نانوبیوتکنولوژی و کاربردهای آن

[دانشجونما]

نانو تکنولوژی چیست؟ [FONT=tahoma,verdana,arial,helvetica,sans-serif]نانو علم جدیدی است که در دهۀ اخیر به سرعت پیشرفت کرده و طرفداران زیادی را به خود جلب نموده؛ برای آشنایی بیشتر با نانوتکنولوژی، ستاد فناوری نانو کشور برای علاقمندان فیلم آموزشی را با زبانی ساده و قابل استفاده برای همۀ اقشار تهیه نموده؛ که این فیلم با فرمت 3gp برای اولین بار از این وبلاگ در اختیار علاقمندان قرار میگیرد.[/FONT]

 

[دانشجونما]

نانوبیوتکنولوژی، بیش از آنکه شاخه ای از بیوتکنولوژی باشد، شاخه ای از نانوتکنولوژی است. توضیح این مطلب که بیوتکنولوژی، استفاده از سازواره های زنده در کاربردهای صنعتی مختلف است ولی نانوبیوتکنولوژی، استفاده از قابلیت های نانوتکنولوژی در کاربردهای زیستی است. بنابراین واژه نانوبیوتکنولوژی نیز همانند واژه هایی چون "بیومکانیک" و "بیومتریال"، به استفاده از تکنولوژی های مختلف در کابردهای زیستی اشاره دارد و نه به استفاده از قابلیت های ارگانیزم های حیاتی در کاربردهای مختلف صنعتی. البته نانوبیوتکنولوژی، ابزاری کارآمد در پیشبرد بیوتکنولوژی بوده و نقش آن در توسعه تحقیقات بیوتکنولوژی حائز اهمیت است؛ لذا بعضاً همانند "بیوانفورماتیک"، به عنوان شاخه ای از بیوتکنولوژی نیز مطرح شده است:

طبق تعریف، نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد، دستگاه ها و سیستم ها با کنترل ماده در مقیاس نانومتری می باشد و اساس آن بر مبنای توانایی کار در سطح مولکولی و اتم به اتم و ایجاد ساختارهای بزرگ بوده که موجب بهره برداری از خواص و پدیده های نوظهوری می شود که در مقیاس نانو توسعه یافته اند.
بررسی ها نشان می دهد که نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری، کلیدی برای سیستم های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی با خواص جدید و بهتر می باشد. نانوبیوتکنولوژی عبارت است از شاخه ای از نانوتکنولوژی که در زمینه های بیولوژی (ژنتیک مولکولی و سلولی) و بیوتکنولوژی کاربرد یافته است. بدین ترتیب نانوبیوتکنولوژی به عنوان یک رویکرد جدید و همگراکننده حوزه های مختلف علوم پایه، فنی مهندسی، کشاورزی و صنایع غذایی، محیط زیست، علوم پزشکی و بیوتکنولوژی بوده و کاربردهای فراوانی خواهد داشت.
نانوبیوتکنولوژی به ما اجازه می دهد تا اجزا و ترکیبات را داخل سلول ها قرار داده و مواد جدیدی را با استفاده از روش های جدید مثل خود‌اسمبلی بسازیم. در روش خوداسمبلی، برای سرهم کردن اجزا، نیاز به روبات یا ابزار دیگری نیست.

 

[دانشجونما]

ایجاد ساختارهایی بر مبنای DNA در علوم پزشکی، داروسازی، مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی، ایجاد یک تحول و انقلاب جدید در این علوم خواهد بود. تحقیقات گسترده و سرمایه گذاری‌های جهانی در ساخت سیستم‌ها، فرایندها یا فراورده‌های زیر، نشان دهنده رویکرد جدید محققین علوم و صنایع زیستی، صاحبان سرمایه و دولت هایی همچون آمریکا، ژاپن، روسیه و کشورهای اروپایی به نانوبیوتکنولوژی است:
۱) ساخت سیستم‌هایی به­منظور رهایش دارو در بدن ۲) ساخت قطعات سازگار برای جایگزینی اعضای بدن ۳) بیوسنسورهایی به­منظور آزمایشگاه­های کامل طراحی‌شده روی یک تراشه بسیار کوچک ۴) تشخیص همزمان چندین بیماری از روی یک قطره خون (براساس تشخیص از رویDNA) ۵) ساخت یک مولکول بیولوژی ناروماتیک از DNA ۶) ساخت ابزارهای نانومتری بر پایه DNA.

 

[دانشجونما]

اجزای سازنده بدن از مولکول‌هایی چون پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک، لیپیدها و کربوهیدرات ها با خواص منحصربه‌فرد تشکیل شده است. اعمال فیزیکوشیمیایی داخل سلول ها و اجزای بدن در مقیاس نانو، کنترل و هدایت می شوند. بررسی ها نشان می دهد که تحقیقات در بخش نانوبیوتکنولوژی تاثیرات زیادی در حوزه های پزشکی، داروسازی، ژنتیک مولکولی و بیوتکنولوژی داشته و خواهد داشت؛مثلاً:نانوبیوتکنولوژی می تواند با فرمولاسیون جدید داروها و مشخص کردن مسیرهایی برای رهایش دارو، موجب بهینه‌کردن کاربرد و مصرف دارو شود. نانوذرات این امید را می دهند که دارو دقیقاً به بافت های مشخصی برسد. در ژن‌درمانی نیز با استفاده از داروهای نانو (نانوذرات)، می توان نوع خاصی از سلول ها را هدف گیری کرد. نانوذرات قادرند اسیدهای نو کلئیک را به سلول های مشخص و حتی جزء مشخصی از سلول (سیتو­پلاسم یا هسته) و یا هر جا که لازم باشد، تحویل دهند.

 

[دانشجونما]

این شاخه در توسعه تکنولوژی های جدید مربوط به تشخیص و درمان زودتر بیماری ها، تولید داروهایی هدفمند و با تاثیرات جانبی بسیار اندک، تولید محصولات اختصاصی بیوتکنولوژی در صنایع کشاورزی، تولید بیوسیستم ها، بیومواد و سرامیک های سازگار با محیط، نانوبیوسنسورها، دستگاه‌هایی برای تشخیص و کاهش اثرات سلاح های بیوشیمایی و میکروبی، تکنولوژی های جدید مربوط به ژنومیک و الگوبرداری و تحلیل DNA، نانوبیوتکنولوژی نشان داده است که می تواند نقش اصلی را ایفا کند.

.​

 

[دانشجونما]

قطعاً توانمندی‌های بدست آمده از این طریق در بالا بردن بهداشت جامعه و فرد و طولانی شدن عمر انسان ها، رفع تنگنا های موجود در تولید داروها و تولید مواد غذایی و مبارزه با سلاح های بیولوژیکی و تولید داروهای مربوط به درمان کامل سرطان، ایدز، آلزایمر وMS موثر است و به‌عنوان یک فرصت در ایجاد توانمندی برای تولید سلاح‌های جدید ژنتیکی و بیولوژیکی، وارد شدن به حریم خصوصی افراد (شناسایی بیماری های ژنتیکی و دست یابی به قابلیت های فردی و استعداد افراد) از طریق آزمایش های مرتبط با ژنومیک انسانی و ایجاد موجودات ناشناخته از طریق تولید DNA مصنوعی، به عنوان یک تهدید برای کشورها محسوب می شود،در نتیجه نانوتکنولوژی به عنوان انقلاب صنعتی آینده جهان، در حال تغییر وضعیت کنونی جهان است. در این میان به نظر می رسد که تاثیرات نانوبیوتکنولوژی به عنوان رشته ای که حیات موجودات زنده را دگرگون می کند، از اهمیت ویژه ای در بررسی پیامدهای صنعتی و اجتماعی این انقلاب، برخوردار است. به نظر می رسد که برای بررسی فرصت ها و تهدیدهای نانوبیوتکنولوژی به دلیل اینکه ماهیتی بسیار پیچیده در پیشرفت تکنولوژی کشورها دارند، می باید دانشمندان، سیاستمداران و مردم هر کشور در مورد نانوتکنولوژی مطالعه کنند تا بتوانند با تحلیل صحیح از انقلاب آینده جهان، مسایلی که پیرامون فرصت ها و تهدیدهای نانوبیوتکنولوژی به وجود خواهد آمد را درک نمایند. در خاتمه باید به این نکته توجه داشت که تاثیرات نانوبیوتکنولوژی در همه نقاط جهان یکسان نبوده و بسته به میزان تحقیقات، سرمایه گذاری و تلاش سیاستمداران و اعتماد ملت ها، متغیر خواهد بود.در ایران وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشكي، در ميان شاخه‌هاي مختلف كاربرد نانوتكنولوژي در پزشكي نيز اقدام به تعيين اولويت مشخص نموده است تا بتوان منابع محدود موجود را بر روي اهداف روشني متمركز ساخت. محور فعاليت‌هاي تحقيقاتي وزارت بهداشت در حوزة نانو تكنولوژي، تشخيص و درمان سرطان با استفاده از تكنيك‌هاي نانويي دارورساني ( Drug Delivery ) قرار داده شده است

 

[دانشجونما]

در بیانی کوتاه نانو تکنولوژی یک فرآیند تولید مولکولی وهم‌چنین دانشی عام و فراگیر است، در بسیاری از فن‌آوری‌ها از جمله علوم مهندسی محیطزیست و ساخت تجهیزات پیشگیرانه و محافظ محیط زیست د رمقابل انواع آلودگی‌های زیستمحیطی (آب، خاک، هوا و صوت) بسیار کاربرد دارد. از مهمترین کاربردهای زیست محیطینانوتکنولوژی می‌توان به ساخت انواع نانو حس‌گرها، نانو فیلترها، کاتالیست‌های زیستمحیطی، نانو پلیمرها، نانو ذرات، نانو زیست فن‌آوری (بیوتکنولوژی)، بهینه‌سازیانرژی‌های نو، و هم‌چنین کاربرد آن در تصفیه آلاینده‌های زیست‌محیطی و ... اشارهنمود. استفاده از این تکنولوژی (فن‌آوری سبز) باعث صرفه‌جوئی فوق‌العاده‌ای در مصرفهزینه، انرژی، حفاظت از کلیه منابع محیط زیست و پیشگیری از آلودگی‌های زیست‌محیطیمی‌گردد و نهایتاً راه را برای رسیدن به توسعه پایدار(Sustainable Development)هموارتر خواهد نمود. فناوری نانو مختص یک رشته نیست بلکه تمام رشته‌ها از جمله غذا، دارو، پزشکی،الکترونیک، کامپیوتر، انرژی، و محیط زیست می‌تواند متأثر از این فناوری گردد.

 

[دانشجونما]

در دو دهه اخير، پيشرفت فناوریها، باعث تولید وسايل و موادی با ابعاد بسيار كوچك شده و تمدن بشر را دگرگون و به سوي تحولي فوق العاده در قرن حاضر پيش مي برد. فناوری و مهندسي در قرن پيش رو با وسايل، اندازه گيريها و توليداتي سروكار خواهد داشت كه ابعاد مادون ريزي در حد نانو دارند. در حال حاضر پروسه هاي در ابعاد مولكولی، قابل طراحي، كنترل و همچنين خواص مكانيكي، شيميايي، الكتريكي، مغناطيسي، نوري و… مواد در حدود ابعاد نانو قابل درك، تحليل و سنجش می باشد. فناوریها در قرن گذشته در هر چه ريزتر كردن دانه هاي بزرگتر پيشرفت چشمگيري داشتند اما در قرن حاضر مسير عكس را طي يعني مواد مادون ريز را بايد تركيب تا دانه هاي بزرگتر كارآمد به وجود آیند. درست شبیه همان روشي كه در طبيعت براي توليد كردن حاكم یعنی مجموعه ها را بطور خودكار مولكول به مولكول ساخته و روي هم مونتاژ و تركيب کرده تا دانه هاي مادون ريز قابل تشخيص با خواص مشابه و يا متفاوت با اندازه هایي در حدود نانو تولید شوند. نانوبیوتكنولوژی، هنر ساخت مواد از اتم ها، توانایی كپی كردن دقیق اتم ها بصورت منحصر به فرد، قراردادن آنها در جای دلخواه و ایجاد ارتباط بین بیولوژی مولکولی ساختاری و نانوتکنولوژی مولکولی با بکارگیری پتانسیل بالقوه بیولوژی در ساخت و سازماندهی ساختارهای پیچیده با استفاده از مواد ساده و با دقت در حد اتم می باشد. اثر تحقيقات در فناوريهاي مادون ريز هم اكنون در دفع آفات و درمان بيماريهای دامی، طیور، گیاهان زراعی، باغی، داروئی، علوفه ای و صنعتی، دفع علف های هرز، عملکرد بالا در واحد سطح و کیفیت عالی و مناسب محصولات با توجه به ذائقه افراد گوناگون بکار گرفته شده است. با اين اعتقاد كه هرچه در طبيعت توليد شده قابل توليد در آزمايشگاه نيز هست در نتیجه نظير طبيعت باید راهي پيدا كنيم تا در جلوگیری از انقراض و نابودی بیشتر جانوران و گونه های گیاهی و دخالت آگاهانه و عالمانه انسان در جهت تسریع روند تكامل گیاهان و جانوران(دامها) گامی برداشته شود.

 

[دانشجونما]

• امروزه با استفاده از زمينه‌هاي علمي بين‌رشته‌اي، انقلاب صنعتي ديگري در جريان است. اين تحول در بهره‌برداري يکپارچه از قوانين فيزيک، خواص شيميايي و مشخصات بيولوژيکي نهفته است. در مطلب زير، به معرفي برخي کاربردهاي صنعتي نانوبيوتکنولوژي مي‌پردازيم:

 

[دانشجونما]

- ساخت حسگرهاي شيميايي بر اساس نانوبيوسيستم‌ها توسعه فناوري حسگرهاي شيميايي يکي از تحقيقات جدي در زمينه نانوبيوسيستم‌ها است. حسگرهاي شيميايي با الهام از حساس‌ترين حسگرهاي شيميايي در بدن جانداران، يعني بيني و ساير اعضاي حسي طراحي شده‌اند. طرز کار اين حسگرها به اين شکل است که ملکول مورد نظر (که بايد وجود آن حس شود) به يک دريافت‌کنندة زيستي در عضو مي‌چسبد و باعث باز و بسته‌شدن يک کانال يوني که در پوستة سلول عايق قرار دارد، مي‌شود. بيشترين کاربرد حسگرها، در توليد حسگرهاي بخار يا گاز و به‌طور اخص ساخت بيني الکترونيکي بوده‌است. اين عمل با استفاده از آرايه‌هايي از حسگرهاي غيرتخصصي ( non-Specific ) و به‌کارگيري نرم‌افزار تشخيص الگو انجام مي‌شود. به کمک اين نرم‌افزار، معين‌کردن بوها، گازها و بخارهاي مختلف، دقيقاً مانند آنچه که در بيني حيوانات اتفاق مي‌افتد، صورت مي‌پذيرد. توسعة حسگرهايي که بتوانند اجزاي مخلوط گازها يا مايعات را در محيط صنعتي تشخيص دهند، از ديگر کاربردهاي اين حسگرها است. حسگرهاي چند‌منظوره‌اي که از پليمرها، آنزيم‌ها يا ساير ترکيبات استفاده مي‌کنند، مثال‌هايي از اين مورد هستند.

 

[دانشجونما]

- پيل‌هاي سوختي زيستي پيل‌هاي سوختي زيستي نوع جديدي از پيل‌هاي سوختي هستند که توانايي تبديل مستقيم انرژي بيوشيميايي را به انرژي الکتريکي دارند. نيروي محرک در اين پيل‌ها، واکنش‌هاي اکسيداسيون و احياي يک مادة اوليه از نوع کربوهيدرات مانند گلوکز مخلوط با اتانول است که همراه با استفاده از ميکروارگانيزم يا آنزيم به‌عنوان کاتاليزور زيستي ايجاد مي‌شود. اصول کار اين پيل‌ها مانند پيل‌هاي سوختي شيميايي است. اختلاف اصلي بين آنها، در نوع کاتاليزور و شرايط کار است. کاتاليزور به‌کار رفته در پيل‌هاي سوختي زيستي، يک ميکروارگانيزم و يا يک آنزيم است که جايگزين فلز در پيل‌هاي سوختي شيميايي مي‌شود. به‌طور کلي دو نوع پيل سوختي زيستي وجود دارد: 1- مستقيم: در نوع مستقيم، پيل شامل الکترودهايي است که در تماس مستقيم با عوامل بيوشيميايي هستند و در واکنش‌هاي اکسيداسيون و احيا مشارکت مي‌کنند. توان واقعي خروجي از اين پيل‌ها بين يک‌دهم تا يک‌صدم پيل‌هاي غيرمستقيم است. کار اين نوع پيل‌ها به فرآيندهايي شامل واکنش‌هاي بين بيوکاتاليست و الکترود، محدود است. 2- غيرمستقيم: در اين نوع پيل‌ها، از ميکروب‌ها و يا آنزيم‌ها براي تبديل سوخت بيولوژيکي به ترکيبات با وزن مولکولي بالا و يا وزن‌ مولکولي پايين (گاز يا مايع) استفاده مي‌شود. اين مواد بيولوژيکي، در يک فرآيند معمول الکتروشيميايي شرکت مي‌کنند. محصولات به‌دست آمده از يک راکتور ميکروبيولوژيکي ممکن است هيدروژن، آمونياک و يا اکسيژن باشد.

 

[دانشجونما]

خصوصيات مطلوب اين پيل‌ها که استفاده از ضايعاتي مانند دي‌اکسيد‌کربن و فاضلاب انساني را ممکن مي‌سازند، به استفاده از اين پيل‌ها در برنامه‌هاي فضايي، توليد الکتريسيته و توليد اکسيژن و غذا از طريق حذف مواد زايد منتهي مي‌شود. همچنين، احتياجات خاص نظامي ممکن است ازطريق اين پيل‌ها تأمين‌گردد. به‌عنوان مثال، ساخت " پيل بدون صداي قابل شارژ " که در دماي محيط کار مي‌کند، از اين طريق امکان دارد. اين پيل در موتور‌هاي ديزل و يا در مخلوط سوخت ضد‌يخ متانول- آب، قابل استفاده است. در آينده، پيل‌هاي سوختي زيستي جديد با اندازة کوچک و سبک، حاوي آنزيم‌هاي تثبيت‌شده به‌عنوان کاتاليست و متانول به‌عنوان مادة اوليه، در دسترس خواهند بود.

 

[دانشجونما]

- استفاده از نانوتکنولوژي براي تصفية آب (نانوفيلتراسيون) نانوفيلتراسيون يکي از کاربردهاي مهم نانوتکنولوژي است. فناوري نانوفيلتراسيون امکان جداسازي ذرات را از آب در مقياس نانو فراهم مي‌کند. به‌ اين ‌ترتيب، امکان توليد آب تصفيه‌شده در مقياس انبوه فراهم مي‌شود. با استفاده از نانوفيلترها، مواد معدني لازم براي سلامتي انسان، در آب باقي مي‌ماند و مواد سمي و مضر از آن حذف مي‌شود. با توجه به اين که پنجاه درصد آب‌هاي زيرزميني و هفتادوهشت درصد آب رودخانه‌ها در مناطق شهري، غيرقابل شرب است، کاربرد اين فناوري براي تصفية آب، طرفداران زيادي دارد. تحقيقات در چين نشان داده است که با مصرف آب حاصل از نانوفيلترها در مدت طولاني، شيوع بيماري‌هاي " قلبي و عروقي " و " سرطان " به‌ترتيب به ‌ميزان چهل و بيست درصد کاهش يافته‌است.

 

[دانشجونما]

- نانوبيوراکتورها ماسيل‌هاي معکوس را مي‌توان به‌عنوان نانوبيوراکتورها، هم براي توليد کريستا‌ل‌هاي نانويي باکيفيت و هم براي اصلاح ملکول‌هاي پروتئين منفرد به‌کار‌ برد. در مورد آخر، نانوراکتورها به برطرف‌کردن مشکلات اساسي و بنيادين پروتئين‌ها، يعني حضور آنها در سيستم‌هاي آبي، کمک مي‌کنند. به‌عنوان مثال، مي‌توان به ‌کمک ماسيل‌هاي معکوس، RNase A تغييرساختار ‌يافته را جمع‌آوري کرد.

 

[دانشجونما]

- تصفيه پساب‌هاي صنعتي با استفاده از نانوتكنولوژي، مي‌توان مواد سمي پساب‌هاي آلوده را كاهش داد. يك تيم از دانشمندان و صنعتگران كشورهاي آلمان، ايرلند و انگلستان، فرآيندي را توسعه داده‌اند كه فلزات سنگين پساب‌هاي صنعتي را با استفاده از نانوذرات جدا مي‌نمايد. دراين فرآيند، از يك محيط مغناطيسي ساده نيز كمك گرفته مي‌شود. محققان مؤسسه مواد جديد ( INM )، به‌منظور توليد ذرات كامپوزيت فوق‌مغناطيسي ( SPMC )، نانوذرات اكسيد آهن را در يك محيط شيشه‌اي قرار دادند. با استفاده از خاصيت مغناطيسي اين ذرات ميكروني و نانومتري، به‌راحتي مي‌توان فلزات سنگين را جذب نمود. اين ذرات كه داراي خاصيت فوق‌مغناطيسي هستند، به درون آب فرستاده مي‌شوند و فلزات سنگيني را كه در آنجا وجود دارند، جذب مي‌كنند. سپس اين آب از ميان يك ميدان مغناطيسي عبور داده مي‌شود و ذرات فوق‌مغناطيس حاوي فلزات سنگين، از جريان خارج مي‌شوند. يكي از مزاياي اين روش آن است كه بر خلاف روش‌هاي قبلي، مانند فرآيندهاي ته‌نشيني يا شيميايي، در پايان عمل تصفيه، مي‌توان به خلوص بالايي رسيد. اين موضوع به‌خصوص زماني مهم است كه فلزات موردنظر خيلي سمي باشند، مانند جيوه يا سرب.البته اين‌گونه روش‌هاي جداسازي، خيلي سخت و پرهزينه هستند. هر چند اين روش‌ها در آزمايشگاه به نتيجه رسيده است، اما براي صنعتي کردن آنها، سه سال زمان نياز است. مشکل اين روش در درست ‌مخلوط‌نمودن ذرات كامپوزيت، به‌منظور جداسازي يك فلز خاص است. در حال حاضر، اين روش براي تمام صنايع مفيد نيست؛ اما مي‌تواند راه حل بسيار خوبي براي حدود نيمي از صنايعي باشد كه فلزات سنگين توليد مي‌كنند. شركت‌هاي آلماني، سالانه حدود 15هزار تن از اين نوع فلزات را توليد مي‌كنند. اين رقم در آمريكا بالاتر است.

 

[دانشجونما]

مولکول آنتوسیانین که رنگدانه موجود در انار است، به جز داشتن خاصیت کاهندگی به دلیل داشتن ممانعت ‏فضایی بالا می‌تواند به عنوان سورفکتانت نیز در سنتز نانو مواد به کار رود. این مولکول با تجمع در اطراف اتم‏‌های فلز مانع از کلوخه‌ای شدن ترکیب می‌شود. همچنین در طی تولید نانو ذرات، مواد مختلفی به کار می‌رود ‏که ممکن است برای محیط زیست خطرناک باشد.

 

[دانشجونما]

از این رو پژوهشگران پژوهشکده نانو فناوری دانشگاه کاشان با اجرای پروژه تحقیقاتی سعی کردند تا در تهیه ‏نانو ذرات از ماده طبیعی استفاده کنند.از جمله این نانوذرات، نانوساختارهای مس یدید است که در این تحقیقات مورد توجه بوده است. نانوساختار ‏مس یدید دارای کاربردهای گسترده‌ای از جمله کاربرد آن به عنوان کاتالیزور در سنتز فنل، آنیلین و تیوفنل‌ها در محلول‌های آبی است. علاوه بر آن از این نانوساختارها می‌توان در ‏سلول‌های خورشیدی، آشکارسازهای اشعه ایکس و گاما استفاده کرد.‏

 

[دانشجونما]

معرفی پژوهشکده نانوبیوتکنولوژی

http://www.www.www.iran-eng.ir/images/M_images/pdf_button.png

http://www.www.www.iran-eng.ir/images/M_images/printButton.png

پس از اخذ موافقت قطعی تأسیس مركز تحقیقات نانوتكنولوژی زیستی در تاریخ ۱۹/۱۰/۱۳۸۶ از سوی شورای گسترش دانشگاه‌های علوم پزشكی وزارت بهداشت و درمان و آموزش پزشكی، مجوز تأسیس پژوهشكده نانوبیوتكنولوژی نیز از سوی هیأت امنای جهاد دانشگاهی در تاریخ ۱۷/۸/۱۳۸۷ صادر گردید. این پژوهشكده هم‌گام با توسعه فعالیت‌های بنیادین پژوهشگاه ابن سینا در زمینه فن‌آوری‌های نوین علوم زیستی و در راستای اجرای سیاست‌ها و اهداف كوتاه مدت و بلند مدت ستاد نانوتكنولوژی در كشور با ایده محوری تولید و كاربرد نانومواد در زمینه‌های مختلف علوم پزشكی و تلاش برای كاربرد نانوتكنولوژی در تشخیص و درمان بیماری‌ها شروع به فعالیت نمود. این پژوهشكده عضو قطعی شبكه آزمایشگاهی فن‌آوری نانو كشور می‌باشد. برنامه اصلی پژوهشكده نانوتكنولوژی زیستی اجرای پروژه‌های تحقیقاتی مرتبط با نانوبیوتكنولوژی و به طور اختصاصی، كاربرد نانوذرات و ساختارهای در اندازه نانو در تشخیص و درمان سرطان‌ها می‌باشد. در حال حاضر این پژوهشكده دارای ۳ گروه پژوهشی می‌باشد: گروه پژوهشی نانوتکنولوژی گروه پژوهشی تکنولوژی نوترکیب گروه پژوهشی نانوبیوسنتز

 

[دانشجونما]

برنامه‌های توسعه در آینده:

1. دستیابی به دانش بومی تولید نانوذرات مورد استفاده در پزشكی كه قابلیت ‌جایگزینی نمونه‌های خارجی موجود در بازار را داشته باشند.
2. انجام طرح‌های تحقیقاتی در زمینه Drug Delivery كه اولویت اول وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشكی در زمینه نانو فن‌آوری می‌باشد.
3. توسعه و راه‌اندازی آزمایشگاه های جدید مرتبط با تكنولوژی نانو.
4. حضور فعال در شبكه آزمایشگاهی نانو.
5. جذب نیروی انسانی متخصص در راستای افزایش بهره وری.
6. پذیرش و آموزش دانشجویان مقطع كارشناسی ارشد و دكتری نانوبیوتكنولوژی.
7. تبدیل شدن به یك قطب پژوهشی از طریق: دستیابی به آخرین فن‌آوری‌های روز و رشته‌های مرتبط، افزایش توان تخصصی جهت انجام فعالیتهای پژوهشی و خدمات تخصصی، ایجاد محیط پژوهشی پویا و مولد علم، برقراری ارتباط موثر بین المللی، انجام پژوهش های نوین در حیطه تخصصی مربوطه و پرورش دانشجویان پژوهشگر قابل و شاخص در حیطه تخصصی.

 

[دانشجونما]

اكنون با تلاش اعضاء هیأت علمی این پژوهشكده، دانش فن‌آوری‌های ذیل در این پژوهشكده راه‌اندازی و تثبیت شده است:

1. تولیدذرات نیمه هادی نقاط كوانتومی(CdSe)، استقرار گروههای عاملی و كونژوگاسیون آنها به آنتی‌بادی ضد سرطان پستان و تخمدان.
2. اتصال نانوذرات مغناطیسی به آنتی‌بادی‌های منوكلونال و پپتیدها،‌ بهینه‌سازی و استفاده در تشخیص سرطان پستان.
3. بررسی و بهینه‌سازی كروماتوگرافی تمایلی یون فلزی (metal-ion affinity chromatography) پروتئین‌های واجد دم هییستیدین با استفاده از ذرات مغناطیسی).
4. استخراج و تخلیص نانوذرات مغناطیسی از باكتری مگنتوتاكتیك.
5. ساخت و بررسی كیفیت ستون‌های MACS با همكاری شركت نانورنگدانه شریف.

از طرف دیگر در حال حاضر كارگاههای تئوری-عملی متنوعی توسط گروههای پژوهشی این پژوهشكده جهت آموزش دانشجویان و محققین علاقه‌مند طراحی شده است. این كارگاه‌ها آموزشی شامل موارد ذیل می‌باشند:

1. سنتز نانوذرات كوانتومی در حلال‌های كوئوردینه شده و غیر كوئوردینه كننده
2. اندازه‌گیری خلوص دارو در aqua-gel با HPLC در شرایط مختلف
3. سنتز و محافظت نانوذرات مغناطیسی

برنامه‌های توسعه در آینده:

1. دستیابی به دانش بومی تولید نانوذرات مورد استفاده در پزشكی كه قابلیت ‌جایگزینی نمونه‌های خارجی موجود در بازار را داشته باشند.
2. انجام طرح‌های تحقیقاتی در زمینه Drug Delivery كه اولویت اول وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشكی در زمینه نانو فن‌آوری می‌باشد.
3. توسعه و راه‌اندازی آزمایشگاه های جدید مرتبط با تكنولوژی نانو.
4. حضور فعال در شبكه آزمایشگاهی نانو.
5. جذب نیروی انسانی متخصص در راستای افزایش بهره وری.
6. پذیرش و آموزش دانشجویان مقطع كارشناسی ارشد و دكتری نانوبیوتكنولوژی.
7. تبدیل شدن به یك قطب پژوهشی از طریق: دستیابی به آخرین فن‌آوری‌های روز و رشته‌های مرتبط، افزایش توان تخصصی جهت انجام فعالیتهای پژوهشی و خدمات تخصصی، ایجاد محیط پژوهشی پویا و مولد علم، برقراری ارتباط موثر بین المللی، انجام پژوهش های نوین در حیطه تخصصی مربوطه و پرورش دانشجویان پژوهشگر قابل و شاخص در حیطه تخصصی.

 

[دانشجونما]

یکی از اولین و مهم ترین سئوالاتی که در زمینه نانوذرات مهم است این است که چرا نانوذرات تا این اندازه دارای جذابیت هستند؟ چرا کار کردن با این ساختارهای فوق العاده کوچک، ساخت و دستکاری آن ها تا این اندازه مورد استقبال قرار گرفته است؟ مگر این نانوذرات چه خصوصیات منحصر به فردی وجود دارند؟

 

[دانشجونما]

واژه نانو برگرفته از یک لغت یونانی به معنای کوتوله است که به عنوان یک پیشوند به کار می رود و نشان دهنده مقیاس اندازه برابر [SUP]9-[/SUP]10 است. یک نانومتر (nm) برابر است با یک میلیونوم یک متر و یا به عبارت دیگر برابر است با طول سه اتمی که در کنار یکدیگر قرار گرفته باشد. برای تقریب به ذهن، عرض یک مولکول DNA دورشته ای 5/2 نانومتر، یک پروتئین متوسط حدود 50 نانومتر و ویروس آنفولوآنزا حدود 100 نانومتر است. یک تار موی انسان حدود 10 هزار نانومتر قطر دارد. در علم نانوتکنولوژی معمولا به مواد و ساختار هایی که حداقل در یک بعد خود اندازه ای کمتر از 100 نانومتر داشته باشند، نانوساختار گفته می شود.

 

[دانشجونما]

 

[دانشجونما]

 

[دانشجونما]