به دنبال بحث هایی که در مورد تاثیرات موبایل بر سلامتی شده، دانشمندان دانشگاه Washington دریافتند که اشعه های التکرو مگنتیک که از طریق این موبایل ها ساطع می شود، پاسخ های استرسی را در سلولهای کشت داده شده ی موش و انسان سبب نمی شود.

پاسخ های استرسی مکانیسم های حفاظت کننده ای هستند که با وارد شدن گرما، فلزات سنگین و التهاب به سلول فعال می شوند. بالا رفتن سطح پاسخ های استرسی در سلول باعث تغییراتی همراه بدخیمی است.

دانشمندان آزمایشات بسیار حساس و دقیقی را بر سلولهایی که در معرض اشعه ای شبیه به آنچه از طریق موبایل ساطع می شود (البته ۵ تا ۱۰ بار بیشتر) قرار دارد، تهیه دیدند.

Andrei Laszlo یکی از محققین این طرح می گوید: ما هیچ نشانه ای که شامل بالا رفتن سطح این فاکتورها در سلول بعد از این تابش ها باشد مشاهده نکردیم.

دانشمندان معتقدند که تحقیقات قبلی در رابطه با تاثیر موبایل بر پاسخ های استرسی در سلول با تحقیقات فعلی دچار تناقض است که می تواند نتیجه ی آزمایشات شرطی ناقص باشد. به عنوان مثال، در گذشته پیش گیری از بوجود آمدن تغییرات دمایی که ناشی از تابش اشعه های ماکروویو است بسیار مشکل بود.

Laszlo و گروه تحقیقاتیش معتقدند که به دلیل آنکه گرما حاصل از تابش اشعه ها یکی از عوامل ایجاد پاسخ های استرسی سلولهایی که تحت تاثیر اثرات موبایل ها قرار گرفته اند، در نظر گرفته می شد، آنها سعی کردند هر گونه افزایش دما در سلولهای کشت داده شده در طی آزمایش را کاهش دهند.

به وسیله ی استفاده از وسایلی که به صورت پیوسته دما را نشان می دهد و آن را تنظیم می کند، آنها توانستند تغییرات دمایی را در حد مثبت و منفی ۰٫۳ تابث نگه دارند.

دانشمندان دستگاه متساطع کننده ی اشعه را که به بزرگی یک اتاق را تنظیم کردند که بتواند فرکانس امواج ماکروویو را در مورد (FDMA ( frequency domain multiple acess که انتقال دهنده ی سیگنال های آنالوگ موبایل و (CDMA (code domain multiple acess که انتقال دهنده ی سیگنال های دیجیتال موبایل استفاده می شود را منتشر کند.

اندازه ی بزرگ این دستگاه امکان انتشار اشعه به تعداد زیادی سلول را فراهم می کند که بتوانند مواد لازم اندازه گیری دقیق را جمع آوری کنند.

Laszlo گفت که آنها توانستند فیزیک و بیولوژی را به خوبی با هم تلفیق کنند.

برای آزمایش این که پاسخ های استرسی سلول در برابر این اشعه ها تحریک می شود یا نه، گروه تحقیقاتی به دنبال فعال شدن پروتئین heat shock factor) HSF) بودند. فعال شدن HSF اولین مرحله ی ضروری در مسیر پاسخ های استرسی است.

هیچ کدام از سلولها که تحت تاثیر اشعه هم در کوتاه مدت (۵ -۶۰ دقیقه) و هم در بلند مدت (۱-۷ روز) قرار گرفتند فعالیت HSF که نشان دهنده ی تحریک پاسخ استرسی در سلول باشد، مشاهده نشد.

Dr Joseph Rati و همکارانش امکان آسیب به DNA و ترانس فرماسیون سلول و تاثیر امواج ماکروویوی را در حیوانات آزمایش کردند. او می گوید: ما مکانیسم های تحریک پاسخ های استرسی را بررسی کردیم و در هر موردی، هیچ گونه اثر بیولوژیکی مبنی بر ابتلا به سرطان در اثر تاثیر امواج ماکروویوی مشاهده نشد.

توانایی سازمان دادن خواص ترابری اسکلتهای زیست سازگار با آینده مهندسی بافت و انتقال داروها بسیار مرتبط است. در این راستا تیمی از دانشگاه “‏Rice ‏” به رهبری “‏Jennifer L. West‏” الگوهای زیست فعال سه بعدی پیچیده‌ای را در هیدروژلها تولید کرده است که از لیتوگرافی جذبی یک یا دو فوتون اسفاده می‌کند. در مهندسی بافت عامل محدود کننده تولید شبکه ‏‎Microvascular‎‏ و ترجیحا شبکه معینی با ورودی ها و خروجی های مشخص و قابل استفاده است. محققان از هیدروژل های پلی اتیلن گلیکول دی آکریلات به عنوان اسکلتهایی که زیست سازگار بوده و در عین حال به جذب پروتئین مقاوم است، استفاده می‌کنند. پپتید فلورسانس ‏ACRL-PEG‏ یا محلولهای ‏PEGDA‏ با اوزان مولکولی پایین شامل ‏photoinitiator‏ هایی است. آکریلات به نواحی خاصی از ژل ملحق می‌شود که با نور ماورابنفش فلورسانس دارد و دانسیته لینک‌های متقاطع را تغییر می‌دهد. اگرچه پژوهشگران دریافته‌اند که ‏SPA‏ در الگوبندی سریع ژلها بسیار موثر است اما تولید خصوصیات کاملا یکسان در برش عرضی محوری محدودیتهایی دارد. برای غلبه بر این محدودیتهای ‏SPA‏ این گروه ‏TPA‏ فوتولیتوگرافی را با استفاده از همان سیستم هیدروژلی بررسی کردند. ابتدا الگوی مجازی بر روی ژل با استفاده از نرم افزار “‏Laser Scanning Microscope‏” تولید و طرح بوسیله تابش در ۷۲۰ نانومتر تولید شد. تغییرات نهایی در سطح کانونی می‌تواند برای تولید الگویی که ابعادی نامنظم دارد مورد استفاده قرار بگیرد. تغییر گرادیانت‌های بیومکانیکی مشخص شده که آرایش سلولی و تحرک آنها را تحت تاثیر قرار می‌دهد. که فرآیندی بسیار مهم در مراحل تکوین جنینی است. این مطلب در تحقیقی بر روی سلولهای ‏HT-1080‎‏ فیبرئسارکومای انسانی مورد مطالعه قرار گرفت. اطلاعات به‌دست آمده با میکروسکوپ ‏confocal‏ از یک کشت ۴ هفته‌ای نشان داد که سلولهای ‏HT-1080‎‏ بر روی نواحی الگو بافته ای از ژل مهاجرت می‌کند. این امر تاثیر گرادین‌های مختلف را بر روی آرایش سلولها نشان می‌دهد. برای تولید ساختارهای سه بعدی در هیدروژلها می‌توان از ‏two photon laser scanning lithography ‎‏ استفاده کرد. به این ترتیب سلولها تناه بر روی نواحی که دارای طرح است مهاجرت می‌کند.

محققان دانشگاه “‏Northwestern‏” و دانشگاه “‏Illinois‏” در “‏Urbana-Champaign‏” و “‏NanoInk‏” از طریق ساخت ۵۵۰۰۰ آرایه قلمی که می‌تواند بر روی سوبستراهای شیشه‌ای یا طلا با استفاد از جوهر ۱-اکتادکان تیول ‏‎(ODT)‎‏ طرح هایی را بسازد. آرایه ها شامل سگدستی از جنس ‏Si3N4‎‏ پوشش داده شده با طلا است که در یک انتها دارای نوکی تیز بوده به عنوان قلم به‌کار گرفته می‌شود تا الگوهای سطحی را در مقیاسی کلان ب‌طور موازی بسازد. آرایه ها مساحتی حدود ۱سانتی متر مربع را با سگدستی که ۹۰ میکرون در جهت محور ‏x‏ و ۲۰ میکرون در جهت محورy ‎‏ سازمان می‌یابد و نسبت به سر اسکنر میکروسکوپ نیروی اتمی به‌وسیله یک رزین اپوکسی در جای خود قرار می‌گیرد. بر خلاف تصویربرداری با میکروسکوپ‌های نیروی اتمی، ساختار سگدست خمیده بوده و ‏tip‏ دارای نوک بزرگی است، تا هر اختلافی در الگوی سطحی در طی اسکن مورد بررسی قرار بگیرد. “‏Chad A. Mirkin‏” از دانشگاه “‏Northwestern‏” می‌گوید روشی کشف کرده است که آرایه‌هایی می‌سازد که شامل بیش از ۱ میلیون سگدست است. این بخش آسان کار است. مشخص شده است که چگونه بر مشکلات ناشی از اختلاف که از دیر باز در لیتوگرافی ها موجود بوده غلبه شده است که اکنون نانوساختارهایی تولید شده که با استفاده از فنآوری مرسوم میکروسکوپ نیروی اتمی برای مساحتهای وسیع می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. تصاویر پیچیده تر از نقاط با استفاده از یک سیستم نرم افزاری قابل تولید است. ۵۵۰۰۰ نسخه ازتصویر توماس جفرسون در ۳۰ دقیقه با نگهداشتن پروب به مدت ۰٫۰۸ ثانیه در تماس با سوبسترا و گذر بین نقلط خاص با سرعت اسکنی معادل با ۶۰ میکرون بر ثانیه قابل تولید است.

محققان دانشگاه Delaware روشی را توصیف کرده است که شبکه‌ای از نانولوله‌های کربنی در یک ماده کامپوزیت کار گذاشته می‌شود تا ساختاری شبیه به سیستم عصبی را شکل دهد. همانند مواد پیزوالکتریک خواص الکتریکی نانولوله ها مربوط به خواص مکانیکی آنها است که آنها را برای استفاده به عنوان حسگر های مکانیکی غیر فعال ایده‌آل می‌کند. تغییر تنش به صورت تغییر مقاومت الکتریکی بیان می‌شود. این گروه نشان دادند که انتشار نانولوله ها با تراکم پایین می‌تواند به عنوان گزارشگر مقاومت الکتریکی یکپارچگی کامپوزیت‌های فیبری به‌کار گرفته شود. مطالعه بر رویمواد کامپوزیتی فیبرهای شیشه ای که در یک ماتریکس اپوکسی کارگذاشته شده است تمرکز دارد. بنا به اظهارات “‏Erik T. Thostenson‏ ” اندازه کوچک نانولوله‌ها در مقایسه با فیبرها یک مزیت است؛ که می‌تواند به فضای بین فیبرها نفوذ توزیع و یک شبکه رسانای نفوذ کننده ایجاد کند. یک روش غلتک‌زنی که بسیار ظریف کنترل می‌شود توزیع یکنواخت نانولوله‌ها را در ماتریکس اپوکسی تضمین می‌کند. بنابراین رسانایی کامپوزیت‌ها با به‌کارگیری حداقل نانولوله‌ها یعنی ۵۰% وزنی قابل دست‌یابی است. سپس فیبر شیشه‌ای/ کامپوزیت‌های چند لایه‌ای ساخته شد که در لایه‌های اپوکسی نانولوله‌های چند دیواره‌ای منتشر بوده و هرکدام از این لایه‌های اپوکسی بین دو لایه از فیبرهای شیشه‌ای با ساختار غیر بافتی قرار داشت. به‌کارگیری بار قابل انبساط در یک نمونه ۵ لایه یک جهته (که در آن سه لایه متناوب شیشه‌ای موازی با بار قرار گرفته‌اند) یک ارتباط خطی بین بار و مقاومت الکتریکی نمونه برقرار می‌کند. اگر لایه مرکزی را برای تا زدن ببریم افزایش پله ای مقاومت الکتریکی به دنبال بارگذاری در زمانی که لایه لایه شدن شروع و ادامه می‌یابد، دیده می‌شود. در یک نمونه واجد لایه‌های متقاطع که در آن جهت‌گیری لایه شیشه‌ای میانی عمود بر سر و ته لایه و جهت بار است، روشن شده است که مکانیسم شکست در لایه اوتوگونال ‏micro cracking‏ است. در نمونه مورد مطالعه گروه دانشگاه “‏Delaware‏” جهش مرحله ای در مقاومت الکتریکی وقتی ریزترک ها نیز شکل می‌گیرد‏، دیده می‌شود. حذف بار قابل انبساط و تکرار آزمایش شیب تغییر مقاومت با تنش بطور قابل توجهی بالاتر است. این به این معنا است که از نانولوله ها می‌توان جهت بررسی مستقیم سلامت ساختاری مواد کامپوزیت بهره جست. خمش غیر مسطح تعدادی از نمونه های متورق اثر نوسانات مقاومت الکتریکی در نقطه شکست فیبر را نشان می‌دهد که با رفتار مرحله‌ای در بارهای بالاتر دنبال می‌شود تا به نقطه تورق برسد. “‏Thostenson‏” بیان می‌دارد که او از حساسیت تکنیک نسبت به آستانه آسیب و توانایی تشخیص ماهیت آسیب شگفت‌زده شده است دو ویژگی که این تحقیق را برای صنعت قابل توجه می‌سازد.

نانو لوله های کربنی از زمان کشف تا به امروز مشکلات بسیاری را حل کرده و در عین حال خود مسایلی را به ‌وجود آورده است. اما به ‌منظور استفاده بهینه از ویژگی‌های برجسته نانولوله‌ ها در بسیاری از کاربری‌ها، امکان اعمال تغییرات در قطر نانولوله ها یا خواص الکتریکی آنها کم است. در تحقیقی جدید با یک روش مقایسه‌ای امکان دسته بندی نانولوله ها بر اساس قطر، بند گپ، و خاصیت فلزی – نیمه رسانایی با دقتی بی سابقه توصیف شده است. در سال ۲۰۰۵ گروهی به سرپرستی “‏Mark C. Hersam ‏” از دانشگاه “‏Northwestern‏” یک روش جداسازی بر اساس اندازه را با استفاده از قرار دادن نانو لوله ها در پوششی از ‏DNA‏ تک رشته‌ای توصیف کردند. این ایده اولین بار توسط محققان “‏DuPont‏” در سال ۲۰۰۳ ارائه شد. نانولوله‌های پنهان شده در پوشش ‏DNA‏ تک رشته‌ای با اولترا سانتریفوژ از یکدیگر جدا می‌شود. نانو لوله‌های پنهان شده در پوشش ‏DNA‏ تک رشته‌ای دارای قطر کمتر، شناورتر، و در نمونه سانریفوژ شده به‌ راحتی قابل جداسازی است. اشکال این روش در اینجا است که بین نانولوله ‌های فلزی و نیمه رسانا تمایزی قایل نمی‌شود، و در ضمن خذف کامل ‏DNA‏ بکار گرفته شده در این فرآیند هیچ گاه روشن نشده است.

البته پوشش دادن نانولوله ‌ها با ‏DNA‏ تک رشته ای خود فرآیندی پر هزینه است. در مطالعه حاضر محققان از تعدادی سورفاکتانت، آمفی فیلهای آنیونی- الکیلی یا نمکهای صفراوی، جهت کپسوله کردن نانولوله ‌ها استفاده کردند. نانولوله‌ هایی که قطر بزرگتری دارد با مولکولهای سورفاکتانتی بیشتری همراه که منجر به توزیع دقیق بر اساس نسبت دانسیته به اندازه می‌شود. جداسازی بر اساس چندین مرحله اولتراسانتریفوژ انجام می‌شود. از آنجا که سورفاکتانت‌ها ۲۰۰۰ بار از ‏DNA‏ سبک‌تر است، جدا شده و ‏DNA‏ جای آنها را می‌گیرد. ۹۷% از توده نانولوله‌ ها در نوار باریکی به ضخامت ۰٫۰۲ نانومتر تجمع می‌یابد. از آنجا که نانولوله های رشد یافته نسبت دو به سه دارد، یعنی دو سوم نیمه هادی و یک سوم فلزی است. با استفاده از دو سورفاکتانت که برای فضای موجود در نانولوله ها با هم رقابت می‌کند، امکان جداسازی بر اساس خواص الکترونیک فراهم می‌شود. “‏Michael S. Arnold‏” توصیح می‌دهد که اختلاف موجود در نانولوله ها سبب اختلاف در اتصالات سورفاکتانت ها می‌شود که درجه خلوص را به بیش از ۹۷% می‌رساند. با این وجود موثرترین روش موجود تا به امروز به درجه خلوص ۸۰% رسیده است. با استفاده از نانولوله ‌های نیمه رسانای مجزا محققان لایه گیت را در ترانزیستور های اثر میدان در ‏SiO2‎‏ را شکل داده‌اند. این تجهیزات با اعمال ولتاژ با یاس تغییر مقاومتی بیش از ۲۰۰۰۰ بار را نشان می‌دهد. در حالیکه همین تجهیزات با نانولوله ‌های کربنی تغییر مقاومتی کمتر از نصف این مقدار را نشان می‌دهد. این روش جداسازی جالب‌ترین روش موجود است، از آنجا که ماهیتی ساده و ارزان دارد. در آینده سعی بر این است این روش در سانریفوژهای صنایع دارویی بکار گرفته شود.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه تهران، با بررسی تاثیر نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر سازوکار سلولها در محیط آزمایشگاه، شیوه جدیدی را برای مهار رشد سلول‌های سرطانی ارایه کردند.

به گزارش ایرنا، این پژوهش به ‌عنوان بخشی از پروژه کارشناسی ارشد «زهرا نقدی قشلایی» از مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران انجام شده است.

ادامه مطلب »

اگر در مورد فرآیند‌های زیستی کنجکاو هستید و از حل معما، طراحی آزمایش، و یا کار با اعداد و ارقام و رایانه لذت می‌برید، فرصت ‌های هیجان ‌انگیزی در بیوفیزیک در انتظار شماست.

بیوفیزیک دانشی میان ‌رشته‌ای است که در مرز مشترک ریاضی، فیزیک، شیمی، زیست‌ شناسی، و حتی کامپیوتر قرار دارد. دانشمندان در این رشته با به‌ کارگیری قوانین حاکم بر این علوم به مطالعه‌ چگونگی کارکرد موجودات زنده می ‌پردازند. موضوعاتی همچون تئوری اطلاعات، علوم کامپیوتر، هوش مصنوعی، و سایبرنتیک (الگوسازی از روی موجودات زنده) ازجمله موارد مطالعات بیو فیزیک ‌دانها هستند. تلاش برای ساخت حافظه ‌های کامپیوتری با الگوگیری از مولکول DNA ، ساخت زیردریائی، رادارهای صوتی، بررسی آثار امواج ماکرویو و امواج الکترو مغناطیسی بی‌سیم‌ بر مغز، تولید الکتریسیته توسط جانداران زنده و… مسائلی عملی پیش روی پژوهشگران در این عرصه است.

بطور کلی به علومی که سعی می‌کنند پدیده ‌های طبیعت را به طریق علمی توصیف کنند، علوم طبیعی گفته‌ می شود. بر اساس یک تقسیم ‌بندی تاریخی و سنتی، بررسی و توصیف پدیده‌ های جهان زیستمند بر عهده‌ زیست ‌شناسان و تحلیل پدیده‌ های جهان بیجان بر دوش فیزیک ‌دانان نهاده شده است. اما لحظه‌ای تأمل کنید! مگر ماده‌ تشکیل‌ دهنده‌ این دو جهان یکسان نیستند؟ مگر آبی که بخش بزرگی از جرم بدن ما را تشکیل می‌دهد، همان ترکیب H2O با همان ویژگیهای آشنای فیزیکی و شیمیایی نیست؟ و مگر ترکیبات تشکیل ‌دهنده‌ بدن موجودات زنده از عناصری غیر از عناصر جدول تناوبی ساخته شده است؟

ادامه مطلب »