “ayaqlar”ın əmələ gəldiyini müşahidə etmişlər (şəkil).

Maddələr çatışmamazlığı maklsimum dərəcəyə çatanda bu əmələ

ç ş


ğ

y ç


gələn “ayaqlar” nazik uzun jqutlara çevrilərək yaranan disbalansı nə yolla

olursa olsun aradan götürməyə çalışırlar. Bu yeni orqanı tədqiqatçılar



nanoiplər adlandırmışrlar Bu nanoiplərin ölçüləri 10 150 nm uzunluğu

nanoiplər adlandırmışrlar. Bu nanoiplərin ölçüləri 10-150 nm, uzunluğu

isə bakteriyanın növündən asılı olaraq onlarca mikrometrə çata bilir.

16



Təcrübələr nəticəsində əldə edilən ən

maraqlı fakt ondan ibarətdir ki, oksigen alan

kimi bakteriyalar öz artıq elektronlarından

azad


olmaq

üçün


yaratdıqları

“nanonaqillərdən”

istifadə

edirlər


yəni

nanonaqillərdən

istifadə

edirlər,


yəni

elektronlar

nanonaqil

üzərində


hərəkətə

başlayır. Əgər nanonaqilin sonu müsbət iona

çata bilsə, onda yaranan potensiallar fərqi

nəticəsində

elektronların

ionlara


doğru

hərəkəti baş verir və nəticədə elektrik cərəyanı

hərəkəti baş verir və nəticədə elektrik cərəyanı

yaranır. Bakteriyaların şəraitləri ağır olduqca,

jqutlar daha uzun olur və daha çox sayda

b k i l


l k ik

i



l i d ”

bakteriyalar

elektrik

“cəmiyyətlərində”

birləşərək bir-birinə cərəyan ötürürlər. Bu

mənzərə alimlərin böyük marağına səbəb

y

ğ

olmuş və onlar gələcəkdə bu bakteriyalardan



enerji mənbəyi kimi istifadə etmək üçün

t d i tl


ğ

l

d



tədqiqatlar

aparmağı


qarşılarına

məqsəd


qoyublar.

17



Nanodünyanın digər nümayəndələrindən biri də viruslardır.

Viruslar

i di i f k i

l i l b hü

i d ild


l

ki ik


qeyri-adi infeksiya agentləri olub, hüceyrəni daxildən parçalayan kiçik

hissəciklərdir. Onlar (latınca virus – zəhər deməkdir) ilk dəfə 1892-ci

ildə tütün yarpaqlarında mozaik xəstəliklər tədqiq edilən zaman rus alim-

ildə tütün yarpaqlarında mozaik xəstəliklər tədqiq edilən zaman rus alim

bitaniki D.İ.İvanovski tərəfindən kəşf edilmişdir. İlk vaxtlar virusları

zəhərli birləşmə, sonra həyatın bir növü, daha sonra biokimyəvi birləşmə

h

b dibl


H l h

d i


bi

l

h



b di ki i

l

l



hesab ediblər. Hal-hazırda isə bir çoxları hesab edir ki, viruslar canlı və

qeyri-canlı dünyalar arasında mövcud olan yeganə varlıqdır: hətta ölçü

şkalasında belə, viruslar tipik canlı obyektlərlə (məsələn, bakteriyalarla)

ş

,



p

y

(



,

y

)



qeyri-canlı obyektlər – makromolekullar (zülallar və polimerlər)

arasında durur. Ölçülərinə görə onlar 3 qrupa bölünür: iri (diametri 300-

400

)

t (80 125



)

ki ik (20 30

)

400 nm), orta (80-125 nm) və kiçik (20-30 nm).



Heyvan və insanlarda viruslar nəticəsində yaranan ən qorxulu

xəstəliklərə misal olaraq quduzluq, çiçək, qrip, poliomielit, hepatit,

q q

q ç ç


q p p

p

QİDS və s. göstərmək olar.



18


İnsanın immun                          T4 Bakteriofaqı

çatışmamazlığı virusu

çatışmamazlığı virusu

19



Hər bir virus, bildiyimiz kimi, müəyyən bir infeksiya xəstəliyinin

yaradıcısıdır

Hüceyrə səthi üzərində virusun spesifik quruluşunun

yaradıcısıdır. Hüceyrə səthi üzərində virusun spesifik quruluşunun

formalaşması, onların müxtəlif növ hüceyrələrdə eyni olmayan reseptorları

müəyyən etmək qabiliyyəti ilə bağlıdır. Belə seçicilik onkoloqları cəlb

etməyə bilməzdi.

Hal-hazırda aparıcı elmi dairələrin tədqiqatçıları yalnız xərçəng

hüceyrələrinə zərbə endirən sağlam hüceyrələrə isə heç bir təsir etməyən

hüceyrələrinə zərbə endirən, sağlam hüceyrələrə isə heç bir təsir etməyən

genetik modifikasiya olunmuş virusların yaradılması üzərində çalışırlar.

Yaxın gələcəkdə virus-terapiya onkoloji xəstəliklərin müalicəsində yeni

istiqamət olacaq. Bu məqsədlə adenoviruslardan istifadə olunması daha

məqsədəuyğun hesab edilir. Yaradılan “süni virusun” genomu daxilinə

“baxıcı” rolunu oynayan gen yerləşdirilir və bunun müqabilində də viruslu-

baxıcı rolunu oynayan gen yerləşdirilir, və bunun müqabilində də viruslu

DNT yalnız xərçəng hüceyrələrində çoxala bilir. Xərçəng hüceyrələri

üzərində əmələ gələn milyonlarla yeni virus hissəcikləri onu “parçalayaraq”,

di

h

l i



i

i i l ” (



b di l )

d

b



digər xərçəng hüceyrələri üzərinə “yeriyirlər” (onu zəbt edirlər). Düzdür, bu

zaman xərçəng hüceyrələri ilə yanaşı sağlam hüceyrələrə də virusun düşmə

ehtimalı çoxdur. Lakin bunun heç bir qorxusu yoxdur, çünki sağlam

e t a


ço du .

a

bu u



eç b

qo usu yo du , çü

sağ a

hüceyrələrdə bu virus öz çoxalma qabiliyyətini itirir



20


Bioloji membran

Ümumiyyətlə,



membran

termini altında iki müxtəlif mühiti bir-birindən

ü

f k i


i

i

ik



b

b

dü ülü



ayıran və müəyyən funksiyanı yerinə yetirən nazik ayırıcı təbəqə başa düşülür.

Elmə məlum olan membranlar bir maddəni buraxan, digərini isə saxlayan,

məsaməli quruluşa malik olan membranlardır ki, onlar da yarıkeçirici, və ya

selektiv keçiricilik xassələri ilə xarakterizə olunurlar. İlk dəfə bu xassə XVI əsrdə

adi öküzdə müəyyən edilmişdir.

Canlı sistemlərdə olan bioloji membran sistemi tərkib və quruluş baxımından

j

q

ş



çox mürəkkəbdir. Membran sisteminin fəaliyyətinin öyrənilməsi və orada baş

verən tənzimlənmə mexanizmlərinin araşdırılması plazmatik membranın

(plazmalemmanın) ultraquruluşunun tədqiqi nəticəsində mümkün olmuşdur

(plazmalemmanın) ultraquruluşunun tədqiqi nəticəsində mümkün olmuşdur.



Hüceyrə membranının (plazmalemmanın) 

quruluş sxemi:

1 – lipid molekulu; 2 – lipid bilayı;

1 – lipid molekulu; 2 – lipid bilayı; 

3 – inteqral zülalları; 

4 – yarıminteqral zülalları; 5 – periferik 

zülallar; 6 – qlikokaliz;

zülallar; 6  qlikokaliz; 

7 – submembran qat; 8 –aktin 

mikrofilamentləri; 

9 –mikroborular; 10 – aralıq filamentləri; 

21

;



q

;

11 – qlikoprotein və qlikolipid molekullarının 

karbohidrogen hissəsi.


Zülal-lipid nanoboruları. Nanotexnologiyanın əsas nailiyyətlərindən biri

plazmatik membrandan keçərək hüceyrənin müəyyən hissələrinə lazım olan

maddələrin daşınması üçün idarə olunan bionanoboruların hazırlanmasıdır. Bu

bionanoboruların əsasını zülal-lipid quruluşları təşkil edir ki, onlar üzəri lipid

bionanoboruların əsasını zülal lipid quruluşları təşkil edir ki, onlar üzəri lipid

bilayı ilə örtülmüş turbulin mikroborusundan ibarətdir (şəkil). Lipid bilayı özü də

xaricdən turbulin zülalının spiralları və ya halqaları ilə örtülmüşdür.

Zülal-lipid nanoborularının 

sxemi:

1 –açıq uclu nanobou; 2 – bağlı

1  açıq uclu nanobou; 2  bağlı 

uclu nanoboru; 3 – nanoborunun 

horizontal görünüşü və onun 

böyüdülmüş fraqmenti

böyüdülmüş fraqmenti

22



Mikroborular arasındakı qeyri-təsirləri və “+” yüklənmiş lipid membranlarını

tədqiq edən alimlər görmüşlər ki, mühitdən asılı olaraq zülal-lipid nanoboruları

spontan formalaşmaq qabiliyyətinə malik olur. Membranın lipid bilayının və

hüceyrə mikroborusunun elektrik yüklərini dəyişməklə (onların elektrik yükləri

y

y

y ş



(

y

üzərində manipulyasiya etməklə) idarə olunan açıq və ya bağlı bionanoborular və



ya nanokapsullar yaratmaq mümkündür.

Canlı hüceyrələrdə nanokonteynerlərin kəşfi 1986-cı ildə Kaliforniya

Canlı hüceyrələrdə nanokonteynerlərin kəşfi. 1986 cı ildə Kaliforniya

universitetinin biokimyaçı alimi Leonardo Romun rəhbərliyi altında canlı

hüceyrələrdə

nanokonteynerlər

kəşf

olundu.


Nanokonteynerlərin

tədqiqi


nəticəsində alimlər bunlardan nanotexnologiyalarda istifadə etmək fikrinə gəldilər

nəticəsində alimlər bunlardan nanotexnologiyalarda istifadə etmək fikrinə gəldilər.

Belə ki, amfifil birləşmələrdən ibarət olan bu təbii nanokonteynerlər həm polyar

(amin turşuları, DNT, RNT, fermentlər), həm də qeyri-polyar (lipidlər, yağlı

t

l

t



idl )

dd l i


d

ü ü


id l k t

l di


B

turşular, steroidlər) maddələrin daşınması üçün ideal konteynerlərdir. Bu

nanokonteynerlər zülal molekullarından təşkil olunmuş içiboş iynəşəkilli,

miləoxşar kapsullar formasındadır (nanokonteynerlər – içiboş örtük mənasını

daşıyır). Müəyyən olunmuşdur ki, hüceyrədə nanokonteynerlər yaratmaq üçün,

orada RNT zəncirinin müəyyən bir hissəsi və zülal molekullarından ibarət müəyyən

bir ardıcıllığın olması vacib şərtlərdən biridir.

23

ğ



ş


Belə ki, üçbucaq formasına oxşar 3 RNT zəncirindən ibarət nanokonteynerlər

elə ölçülərə malik olurlar ki, onların içərisinə asanlıqla xərçəng hüceyrələrinin

ç

,

ç



q

ç g


y

artımının qarşısını alan RNT molekulunu yerləşdirmək və onu hüceyrəyə

yeritmək mümkündür

RNT-kapsula

24

p




Süni və ya təbii yolla ölçüləri 25-1000 nm tərtibində olan nanokonteynerlərə

ixtiyari yükü (məsələn, dərmanı) qoymaq, üzərini spesifik markerlərlə örtmək və

y

y

(



,

) q y


q,

p

onu hüceyrənin müəyyən bir hissəsinə yönəltmək olar



Bu

nanokonteynerlər

müxtəlif

maddələrin daşınması üçün ona

maddələrin daşınması üçün ona

görə unikal hesab edilir ki, onlar

membran hüceyrəsindən asanlıqla

keçməklə yanaşı insanın immun

keçməklə yanaşı, insanın immun

sistemi tərəfindən heç bir təsirə

məruz qalmır, yəni immun sistemi

“ö ü ü kü” h

b di

B

onu “özününkü” hesab edir. Bu



istiqamətdə artıq ilk addımlar

atılıb.


Alimlər

100


amin

turşusundan ibarət elə ardıcıllıq

tapıblar ki, onun vasitəsi ilə

nanokapsulun

xarici

örtüyünü


Nanokonteynerin quruluşu

p

y



asanlıqla “açmaq” və orada hər

hansı bir maddəni daşımaq üçün

“yer düzəltmək” mümkündür

25

yer düzəltmək mümkündür.




Süni membranlardan - nanokapsullardan biofiltirlər kimi istifadə edilməsi.

Bioloji membranların təşkili və fəaliyyət prinsiplərinin öyrənilməsi alimlərə yeni

növ xassələrə malik membran materialları yaratmağa imkan verdi. Bu membranlar

maksimum keçiricilik, selektivlik və stabillikləri ilə bioloji membranlardan

üstündürlər. Məsələn, elə yeni məsaməli quruluşlar yaratmaq mümkün olmuşdur ki,

y

q



ş

y

q



ş

onların məsamələrində yerləşdirilmiş “ağıllı” polimerlər – nanosensorlar molekul və

nanohissəcik səviyyəsində maddənin parçalanmasını və təmizlənməsini həyata

keçirmək qabiliyyətinə malikdirlər (şəkil). Bu polimer materiallarından gələcəkdə

keçirmək qabiliyyətinə malikdirlər (şəkil). Bu polimer materiallarından gələcəkdə

bioloji filtr rolunu oynayan orqanların yaradılmasında istifadə edilməsi nəzərdə

tutulur (məsələn, “süni qaraciyər” və “süni böyrək”). Bu isə xəstə insanların

donorlardan asılılıqlarının minimuma enməsi deməkdir

donorlardan asılılıqlarının minimuma enməsi deməkdir.

Axar suların təmizlənməsində 

istifadə olunan birlaylı karbon

istifadə olunan birlaylı karbon 

nanoboruları

26



Biomembranlara analoji yaradılan süni membranların kiçik məsamələri

mikrobları, virusları, bəzi hüceyrələri, və hətta bir çox molekulları saxlaya

bildikləri üçün, onlardan gələcəkdə orqanizm mayesinin filtrləşməsində (müxtəlif

maddə və viruslardan təmizlənməsində), və həmçinin, bioloji fəal maddələrin

alınmasında da istifadə edilməsi planlaşdırılır. Bu membranlar vasitəsi ilə

p

ş



maddədən bir çox zülalları ayırmaq, hemodializ

[1]


aparmaq da olar.

Bioloji tədbiqlərlə yanaşı, nanokapsullardan ətraf mühitin toksiki metallardan

və ziyanlı bioloji obyektlərdən təmizlənməsində

qeyri-stabil kimyəvi

və ziyanlı bioloji obyektlərdən təmizlənməsində, qeyri stabil kimyəvi

birləşmələrin, nanozərrəciklərin və s. stabilləşməsində, və həmçinin, suyun

mikrobioloji analizinin aparılmasında istifadə etmək mümkündür.

Bundan başqa alimlər tərəfindən içərisində metal və ya yarımkeçirici olan

Bundan başqa, alimlər tərəfindən içərisində metal və ya yarımkeçirici olan

elektron nanodəyişdirici açarların yaradılması istiqamətində də tədqiqat işləri

aparılır.

H l h


d i

h l l


ü i

b

l



i i li

l

Hal-hazırda istehsal olunan süni membranlar əsasən, eynicinsli məsamələr



sistemi ilə hopdurulmuş simmetrik birlaylı, iriməsaməli yüksəkkeçiricilikli altlıq-

təbəqədən ibarət asimmetrik iki- və çoxlaylı olurlar. Onlar şüşədən, metaldan,

boru və içiboş saplar şəklində olan polimerlərdən hazırlanır.

27

[1]



Hemodializ qanı komponentlərə ayırmaq deməkdir.


Diametri 300 nm tərtibində olan nanomembran. 

2000 dəfə böyüdülmüş görünüş solda

20 000 dəfə böyüdülmüş görünüş isə sağda

28



Dostları ilə paylaş:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə