استفاده از آرايه سه‌بعدي نانوحفره‌اي در ابزارهاي پلاسمونيک
محققان دانشگاه نورث‌وسترن يک آرايه سه‌بعدي جديد از نانوحفرات توليد کرده‌اند که به‌جاي اينکه فقط از پلاريتون‌هاي پلاسمون سطحي معمولي حمايت کند، برانگيختگي‌هاي پلاسمون سطحي موضعي قوي را نيز پشتيباني ميکند. وجود چنين ساختاري براي توسعه اُپتيک فلزي يا پلاسمونيک در آينده ضروري است. http://pnu-club.com/imported/2010/09/2855.jpg تصاوير ميكروسكوپ الكتروني اين روكش‌ها كه در آنها نانوذرات نقره يكپارچه شده در ماتريس بعنوان نقاط سياه نشان داده شده‌اند. پلاريتون‌هاي پلاسمون سطحي (SPPها) از طريق پديده‌اي به نام انتقال اُپتيکي بهبوديافته (EOT) به عبور نور از حفرات کوچک روي فيلم‌هاي فلزي کمک مي‌کنند. SPPها امواج دانسيته الکتروني کوپل‌شده با نور هستند که در سطح تماس ميان فلز با ماده دي‌الکتريک گسترده شده و ميدان‌هاي الکترومغناطيسي آنها تا صدها نانومتر از سطح فلز بسط مي‌يابد. اين برانگيختگي‌ها براي هدايت و دستکاري نور در ابزارهاي فتونيکي يکپارچه که داراي قطعات کوچک‌تر از طول موج نور هستند، ضروري است.
بسياري از کارهايي که تاکنون در زمينه توليد اين ابزارها صورت گرفته است، روي کنترل SPPها از طريق تنظيم ساختار دوبعدي آرايه‌اي از حفرات تمرکز داشته‌اند. اما نمي‌توان با اين روش پلاسمون‌هاي سطحي موضعي (LSPها) را که شبيه SPPها بوده، اما محدود به فواصل کوچک‌تر هستند، تنظيم کرد. تري اودوم که رهبري گروه تحقيقاتي دانشگاه نورث‌وسترن را بر عهده داشته است مي‌گويد برانگيختن LSPها علاوه بر SPPها در آرايه‌اي از حفرات بسيار مهم است، زيرا شدت ميدان‌هاي الکتريکي ايجاد شده توسط آنها بسيار بزرگ‌تر از ميدان‌هاي ايجاد شده توسط SPPهاست. اما اينکه چگونه بتوان از LSPها در انتقال اُپتيکي بهبوديافته بهره برد، هنوز يک راز است.
آرايه سه‌بعدي از حفرات
اين محققان کشف کرده‌اند که تحت شرايط خاص و روي يک بستر يکسان، LSPها بيشتر از SPPها در EOT مشارکت مي‌کنند، به شرطي که آرايه‌اي سه‌بعدي از حفرات مورد استفاده قرار بگيرد. به‌علاوه، انتقال اُپتيکي از آرايه سه‌بعدي از حفرات بسيار بالاتر از اين انتقال از آرايه‌هاي دوبعدي صفحه‌اي است. اودوم مي‌گويد: «اين نتايج اثر مهمي در طراحي نسل بعدي پلاسمونيک‌ها خواهد داشت».
ايجاد ساختارهاي سه‌بعدي در مقياس نانو کار راحتي نيست. با اين حال اودوم و همکارانش روش جديدي براي توليد آرايه سه‌بعدي از حفرات در مقياس ويفر يافته‌اند که از ترکيبي از قالب‌گيري، جداکردن قالب، و «رسوب‌دهي با زاويه حاده» بهره مي‌برد. همچنين مي‌توان به راحتي مشخصات نمونه‌هاي بزرگ توليد شده را با روش‌هايي همچون طيف انتقالي اُپتيکي تعيين کرد.
اودوم مي‌افزايد: «يکي ديگر از ويژگي‌هاي جالب اين آرايه‌هاي سه‌بعدي اين است که مي‌توانند هر دو نوع پلاسمون LSP و SPP را پشتيباني کنند. مي‌توانيم با تنظيم ساختار سه‌بعدي آنها تعيين کنيم که کدام يک از اين پلاسمون‌ها را مي‌خواهيم».
به نقل از : nano.ir
منبع :3D nanohole arrays for future plasmonic devices - nanotechweb.org
جداسازي نانوذرات با استفاده از نانوسيالات
يک آچار يا يک پيچ‌گوشتي با اندازه مشخص براي انجام برخي کارها مفيد است، اما اگر بخواهيد کارهاي پيچيده‌اي انجام دهيد، به مجموعه‌اي از ابزارها با اندازه‌هاي متفاوت نياز خواهيد داشت. بر همين اساس محققان موسسه ملي استاندارد و فناوري (NIST) يک ابزار نانوسيالي توليد کرده‌اند که همانند يک ابزار چندکاره کوچک براي کار با نانوذرات عمل ميکند. http://pnu-club.com/imported/2010/09/2856.jpg تصاوير ميكروسكوپ الكتروني اين روكش‌ها كه در آنها نانوذرات نقره يكپارچه شده در ماتريس بعنوان نقاط سياه نشان داده شده‌اند. اين ابزار از يک محفظه با 30 راه‌پله آبشاري متشکل از کانال‌هاي نانوسيالي ساخته شده است که عمق آنها از 80 نانومتر در بالا تا 620 نانومتر (کمي کوچک‌تر از اندازه متوسط يک باکتري) در پايين متغير است. هر يک از پله‌هاي اين راه‌پله ابزار ديگري با اندازه متفاوت براي دستکاري نانوذرات هستند.
اين محققان نشان داده‌اند که اين ابزار مي‌تواند مخلوطي از نانوذرات کروي با اندازه‌هاي مختلف (از 80 تا 250 نانومتر) را که در يک محلول پخش شده‌اند، بر اساس اندازه‌شان از يکديگر جدا کرده و قطر آنها را اندازه بگيرد. آنها از الکتروفورز براي حرکت دادن نانوذرات از انتهاي عميق محفظه به سمت کانال‌هاي کم‌عمق‌تر استفاده کردند. اين نانوذرات با مولکول‌ها رنگي فلورسانس نشان‌دار شده بودند تا حرکت آنها توسط يک ميکروسکوپ قابل ردگيري باشد.
همانگونه که انتظار مي رفت، ذرات بزرگ‌تر زماني که به پله‌هاي با عمق برابر با قطرشان رسيدند (حدود 220 نانومتر) متوقف گرديدند. ذرات کوچک‌تر نيز تا جايي پيش رفتند که به پله‌هاي به عمق حدود 110 نانومتر رسيدند. چون ذرات به‌صورت نقاط فلورسانس قابل مشاهده بودند، موقعيت هر ذره درون محفظه را مي‌توان نسبت به عمق کانال در آن نقطه به صورت يک نقشه رسم کرد. اين امر امکان اندازه‌گيري توزيع ذرات و اثبات کارايي اين ابزار را هم به عنوان يک جداکننده و هم به‌عنوان ماده مرجع براي محققان ايجاد ميکند. در صورتي که اين ابزار وارد يک ميکروتراشه شود، مي‌تواند امکان جداسازي مخلوطي از نانوذرات پيچيده را بدون نياز به مشاهده آنها فراهم نمايد. اين راهکار سريع‌تر و اقتصادي‌تر از روش‌هاي معمولي است که براي تهيه نمونه و تعيين مشخصات نانوذرات به‌کار مي‌روند.
برنامه بعدي اين گروه توليد ابزارهاي نانوسيالي بهينه‌شده براي جداسازي‌هاي مختلف است. مي‌توان تفکيک‌پذيري اين ابزارها را براي محدود مشخصي از اندازه ذرات تنظيم کرد؛ همچنين مي‌توان اين ابزارها را به‌گونه‌اي طراحي کرد که نسبت به نوع ماده حساس باشند (بر اساس شيمي سطح ذرات و کانال‌ها). اين پژوهشگران همچنين علاقه‌مند به اثبات کارايي روش خود در جداسازي ذراتي با اندازه يکسان وشکل‌هاي مختلف هستند.
جزئيات اين کار در مجله Lab on a Chip منتشر شده است.
به نقل از : nano.ir
منبع : Nanofluidic 'multi-tool' separates and sizes nanoparticles
روکش‌هاي ضد باکتري سازگار با بافت بدن
محققان سوئيسي شرح داده‌اند که چگونه آنها مي‌توانند شرايط فرآيند را براي تحت تأثير دادن خواص روکش‌هاي پليمري پلاسمايي حاوي نانوذرات نقره تنظيم کنند. اين روکش‌هاي ضدباکتري مي‌توانند در سرتاسر يک فرآيند پلاسمايي تک‌مرحله‌اي توليد شوند. اين روکش‌هاي حاوي نانوذرات نقره در حالي که هيچ اثر منفي روي بافت بدن انسان ندارند، مي‌توانند باکتري‌ها را بکشند. http://pnu-club.com/imported/2010/09/2857.jpg تصاوير ميكروسكوپ الكتروني اين روكش‌ها كه در آنها نانوذرات نقره يكپارچه شده در ماتريس بعنوان نقاط سياه نشان داده شده‌اند. يون‌هاي نقره در کشتن باکتري‌ها خيلي مؤثر هستند، اما غلظت‌هاي بالاي اين يون‌ها نيز ممکن است که به بافت‌ها و سلول‌هاي بدن آسيب برسانند. اکنون دانشمنداني از Empa با ساخت پليمرهاي نانوساختار جديدي که نانوذرات نقره در آنها يکپارچه شده‌اند، راه حلي براي حل اين مشكل ارائه کرده‌اند. اين دانشمندان شرح مي‌دهند که چگونه تغيير شرايط پلاسمايي در مدت ترسيب، ساختار اين فيلم و رها‌سازي يون نقره درج شده در آن را که خواص ضدباکتري آن را تعيين ميکند، را تحت تأثير قرار مي‌دهد.
اين گروه از يک راکتور پلاسماي فرکانس راديويي (RF) استفاده کرد که در آن مي‌توان روکش‌هاي هيدروکربني را روي بسترهاي مختلف ترسيب دهد. در اين راكتور به منظور بدست آوردن يك ماتريس پليمري پلاسمايي داراي اتصالات عرضيِ حاوي گروه‌هاي عاملي كه براي رشد سلولي مورد نياز هستند، يک گاز هيدروکربني از قبيل اتيلن (C2H4) با يک گاز واکنش دهنده از قبيل دي اکسيد کربن (CO2) مخلوط مي‌شود. انرژي الکتريکي مورد نياز براي انجام اين فرآيند به‌وسيلة الکترودها تأمين مي‌شود.
به منظور يکپارچه کردن با دوام ذرات نقره در اين لايه اين محققان پارامترهاي مختلف فرآيند از قبيل نسبت دو گاز و توان پلاسما را تغيير دادند. آنها کشف کردند که افزايش نسبت CO2 به C2H4 منجر به افزايش مقدار نقره يکپارچه شده در اين روکش، کوچک‌تر شدن اندازه نانوذرات نقره و يکنواخت‌تر شدن توزيع اين نانوذرات مي‌شود. همچنين افزايش توان ورودي باعث يکپارچه‌سازي بادوام‌تر نقره و در همان حال افزايش اندازه ذرات نقره مي‌شود.
در نهايت اين محققان مقادير يون‌هاي نقره رها شده از روکش‌هاي گوناگون در دوره‌هاي زماني مختلف را بررسي کردند. نتايج بدست آمده براي ارزيابي خواص ضدباکتري و ضدسلولي اين روکش‌ها استفاده شدند. با توجه به اين نتايج مي‌توان گستره‌اي از اين روکش‌هاي نانوکامپوزيتي نقره را تعيين کرد که خواص ضدباکتري دارند و در همان حال به بافت‌ها و سلول‌هاي بدن آسيب نمي‌رسانند.
نتايج اين تحقيق در مجله ي Plasma Processes and Polymers منتشر شده است.
به نقل از : nano.ir
منبع :Empa - MM-Plasmapolymer - Empa researchers design therapeutic coatings of silver
روش جديدي براي ايجاد يک گپ در گرافن
محققان در آلمان و سوئيس راه جديدي براي ساخت روبان‌هاي گرافني بي‌نهايت باريک با باندگپ‌هاي الکترونيکي و پهناهاي ويژه، توسعه داده‌اند. اين روبان‌ها همچنين لبه‌هاي صافي دارند. لبه‌هاي صاف براي ساخت افزاره‌هاي گرافني الکترونيکي ضروري هستند. http://pnu-club.com/imported/2010/09/2858.jpg مدل ساختاري (چپ) و تصوير سه بعدي ميكروسكوپ تونل‌زن پيمايشگر از يك نانوروبان گرافني زيگزاگي شكل. گرافن بواسطه خواص الکتريکي بي‌نظيرش ممکن است در آينده جايگزين سيليکون شود. اگرچه گرافن برخلاف سيليکون نيمه‌رسانا، بين باندهاي هدايت و ظرفيتش گپي (فاصله‌اي) ندارد. چنين باندگپي براي کاربردهاي الکترونکي ضروري است، زيرا به يک ماده اجازه مي‌دهد که جريان الکترون‌ها را قطع و وصل کند. يكي از راه‌هاي ايجاد يک باندگپ در گرافن، ساخت روبان‌هاي بي‌نهايت باريک از اين ماده است.
تاکنون اين نانوروبان‌هاي گرافني با استفاده از روش‌هاي بالا به پاييني از قبيل بريدن اين روبان‌ها از صفحات گرافني بزرگ‌تر يا بازکردن نانولوله‌هاي کربني، ساخته مي‌شدند. اين روش‌ها روبان‌هايي توليد مي‌کنند که تقريباً پهن هستند (عرضي بيش از 10 نانومتر دارند) و لبه‌هاي ناصافي دارند.
اين روش جديدي که به وسيله‌ي گروهي به رهبري رومن فاسل از آزمايشگاه‌هاي فدرال سوئيس براي علوم و فناوري مواد (E MPA و کلاوس مولن از مؤسسه ماکس پلانک توسعه داده شده است، يک فرايند ساده‌ي شيميايي پايين به بالاي مبتني بر سطح است. اين فرآيند شامل ابتدا قراردادن مونومرهاي bianthryl حاوي هالوژن جانشين‌شده‌اي که به‌طور ويژه طراحي شده‌اند، روي سطوح طلا و نقره تحت خلاء بالا، است. در مرحله بعد اين مونومرها براي تشکيل زنجيرهاي پلي‌فنيلن به هم متصل مي‌شوند.
اين دانشمندان سپس با گرم کردن اين مجموعه، اتم‌هاي هيدروژن را از اين پليمرها حذف کردند. اين عمليات گرمايي سبب مي‌شود که اين زنجيرهاي پليمري براي تشکيل روبان‌هاي گرافني آروماتيکي و مسطحي که ضخامتي برابر فقط يک اتم، پهنايي برابر يک نانومتر و طولي برابر 50 نانومتر دارند، به هم متصل شوند. اين روبان‌ها براي داشتن باندگپ الکترونيکي و بنابراين خواص سويچينگ، به اندازه کافي باريک هستند. بعلاوه لبه‌هاي اين روبان‌هاي گرافني نرم و به شکل دسته‌صندلي مي‌باشند و شکل خود روبان‌هاي بسته به مونومرهايي که براي ساخت‌شان استفاده مي‌شوند، مستقيم يا زيگزاگي است. اين لبه‌هاي نرم براي مطالعه فيزيک آزمايشگاهي بنيادي، براي مثال مشاهده چگونگي تغيير خواص مغناطيسي اين روبان‌ها با ساختارهاي لبه‌اي مختلف، مهم خواهند بود. تاکنون روش‌هاي قبلي نانوروبان‌هاي گرافني مي‌ساختند که لبه‌هاي ناصافي داشتند.
اين محققان نتايج خود را در مجله ي Nature منتشر کرده‌اند.
به نقل از : nano.ir
منبع :New technique opens a gap in graphene - physicsworld.com
مطالعه پروتئينهاي سرطاني با نانوپليمرها
محققان دانشگاه پردو موفق به ساخت پروتئينهاي خاصي شده‌اند که در مطالعه روش تشکيل سلول‌هاي سرطاني مورد نياز هستند. دابلو اندي تااو، استاديار بيوشيمي بيان داشت که اين پروتئينهاي خاص فسفوپروتئين‌ها ناميده مي‌شوند که مي‌توانند مورد تحليل قرار گرفته و بر اين اساس راه‌هايي را براي ممانعت از فرايندهايي منجر به سرطان بيابيم. اما ابتدا بايد اين پروتئين‌ها را از دريايي از هزاران پروتئين به‌دام انداخت.
تااو توانست تا به‌روش به اسارت گرفتن، خانواده يون فلزي مبتني بر پليمر را توسعه دهد و به ثبت برساند و اين نانوپليمر مصنوعي پروتئينهاي و پپتيدهي که داراي فرايندي به نام فسفوريلاسيون هستند و در سرطان بسيار يافت مي‌شوند را جدا کند. تکنيک به ثبت رسيده به تااو امکان مي‌دهد تا اين پروتئين‌ها را استخراج نمايد. کسب اطلاعات اين پروتئين‌ها براي مطالعه نحوه مبارزه با فرايندهايي که سبب سرطان مي‌شوند با اهميت است.
تااو ابراز مي‌دارد که واقعا مي‌خواهيد اين پروتئينهاي خاص را بگيريد، اما انواع مختلفي از پروتئين‌ها در اطراف شما وجود دارند. يافته‌هاي تااو در آخرين شماره مجله پروتئوميکس مولکولي و سلولي با عنوان "پروتئينهاي هدف هزاران بار کمتر از ساير پروتئين‌ها هستند. مطالعه آنها بدون اينکه آنها را به‌دام بياندازيم مشکل است" منتشر شده است.
سلول‌هاي طبيعي رشد مي‌کنند و درنهايت مي‌ميرند اما سلول‌هاي سرطاني به رشد خود ادامه مي‌دهند و نمي‌ميرند. تااو مي‌گويد: تصور مي‌شود که فسفوريلاسيون -که در آن نوعي از آنزيم به‌نام کيناز به يک پروتئين روي يک سلول متصل است- مسئول ايجاد سلول هاي سرطاني باشد.
نانوپليمر تااو محلول در آب است و داراي يون هاي تيتانيوم بر روي سطح خود است که با پروتئين‌ها و پپتيدهاي فسفوريلازه موجود در محلول پيوند برقرار ميکند. اين پليمر همچنين دراي يک گروه شيميايي است که مجدد فعال مي‌شود و به اجزاي کوچک‌تر متصل مي‌شود که به تااو امکان استخراج پليمرها را مي‌دهد.
تااو مي گويد: به محض اينکه نانوپليمر را در محلول قرار داديد بايد آنها را استخراج کنيد به‌طوري که ما يک دسته روي پليمر مي‌گذاريم که مي‌توانيم آن را بگيريم و از محلول خارج کنيم.
در تست‌هاي آزمايشگاهي، نانوپليمر تااو و تکنيک استخراج دو بار پروتئين‌هايي به‌وسيله آنزيم موجود در سلول‌هاي لوسمي فسفوريلازه مي‌شوند اما در سلول‌هاي سرطان سينه متاستازيک وجود ندارند را جدا کرد.
اکنون تااو به‌دنبال فرصتي است تا از پليمر و تکنيک خود در سطح وسيع‌تري استفاده کند تا به توسعه داروهاي جديد سرطان کمک کند. او گفت: اين تکنيک مفيد است و مي‌توان از آن در ابعاد وسيع براي تحقيقات سرطان و بيماري‌هاي عفوني استفاده کرد.
به نقل از : nano.ir
منبع :Synthetic nanopolymer makes it easier to study cancer ptoteins
استفاده از نانوذرات براي انهدام تومورها
کاربرد فناوري نانو در زمينه دارورساني در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته است. در تحقيقات سرطان، فناوري نانو اميد تازه‌اي را براي دارورساني هدفمند به سلول‌هاي سرطاني ايجاد کرده است. http://pnu-club.com/imported/2010/09/2859.jpg شکل فوق نماي پشتي يک موش که تجمع نانوذرات تزريق شده به تومور را بعد از گذشت 4 ساعت از زمان تزريق وريدي نشان مي دهد. بخش روش مکان تومور را نشان مي دهد. اين نوع روش درماني پيشرفتي در روش شيمي درماني رايج محسوب مي‌شود که در روش مرسوم دارو ضدسرطان به‌صورت عمومي در بدن توزيع مي‌شود که سبب مي‌گردد دارو علاوه بر حمله به سلول‌هاي سرطاني به سلول‌هاي سالم بدن نيز آسيب رسانده و مسبب ايجاد عوارض جانبي بسياري شود.
با انجام مطالعات وسيع بر روي موش‌ها، دانشمندان دانشگاه كاليفرنيا توانسته‌اند تا يک گام به اين هدف نزديک‌تر شوند. در مقاله منتشر شده در 8 جولاي در مجله Small، محققان موسسه نانوسيستم‌هاي دانشگاه كاليفرنيا و مرکز سرطان جانسون ثابت کردند که نانوذرات سيليکا مش دار(MSNs) – ذرات بسيار کوچک با هزاران سوراخ – مي‌توانند در محيط آزمايشگاه، داروهاي شيمي درماني را ذخيره و به سلول‌هاي سرطاني موش‌ها تحويل دهند.
محققان همچنين نشان دادند که MSNs مي‌توانند پس از تزريق در تومورها جمع شده و نانوذرات پس از تحويل داورهاي شيمي درماني از بدن دفع شوند.
در اين مطالعه، محققان دريافتند که MSNs در جريان خون حرکت ميکند و پس از گذشته زمان در تومورها جمع مي‌شود. لذا بر اساس گفته محققان، مي‌توان از آنها براي حمل دارو به تومورها استفاده کرد.
درمان موش ها با کمک حمل کمپتوتسين توسط MSNs به تومورها سبب جمع شدگي تومورهاي حاوي MSNs شد. در پايان دوره درمان، تومور موش‌ها اساسا از بين رفت و سميت طولاني مدت MSNs براي موش ها قابل اغماض بود. موش‌هاي داراي سرطان سينه در اين مطالعه شرکت داده شدند اما محققان اخيرا به نتايج مشابهي براي موش‌هاي مبتلا به سرطان کبد دست يافته‌اند.
تامانوآ مي گويد: نتايج مطالعه ما براي اولين بار نشان داد که MSNs براي حمل داروي ضدسرطان مناسب است و به شکلي بارز در انهدام تومور نقش دارد. لو بيان مي‌دارد که دو ويژگي بارز اين نانوذرات با اهميت است، يکي توانايي آنها در تجمع در تومورها و ديگر اينکه بيشتر نانوذراتي که به موش‌ها تزريق شدند از طريق ادرار و مدفوع ظرف چهار روز از بدن دفع شدند. نتايج ديگر اين تحقيق نيز بسيار جالب است و بيان ميکند که MSNs سميت پاييني در آزمايشات زيست سازگاري داشته است.
محققان در مرکز نانوماشين براي تحويل هدفمند و بسته به تقاضا MSNs را به‌گونه اي تغيير دادند که نانوذرات بتوانند با نانوماشين ها تجهيز شوند. براي مثال، نانودريچه‌هايي به آنها در محل درب سوراخ‌ها متصل مي‌شود تا آزادسازي داروهاي ضدسرطان را کنترل کنند. علاوه بر اين، داخل حفرات به‌گونه‌اي تغيير داده شدند که داروهاي ضدسرطان در هنگام آزاد سازي نور کمي ايجاد کنند.
زينک مي گويد: مي توانيم هم خود ذرات و هم اتصالات به نانوذرات را به روش‌هاي مختلفي تغيير دهيم که سبب مي‌شود تا اين ماده براي ماشين‌هاي حمل دارو مناسب باشند.
اين تيم تحقيق هم اکنون در حال برنامه ريزي براي تحقيق آينده است که در آن MSNs در سيستم‌هاي مدل حيواني تست مي شود تا امنيت استفاده از MSNs کاملا بررسي شود.
تامانوآ بيان مي‌دارد که قبل رسيدن MSNs به کاربرد کلينيکي لازم است تا در خصوص دوزهاي عملي داروهاي ضدسرطان که کافي و مناسب باشند تحقيق شود.
اين تحقيق با حمايت موسسات ملي بهداشت و بنياد ملي علوم انجام شد. علاوه بر اين، NanoPacific Holdings Inc در بخش انجام آزمايشات حيواني از اين تحقيق حمايت کرد.
به نقل از : nano.ir
منبع:Nanoparticles shrink tumors in mice
بازار جهاني نانوزيست فناوري
موسسه ريپورت لينکر (Reportlink ER به‌تازگي گزارشي با عنوان «نانوزيست فناوري- کاربردها، بازارها و شرکت‌ها» منتشرکرده است.
نانوزيست‌فناوري ترکيبي از علوم فيزيک، مهندسي ملکولي، زيست‌شناسي، شيمي و زيست فناوري است که منجر به توسعه‌هاي شگرفي در داروسازي و سلامت خواهد شد.
گزارش مذکور با مقدمه‌اي بر تکنيک‌ها و مواد مختلف مربوط به نانوزيست فناوري آغاز مي‌شود. بر اساس اين گزارش، استفاده از نانوزيست‌فناوري در صنايع داروسازي و زيست‌شناسي هر روز در حال افزايش است. فناوري‌نانو در تمام مراحل توسعه داروه‌ها از فرموله کردن دارورساني بهينه تا کاربردهاي تشخيصي در آزمايش‌هاي کلينيکي استفاده مي‌شود. مهمترين کاربرد داروسازي فناوري‌نانو، در زمينه دارورساني است.
در حال حاضر با توسعه تشخيص‌هاي مبتني بر نانو و دارورساني تسهيل شده توسط نانوزيست فناوري، نانوپزشکي در حال تبديل شدن به واقعيت است.
ادوات کوچکي مانند نانو ربات‌ها مي‌توانند در تشخيص‌هاي منسجم و درمان‌هاي مختلف استفاده شوند. همچنين فناوري‌نانو منجر به بهبود چشمگير پيوندها و رويکردهاي مهندسي بافت خواهد شد.
در قالب اين گزارش، بازارهاي آتي نانوزيست فناوري با اتکا بر بازارهاي سابق در حوزه‌هاي کاربردي مختلف و سهم اين بازارها به وسيله فناوري‌هاي جديد محاسبه شده و وضعيت توسعه آنها در سال‌هاي آتي مشخص شده است.
موارد فوق‌الذکر با اتکا بر بررسي جامع و کامل وضعيت فعلي نانوزيست‌فناوري، فعاليت‌هاي تحقيقاتي در حال انجام و پيشرفت‌هاي پيش‌بيني شده، تجزيه و تحليل شده‌اند.
در نهايت در اين گزارش پيش‌بيني‌هاي بازار را بر اساس حوزه‌هاي کاربردي، فناوري‌ها و توسعه جغرافيايي آنها از سال 2009 ارائه کرده است. برآورد مي‌شود بيشترين ميزان توسعه اين حوزه بين سال‌هاي 2014تا 2019 صورت گيرد.
براي دريافت متن کامل اين گزارش به قيمت 3600 يورو اينجا را کليک کنيد.
به نقل از : nano.ir
منبع :New Market Research Report on Nanobiotechnology
تشخيص سرطان با کمک نقاط کوانتومي
محققان اموري و جورجيا تک اعلام کرده‌اند که نانوذرات فلورسنت قابل تنظيم که نقاط کوانتومي ناميده مي‌شوند ابزارهايي ايده‌آل براي تشخيص سلول‌هاي سرطاني در نمونه برداري‌هاي بافتي هستند.
در مقاله‌اي که در 15 جولاي با عنوان "آشکارسازي و بيان خصوصيت سلول‌هاي تومور نادر در لنفوماي هاج کين با کمک نقاط کوانتومي" منتشر شد نحوه اتصال آنتي بادي‌ها به نقاط کوانتومي چندرنگ براي تشخيص سلول‌هاي ريد – استرنبرگ لنفوماي هاج کينک شرح داده مي‌شود. نويسنده مقاله، شومينگ ني از دپارتمان کولتر مهندسي زيست‌پزشکي در دانشگاه جورجيا تک و اموري بيان مي‌دارد که روش رنگ کردن نقاط کوانتومي سبب مي‌شود تا به سرعت بتوان سلول‌هاي سرطاني را در نمونه بافت هتروژنژ شناسايي کرد. اين روش را مي‌توان براي شناسايي سلول‌هاي سرطاني ساقه مغز، ماکروفاژ هاي همراه تومور و ساير انواع سلول‌هاي سرطاني علاوه بر لنفوماي هاج کينگ به‌کار برد.
http://pnu-club.com/imported/2010/09/2860.jpg سلول‌هاي سرطاني ريد – استرنبرگ به‌صورت حاشيه قرمز، آبي ، سفيد و سبز نشان داده شده‌اند نقاط کوانتومي کريستال‌هاي نيمه هادي در ابعاد نانومتر هستند که خصوصيات شيميايي و فيزيکي منحصر‌به‌فردي دارند که اين خصوصيات وابسته به اندازه و شدت فشردگي ساختار آنها است. اين نقاط مي‌توانند به‌صورت شيميايي با آنتي بادي‌هاي سطوح يا بخش‌هاي داخلي سلول‌هاي سرطاني پيوند برقرار کنند.
نويسندگان مقاله از چهار رنگ سفيد، قرمز، سبز و آبي براي تشخيص انواع مختلف پروتئين در نمونه‌هايي که از غدد لنفاوي تهيه شده بود استفاده کردند. هدف، تشخيص شش مورد لنفوماي هاج کينگ از دو نوع ديگر لنفوما بود که نمونه‌ها از دو بيمار مبتلا تهيه شدند. سلول‌هاي ريد – استرنبرگ ظاهري ويژه دارند اما در بافت غدد لنفاوي آنها معمولا توسط گلبول‌هاي سفيد احاطه شده‌اند. نويسندگان شرح مي‌دهند که يافتن آنها مانند يافتن سوزن در انبار کاه است.
اندرو يانگ، استاد پاتولوژي در دانشگاه اموري و رئيس آزمايشگاه‌ها در سيستم سلامت گردي مي‌گويد: اميدواريم اين روش به يافتن درمان براي يک بيمار سرطاني کمک کند و بتوان از آن براي شناسايي انواع سلول‌هاي سرطاني استفاده کرد. يانگ مي‌گويد: قابل اعتمادترين روش شناسايي سلول يافتن بيش از يک پروتئين است. با روش‌هاي استاندارد در بيشتر آزمايشگاه هاي پاتولوژي، سلول‌هاي رنگ شده داراي چهار نوع آنتي بادي مختلف نياز به چهار اسلايد جداگانه دارند که اين در زماني که نمونه خيلي کوچک باشد خود يک معضل است. امروزه تشخيص نمونه‌هاي کوچک معمول است زيرا آنها بار را روي بيمار به حداقل مي‌رسانند. علاوه بر اين، تصاوير گرفته شده از اسلايدهاي جداگانه دقيقا همان سلول‌ها را نشان نمي‌دهند. نقاط کوانتوم امکان مي‌دهند تا برش‌هاي چندتايي داشته باشيم تا با چهار رنگ آنها را رنگ کنيم.
لنفوماي هاج کينگ معمولا با شيمي درماني و پرتودرماني درمان مي‌شود و در بين انواع لنفوماي بزرگسالان رايج است و شانس درمان آن بالاست. يانگ بيان مي‌دارد که تکنيک نقاط کوانتومي مي‌تواند براي تشخيص ساير انواع سرطان‌ها هم مفيد باشد و علاوه بر شناسايي مي‌توان با روش‌هاي هدف گيري روش‌هاي درماني طراحي گردد.
به نقل از : nano.ir
منبع: Multicolor quantum dots aid in cancer biopsy diagnosis
بهبود کارايي پيلهاي خورشيدي با استفاده از نقاط کوانتومي
محققان آزمايشگاه ملي انرژي‌هاي تجديدپذير در کلرادو و دانشگاه کلرادو دريافته‌اند که توليد اکسيتون‌هاي چندگانه در نقاط کوانتومي سلنيد سرب راحت‌تر از توليد اين اکسيتون‌ها در سلنيد سرب توده‌اي است. اين يافته مي‌تواند در بهبود بهره تبديل انرژي خورشيدي در ابزارهاي فتوولتائيک مفيد باشد.
يک فوتون منفرد با انرژي بالا که به يک ابزار فتوولتائيک برخورد ميکند، مي‌تواند چندين اکسيتون (زوج الکترون-حفره) با انرژي پايين توليد کند. اين پديده در سامانه‌هاي با محدوديت کوانتومي (مثل نقاط کوانتومي) اتفاق مي‌افتد. پديده مشابهي که در نيمه‌رساناهاي توده‌اي اتفاق مي‌افتد، يونيزاسيون برخوردي ناميده شده و از آن براي افزايش کارايي «فتوديودهاي بهمني» استفاده مي‌شود. با اين حال يونيزاسيون برخوردي آنقدر موثر نيست که بتواند بهره تبديل انرژي را در ابزارهاي فتوولتائيک افزايش دهد.
آرت نوزيک از دانشگاه کلرادو مي‌گويد «حامل‌هاي داغ» در پيلهاي خورشيدي مي‌توانند اين مشکل را حل کنند. اين حامل‌ها الکترون‌ها و حفراتي هستند که در اثر برخورد فوتوني با مقدار انرژي بالاتر از شکاف باندي نيمه‌رسانا توليد مي‌شوند.
اتلاف انرژي
در نيمه رساناهاي توده‌اي اين حامل‌هاي داغ به سرعت و در عرض چند پيکوثانيه سرد شده و فونون‌ها (ارتعاشات شبکه بلور يا حرارت) را آزاد مي‌کنند. در حقيقت اين گرماي تلف شده پنجاه درصد انرژي اتلافي را در پيلهاي خورشيدي امروزي تشکيل مي‌دهد. اين مشکل از آنجا ناشي مي‌شود که تابش خورشيد شامل محدوده وسيعي از فوتون‌ها از 3/0 تا 3 الکترون‌ولت است و در نتيجه انرژي برخي از اين فوتون‌ها بيشتر از شکاف باندي بسياري از نيمه‌رساناهاست. اگر انرژي حامل‌هاي داغ قبل از تلف شدن به‌صورت گرما مورد استفاده قرار بگيرد، کارايي تبديل انرژي خورشيدي به الکتريکي تا حد بسيار زيادي افزايش مي‌يابد. گروه نوزيک بر اين باور است که نقاط کوانتومي مي‌توانند در اين زمينه مفيد باشند.
مت بيرد يکي از اعضاي اين گروه پژوهشي مي‌گويد: «نتايج ما نشان مي‌دهند که فرايند توليد اکسيتون‌هاي چندگانه (MEG) در نقاط کوانتومي نسبت به مواد توده‌اي بهتر صورت مي‌گيرد. اگر در مورد اين پديده بيشتر بدانيم، مي توانيم موادي طراحي کنيم که بهره تبديل انرژي خورشيدي در آنها بالا باشد».
مي‌توان نقاط کوانتومي را با روش‌هاي مختلفي درون پيلهاي خورشيدي استفاده کرد. گروه نوزيک از فيلم نازکي از نقاط کوانتومي نيمه‌رسانا به‌عنوان لايه فعال پيل خورشيدي استفاده کردند.
جزئيات اين کار در مجله Nano Letters منتشر شده است.
به نقل از : nano.ir
منبع:Multiple excitons could improve solar cells - nanotechweb.org
کاهش اندازه‌ي ذرات پلاتين و افزايش فعاليت کاتاليستي آن
وقتي که صحبت از کاتاليست‌هاي فلزي مي‌شود، فلز پلاتين به‌عنوان ماده‌ي مناسب در نظر مي‌آيد. از آنجا که هر اونس پلاتين با قيمت 2000 دلار گران‌تر از طلا داد و ستد مي‌شود، قيمت اين فلز به‌عنوان چالشي در توسعه‌ي پيلهاي خورشيدي به شمار مي‌رود. محققان گروه انرژي در آزمايشگاه ملي Lawrence در برکلي، راه حلي براي غلبه بر اين مشکل ارائه کرده اند.
محققان دريافتند که حضور منواکسيد کربن مي‌تواند منجر به ايجاد تک‌بلورهايي در سطوح پلاتين شود که از نظر ترموديناميکي بسيار پايدارند. در فشار بالا و در حضور منواکسيد کربن بلورهاي پلاتين به‌صورت خوشه‌اي پايدار نيستند. اين نانوخوشه‌ها به کمک منواکسيد کربن تبديل به تک‌بلورهايي مي‌شوند که بسيار پايدارند.
http://pnu-club.com/imported/2010/09/2861.jpg کانال هاي يون باز شدند و سبب گرم شدن نانوذرات بر اساس ميدان مغناطيسي شدند. Somorjai و همکارانش معتقدند که در فشار بالا تک‌بلورهاي پلاتين با جذب مولکول‌هاي منواکسيد کربن مي‌توانند به‌صورت پايدار وجود داشته باشند. آنها ثابت کردند که با استفاده از اين روش مي‌توان به محدوديت‌هاي رايج در علوم سطح فائق آمدند. در اين پروژه، اين گروه تحقيقاتي سطح پلاتين را با گاز منواکسيد کربن پوشش دادند، آنها سطح تک‌بلورهاي پلاتين را در فشار بالا آزمايش کردند که در نهايت نوارهايي به عرض 6 اتم روي سطح ايجاد شد و فاصله‌ي نوارها از هم نيز در حد چند اتم بود. چنين ساختارهايي در کاتاليست‌هاي فلزي رواج دارد که به‌عنوان سايت‌هاي فعال براي انجام واکنش به شمار مي‌روند؛ بنابراين تک‌بلورها با داشتن اين ساختار، خاصيت کاتاليستي خوبي خواهند داشت. فلز پلاتين يکي از اجزاي اصلي در فرايندهاي کاتاليستي صنعتي به‌شمار مي‌رود؛ فرايندهايي نظير Fischer-Tropsch در توليد هيدروکربن‌هاي مايع؛ اکسيداسيون در مبدل‌هاي کاتاليستي خودروها و پيلهاي سوختي.
زماني که منواکسيد کربن تقريباً تمام سطح را پوشاند، نوار موجود روي سطح شروع به پهن شدن ميکند که دليل اين امر افزايش نيروي دافعه‌ي موجود ميان مولکول‌هاست. اگر فشار به يک تور برسد، نوارها به شکل خوشه‌هاي نانومقياس درمي‌آيند. با زدودن منواکسيد کربن از سطح، نوارها به شکل اصلي خود بازمي‌گردند.
در صنعت از کاتاليست‌ها در فشار بسيار بالا و دماي کم استفاده مي‌شود. سالها بود که دانشمندان علاقه‌مند به بررسي ساختار کاتاليست‌ها در اين شرايط بودند. آنها نمي‌دانستند که ساختار و اتم‌هاي کاتاليست در چنين شرايط چه تغييري مي‌کنند. Somorjai و همکارانش مدت‌ها در جستجوي روشي براي مطالعه‌ي اين ساختارها بودند و اکنون از روش STM با فشار بالا و AP-XPS براي مطالعه‌ي ساختار کاتاليست‌ها در شرايط واقعي استفاده مي‌کنند. آنها از STM براي نمايش تشکيل نانوخوشه‌هاي پلاتين، و از AP-XPS براي نمايش تغيير در انرژي پيوندي الکترون‌ها در منواکسيد کربن استفاده کردند.
به نقل از : nano.ir
منبع:For platinum catalysts, smaller may be better
