NanoBiotexnologiya vÉ ya BioNanotexnologiya XXI Ésrin ...
NanoBiotexnologiya vÉ ya BioNanotexnologiya XXI Ésrin ...
NanoBiotexnologiya vÉ ya BioNanotexnologiya XXI Ésrin ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>NanoBiotexnologi<strong>ya</strong></strong><br />
və <strong>ya</strong> BioNanotexnologi<strong>ya</strong><br />
<strong>XXI</strong> əsrin texnologi<strong>ya</strong>sı<br />
Mühazirə :2<br />
Nanobiotexnologi<strong>ya</strong><br />
nanotexnologi<strong>ya</strong>nın bir<br />
sahəsi kimi<br />
Dr. İsmәt Әhmәdov<br />
Bakı Dövlәt Universiteti<br />
Nanoaraşdırmalar Mәrkәzinin<br />
aparıcı elmi işçisi<br />
Tel: 4189067 iş<br />
3350923 mobil<br />
E-mail:<br />
ismet522002@<strong>ya</strong>hoo.com
Biotexnologi<strong>ya</strong><br />
haqqında<br />
• Biotexnologi<strong>ya</strong> terminini ilk dәfә 1919-cu ildә Macarıstan mühәndisi Karl<br />
Ereky tәklif etmişdir. Onun gәldiyi qәnaәtә görә biologi<strong>ya</strong><strong>ya</strong> әsaslanaraq<br />
insan üçün daha faydalı vә tәmiz mәhsullar istehsal etmәk olar. Bunun üçün<br />
canlı alәmdә baş verәn proseslәrin mahiyyәtini dәrindәn öyrәnmәk,<br />
hüceyrәdә vә orqanizmlәrdә bioloji istehsal proseslәrini aydınlaşdırmaq vә<br />
onlardan istifadә etmәyin üsullarını <strong>ya</strong>ratmaq lazımdır. Onun bu ide<strong>ya</strong>sından<br />
artıq yüz il keçir. İndi dün<strong>ya</strong>da biotexnologi<strong>ya</strong> ilә işlәyәn minlәrlә<br />
kompani<strong>ya</strong>lar vә tәdqiqat institutları fәaliyyәt göstәrir. Bu kompani<strong>ya</strong>larda<br />
biotexnolo<strong>ya</strong> әsasında minlәrlә müxtәlif әrzaq mәhsulları, dәrman<br />
preparatları, mәişәt әş<strong>ya</strong>ları, kosmetik mәhsullar vә energetik materiallar<br />
hazırlanır.<br />
• Müasir biotexnologi<strong>ya</strong> 1970-ci illәrdә şimali Kaliforni<strong>ya</strong>da başlayıb. İndi bu<br />
texnologi<strong>ya</strong><strong>ya</strong> : sәhiyyә (tibbi diaqnostika, biopreparatlar, qurğular), kәnd<br />
tәsәrrüfatı (genetik modifikasi<strong>ya</strong> edilmiş orqanizmlәr, әrzaq mәhsulları),<br />
sәnaye vә әtraf mühit (bio<strong>ya</strong>nacaqlar, biomateriallar, pestisidlәr),<br />
biomüdafiә (vaksinlәr, biosensorlar) üçün işlәyir.<br />
• Biotexnologi<strong>ya</strong> sәnayesi canlı orqanizmlәrin fәaliyyәtinә әsaslanır.<br />
• Biotexnologi<strong>ya</strong> hüceyrәdә baş verәn proseslәri imitasi<strong>ya</strong> edir vә onları<br />
sәnayelәşdirir
Biotexnologi<strong>ya</strong> haqqında<br />
• Hüceyrәdә hansı proseslәri<br />
• Hüceyrәnin bölünmәsi –az bir müddәtdәn sonra<br />
hüceyrә әvvәlki hәcmini bәrpa edir<br />
• Hüceyrә metabolizmini – hüceyrәlәr әtraf alәmdәn<br />
aldığı üzvü birlәşmәlәri parcala<strong>ya</strong> bilir, onlardan<br />
yeni molekul vә maddәlәr hazırlayır<br />
• Hüceyrә membranları yüksәk selektivlik vә<br />
spesifikliklә hüceyrәyә lazim olan maddәlәri (ionları, molekulları, bәrk cisimlәri vә<br />
mayelәri) içәri alir vә xaric edir.<br />
• Hüceyrә membranlarında olan reseptorlar әtraf alәmi hiss edir vә onlara qarşı cavab<br />
reaksi<strong>ya</strong>sı <strong>ya</strong>radır.<br />
• Hüceyrә orqanoidlәri:<br />
• Zülal sintezini – ribosomlar orta ölçülü zülalı bir dәqiqәdә sintez edә bilir vә<br />
formalaşdırır<br />
• Mitaxondrilәrdә enerji sintezini, üzvü maddәlәrin parçalanmasını hә<strong>ya</strong>ta keçirir<br />
• Xloroplastlarda üzvü maddә sintez olunur, enerji vә oksigen istehsal edilir<br />
• Aparat Holcidә sintez olunmuş zülallar çeşidlәnir vә qablaşdırılır, lazım olan ünvana<br />
göndәrilir.<br />
• Nüvә Genetik informasi<strong>ya</strong>nı saxlayır, burada genetik informasi<strong>ya</strong> oxunur vә matrisa<strong>ya</strong><br />
köçürülür vә ribosomlara çatdırılır<br />
• Endoplazmatik şәbәkәdә zülallar strukturlaşdırılır vә nәql edilir<br />
• Lizosomlarda 40-a qәdәr müxtәlf hidrolitik fermentlәr hüceyrәni <strong>ya</strong>d cisimlәrdәn<br />
qoruyur<br />
• Hüceyrәnin vakuolu hüceyrә üçün zibil anbarı rolunu oynayır, hüceyrәnin tullantıları<br />
burada toplanır.
Biotexnoloqlar<br />
nә ilә mәşğul olurlar<br />
• Biotexnologlar hüceyrә sәviyyәsindә alınan informasi<strong>ya</strong>lardan istifadә edәrәk istehsal qururlar,<br />
tibbdә diaqnostika üçün preparat vә qurğular <strong>ya</strong>radırlar, әrzaq mәhsulları vә biomateriallar<br />
istehsal edirlәr.<br />
• Xәstәliklәrin mexanizmini aydılaşdırırlar<br />
• Biomarkerlәr <strong>ya</strong>radırlar<br />
• Genlәri bir orqanizmdәn başqasına köçürürlәr<br />
• Hüceyrә kulturası ilә mәşğul olurlar<br />
• Recombinant zülallar alırlar<br />
• Yeni-yeni dәrman preparatları kәşf edirlәr<br />
• Biomonitoring üçün lazım olan preparatlar vә qurğular hazırlayırlar<br />
Biotexnologiada alınan mәhsullar xeyli mürәkkәbdir, onların әksәriyyәti zülal tәbiәtli olduğundan<br />
dәyişkәn vә әtraf mühitә hәssas olur. Biotexnologi<strong>ya</strong> bir elm kimi dörd әsas prinsip üzәrindә<br />
qurulur: istehsaledic i hüceyrә xәttinin <strong>ya</strong>radılması, hüceyrәlәrin çoxaldılması vә zülal sintezi,<br />
hüceyrәdәn zülalların ayrılması vә tәmizlәnmәsi, biomaterialların hazırlanması<br />
Biomateriallardan әn mühümü dәrman preparatlarıdır. Bunlara, müalicәedici zülallar, vaksinlәr,<br />
antitellәr, peptitellәr, diaqnozlaşdırıcılar, immunosorbentlәr<br />
Biotexnologi<strong>ya</strong> gәlәcәkdә:<br />
• Dәrmanları personallaşdıracaq (indivudallaçdıracaq)<br />
• Farmogenlәri <strong>ya</strong>radacaq<br />
• Genetik testi hә<strong>ya</strong>ta keçirәcәk<br />
• Gen müalicәsin i reallaşdıracaq<br />
• Özül hüceyrәlәri idarә edәcәk<br />
• Nanotexnologi<strong>ya</strong>dan bәhrәlәnәrәk әk
Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> nәdir<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> nanotexnologi<strong>ya</strong>nın bir istiqaməti kimi son 10 ildə insan<br />
fəaliyyətinin çox vacib bir sahəsinə çevrilmişdir.<br />
• Xüsusilə tibbdə və farmakoloji praktikada bu elm və texnologi<strong>ya</strong> bəşəriyyətin<br />
da<strong>ya</strong>nıqlı inkişafı naminə yeni perspektivlər açır.<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> biologi<strong>ya</strong>, fizika, kim<strong>ya</strong>, tibb və texniki elmlərin kəsişdiyi<br />
nöqtələrdə fəaliyyət gostərdiyindən ona ayrıca bir elm sahəsi kimi yox<br />
ümumiləşdirilmiş təbiət elmi kimi baxmaq lazımdır.<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong><strong>ya</strong> keçən əsrin 50-ci illərindən əsası qoyulmuş<br />
biotexnologi<strong>ya</strong> ilə 80-ci illərdən başla<strong>ya</strong>n nanotexnologi<strong>ya</strong>nın hibridi kimi<br />
baxmaq lazımdır.<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> nanotexnologi<strong>ya</strong>nın səhiyyə və hə<strong>ya</strong>t elmlərində tətbiq<br />
edilməsidir.<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> molekul<strong>ya</strong>r biologi<strong>ya</strong>nın, biotexnologi<strong>ya</strong>nın yeni<br />
müstəvidə inkişaf etdirilməsidir. Bu müstəvinin ölçüləri nanomiq<strong>ya</strong>sda<br />
yerləşir.<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> hər şeydən əvvəl bioloji molekulların atom və molekul<br />
səviyyəsində özü-özünü <strong>ya</strong>ratmaq problemlərini öyrənir, hüceyrənin necə<br />
işlədiyini araşdırir, bioloji membranların necə təşkil olunduğunu, bioloji<br />
proseslərin təbiətinin aydınlaşdırılmasını qarşı<strong>ya</strong> məqsəd qoymuşdur və bu<br />
proseslərin texnoloji proseslərdə istifadəsini nəzərdə tutur.
Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> nәdir<br />
• Nanotexnologi<strong>ya</strong> vә Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> bir birindәn fәrqli olaraq iki müxtәlif<br />
konsepsi<strong>ya</strong><strong>ya</strong> söykәnirlәr.<br />
• Nanotexnologi<strong>ya</strong> әsasәn maddәnin sәthindә olan atomların fiziki kimyәvi<br />
xassәsәlәrini araşdırır, onun işi bu atomlarladır.<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong>da isә әksinә olaraq sәthdә olan atomların xassәlәrinin<br />
heç bir rolu yoxdur<br />
• Hüceyrәnin әtraf mühitdәn götürdüyü hәr hansı bir varlıq ( maddә, virus vә<br />
s.) ölçüsünә görә limitlәnmişdir. Onların ölçüsü 1- 100 nm tәrtibindә<br />
olduqda hüceyrә metobolozminә daxil olur vә endosomal yolla hәrәkәt edir.<br />
Atom vә molekullar isә sәrbәst olaraq hüceyrә membranlarından daxil olub<br />
çıxa bilir.<br />
• Nanoölçülü materiallar hüceyrәnin funksi<strong>ya</strong>sını modul<strong>ya</strong>si<strong>ya</strong> edir vә<br />
orqanizmdә sәrbәt işlәyә bilir, odur ki, onları bәzәn “Nanomaşinlar”<br />
adlandırırlar<br />
• Hüceyrәyә üzvü alәmin fabriki, enerji stansi<strong>ya</strong>sı, material vә informasi<strong>ya</strong><br />
istehsalşısıdır, hüceyrә canlı alәmin әbәdi mövcudluğu üçün daima işlәyәn<br />
zavoddur.<br />
• Hüceyrәdaxili proseslәri hә<strong>ya</strong>ta keçirәn qurğular, dәzgahlar vә maşınlar<br />
mәhz nanomaşınlardır.
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong>nın geniş tәtbiq sahәsi var. Bunlara misal<br />
olaraq diaqnostika, tibbi <strong>ya</strong>rdım, dәrmanların kәşfi, hazırlanması<br />
vә orqanizmә yeridilmәsi, xәstәliklәrin müalicәsi, hüceyrәlәrin<br />
vә toxumaların bәrpası, әrzaq mәhsullarının istehsalı vә<br />
saxlanması, gen mühәndisliyi vә yeni növlәrin <strong>ya</strong>radılması, әtraf<br />
mühitin qorunması vә çirkәndiricilәrdәn azadolma vә nәhayәt<br />
biosensorlar.<br />
• Nanobiotexnologi<strong>ya</strong>da iki <strong>ya</strong>naşma mövcuddur: Yuxarıdan -<br />
aşağı (top-dawn),<br />
vә aşağıdan - yuxarı (bottom-up)<br />
up).<br />
• Yuxarıdan-aşağı aşağı <strong>ya</strong>naşmada nanotexnologi<strong>ya</strong>nın mikroistehsal<br />
metodundan istifadә edәrәk nanobiotexnologi<strong>ya</strong> bioloji fenomen<br />
vә molekulları analiz edir.Bu texnologi<strong>ya</strong> süni vә ağır<br />
texnologi<strong>ya</strong>dır.<br />
• Aşağıdan-yuxarı <strong>ya</strong>naşmada isә molekul<strong>ya</strong>r birlәşmәlәri <strong>ya</strong>radır<br />
vә biomolekulların xüsusiyyәtlәrindәn istifadә edәrәk onların<br />
imkanlarını yüksәldirlәr vә funksi<strong>ya</strong>larını genişlәndirirlәr. Bu<br />
texnologi<strong>ya</strong> incәdir vә biologi<strong>ya</strong>nın vә supermolekul<strong>ya</strong>r<br />
kim<strong>ya</strong>nın prisiplәrindәn istifadә edir.<br />
• Bu hәr iki texnologi<strong>ya</strong>nın hibridindәn istifadә etmәklә çox böyük<br />
nailiyyәtlәr qazanmaq olar, mәsәlәn, yüksәk hәssaslığa malik<br />
diaqnostika üçün bioçiplәr <strong>ya</strong>ratmaq mümkündür.
Nanobiotexnologi<strong>ya</strong> nә ilә mәşğul olacaq<br />
Biotibbi qurğular<br />
Toxuma mühәndisliyi<br />
Tibbi implantasi<strong>ya</strong><br />
Diaqnostika<br />
Patogenlәrin bioaydınlaşdırılması<br />
Dәrmanların aşkarlanması<br />
texnologi<strong>ya</strong>sı<br />
Yüksәk dәqiqliklә tәsvirlәr<br />
Yüksәk enerji tutumlu<br />
batare<strong>ya</strong>lar<br />
İdarә edilәn dәrman<br />
çatdırılması<br />
Bio-nanosensorlar<br />
Nanobiotexnologi<strong>ya</strong><br />
Eynilәşdirmә, tәhlükәsizlik<br />
Vә maddi-texniki tәminat)<br />
Lab-çip texnologi<strong>ya</strong>sı<br />
Hәdәfә alınan dәrmanlar<br />
Dezinfeksi<strong>ya</strong><br />
Nanodәrmanlar<br />
Nanoörtüklәr
Nano dәrman<br />
Vә vaksinlәr<br />
Vәziyyәti müәyyәn etmәk<br />
Ekranda göstәrmәk<br />
üçün fokuslamaq<br />
Müalicә<br />
Davam etdirmәk<br />
Gen çipi<br />
Nano diaqnostika<br />
Biosensor<br />
Hesablama tomoqrafi<strong>ya</strong><br />
Nano tәsvirlәr<br />
Sabah nanodiaqnostika, nano tәsvirlәrin alınması vә nano müalicә<br />
tibbin әn mühüm vasitәlәri olacaq
Gümüş nanohissәciyinin zülalla örtülmәsi onun hüceyrәdә<br />
lazım olan yerә hәrәkәtini tәmin edir<br />
Ag<br />
Ag Ag Ag<br />
Ag<br />
Ag<br />
Ag Ag<br />
Ag<br />
Ag<br />
Ag<br />
AgNpS<br />
Ag<br />
Ag<br />
Ag<br />
Zülal<br />
Ag<br />
AgNpS-zülal biobirlәşmәsi
NANO - BİOTEXNOLOGİYA<br />
Cәrә<strong>ya</strong>n, Potensial, Müqavimәt, Elektrik enerjisi<br />
Nanomateriallar<br />
Biomateriallar<br />
Elektronika<br />
Elementlәri<br />
Tәtbiqlәri<br />
Karbon<br />
nanoborucuqlar<br />
Zülal,<br />
ferment<br />
Elektrodlar<br />
Biosensorlar<br />
Fullurenlәr<br />
Peptidlәr<br />
Sahә-effekt<br />
tranzistorları<br />
Tibbi qurğular<br />
Nano<br />
hissәciklәr<br />
Antigen,<br />
antitel<br />
Neyron<br />
Peyzoelektrik<br />
kristallari<br />
Günәş batare<strong>ya</strong>ları<br />
Dendrimerlәr<br />
DNT,<br />
RNT<br />
STM<br />
ucluğu<br />
Bio<strong>ya</strong>nacaq<br />
Hüceyrә
Nazik,dar və çox kiçik (kapil<strong>ya</strong>rlarda,sümük aralıqlarında,<br />
bağırsaq keçidlərində və s.) yerlərdə bərpa işləri apara<br />
biləcək katetter tipli nano robot<br />
Repairing<br />
manipulator<br />
Vision device<br />
Multi freedom bending tube<br />
Welding device Monitoring device Posture Detecting Device<br />
Japanese Micromachine Project 1991-2000
Hüceyrə əsaslı bioçip<br />
Bakterial, bitki vә <strong>ya</strong><br />
insan hüceyrәlәri<br />
ola bilәr<br />
Çip<br />
Elektronika elementi
Fizioloji nanomaşın nanotexnologi<strong>ya</strong>da<br />
istifadə oluna bilər<br />
ATF aza<br />
Uzunluğu 750 nm nikel pәr ATF aza<br />
mühәrrikinә birlәşdirilib
Gələcəkdə hüceyrələrin daxilində komputer<br />
çiplərindən istifadə edəcəyik
a)Ciyərlərin<br />
traxe<strong>ya</strong>sında epiteli<br />
nin SEM şəkili.<br />
(b) İnsanın alveol<br />
makrofaqı<br />
(mərkəzdə sarı)<br />
E.Coli bakterianı<br />
faqositoz edir ;<br />
(c), (d) Ciyərin<br />
alveolları
Eritrositlər<br />
kapil<strong>ya</strong>rda.<br />
(b) Trombositlərç<br />
eritrositlər və<br />
makrofaqlar ;<br />
(c) Vena<strong>ya</strong> daxil<br />
olan<br />
makrohissəciklər<br />
onun divarlarında<br />
qırıntılar kimi<br />
toplanır ; (d) bu<br />
qırıntıların tərkibinin<br />
EDS spektri ;
Nanotexnologi<strong>ya</strong> hal-hazırda hazırda<br />
– 800 adda məhsul
Nanobiotexnologi<strong>ya</strong>n mühüm nəticələrini<br />
nə vaxt görəcəyik<br />
Bunun üçün elә dә uzun zaman tәlb olunmur.<br />
Robert Freitas –ABŞ Molekul<strong>ya</strong>r istehsal İnstitunun nanotibb üzrә mütәxәssisi öz<br />
müsahibәlәrinin birindә (2005-ci il) demişdir: nanodәrmanların geniş çeşiddә<br />
istehsalı <strong>ya</strong>xın 10 ildә, başqa bir müsahibәlәrindә isә bunun üçün 40 lazım<br />
olacağını söylәmişdir.<br />
Digәr nano üzrә ekspertlәr bunun üçün 20 – 30 il lazım olacağını söylәyirlәr.<br />
Boing şirkәtinin nümayәndәsinin fikrinә görә özünü idarә edәn super intellekt<br />
hava nano nәqiliy<strong>ya</strong>t sistemlәrinin <strong>ya</strong>radılması üçün biz әn azı 10 il gözlәmәliyik.<br />
Böyük Britani<strong>ya</strong>nın müdafiә naziri nanotexnologi<strong>ya</strong>nın hәrbidә mühüm rolunu<br />
<strong>ya</strong>xın 2—30 ildә gәrәcәyik, amma Kanadalı ekspertlәr bunun üçün <strong>ya</strong>xın 10 ili<br />
nәzәrdә tuturlar.<br />
Ray Kurzweil, özünün “The Age of Spiritual Machines” (Ruhlu maşınlar dövrü)<br />
kitabında nanoistehsalın 2019-cu ildәn geniş vüsәt alacağını vә 2049-cu ildә<br />
әrzaq mәhsullarının istehsalı başla<strong>ya</strong>caq.
Nanobiotexnologi<strong>ya</strong>n mühüm nəticələrini nə<br />
vaxt görəcəyik<br />
• Amerika Milli Nanotexnologi<strong>ya</strong> Tәşşәbbüs Mәrkәzinin<br />
nümayәndәsi Mihail Roco –nun fikrinә görә<br />
nanotexnologi<strong>ya</strong>nı inkişafını 4 mәrhәlәyә bölmәk olar:<br />
1-ci mәrhәlә 2000-ci ildәn başlayıb vә bu dövrün<br />
mәhsullarını passiv nanostrukturlar dövrü adlandırmaq<br />
olar. Bunlar <strong>ya</strong>lnız bir mәqsәd üçün istifadә olunur,<br />
mәsәlәn, kolloid vә <strong>ya</strong> aerozol. “-ci dövr 2005-ci ildәn<br />
başlayıb vә bu dövrü aktiv nanostrukturlar dövrü<br />
adlandırmışlar. Bu dövrün nanostrukturları çoxsahәli vә<br />
çoxmәqsәdli strukturlardaır, mәsәlәn, çevricilәr,<br />
sensorlar. Nanotexnologi<strong>ya</strong>nın 3-cü dövrünün 2010-cu<br />
ildәn başladığını deyirlәr.Bu dövrdә bir-biri biri ilә qarşılıqlı<br />
әlaqәdә olan minlәrlә nanostrukturların birlikdә<br />
fәaliyyәtini tәmin edәn qurğular <strong>ya</strong>radılacaq, mәsәlәn,<br />
robotlar, 3 ölçülü sistemlәr. 4-cü eranın 2015-ci ildәn<br />
başla<strong>ya</strong>cağını söylәyirlәr.
Change language