بيوتكنولو‍ژي و نانوتکنولوژی امروز

1- مقدمه
در حالي‌كه تكنولوژي در همه زمان‌ها به عنوان يك متغير اثرگذار بيروني (در كنار متغيرهاي ديگر مانند سياست، فرهنگ، استراتژي رقبا و ...) بر كاميابي استراتژي‌ها و سياست‌هاي شركت‌ها مطرح بوده‌است، مي‌توان به قطعيت اذعان نمود كه تكنولوژي، امروزه نه به عنوان يكي از چند عامل مهم، بلكه به عنوان مهم‌ترين عامل اثرگذار بر موفقيت و يا عدم موفقيت شركت‌ها در بازارهايشان، مطرح مي‌باشد. سرعت روزافزون تغيير و تحولات تكنولوژي‌ها در صنايع مختلف، شركت‌ها را وادار به توجه خاص به اين متغير نموده است.
در راستاي همين تغيير و تحولات است كه مفاهيمي مانند آينده‌نگاري تكنولوژي در حوزه پايش محيط بيروني مطرح مي‌شود.

2- تعريف آينده‌نگاري تكنولوژي
بر اساس تعريف زاكوويك و فيلهو، آينده‌نگاري تكنولوژي به معني "ساخت جمعي پيشرفت‌هاي آينده تكنولوژي با چشم‌انداز پويا، از طريق نظام‌هاي نوآوري و ساختارهاي مشاركتي- اقتصادي مي‌باشد". تعامل ميان اين نظام‌ها و ساختارها منجر به خلق، انتشار و بهره‌برداري از دانش مي‌شود. هدف آيند‌نگاري تكنولوژي، جستجوي نگرش مشترك در مورد مهم‌ترين تقاضاها و زمينه‌هاي تحقيقاتي اميدبخش در آينده و بنا نهادن اولويت‌ها مي‌باشد. همچنين بيان عوامل گوناگون، پيرامون عدم قطعيت‌هاي آينده و محدوديت‌هاي پيچيده‌اش از ديگر اهداف آينده‌نگاري تكنولوژي مي‌باشد.
در واقع مي‌توان گفت كه يك پروژه آينده‌نگاري به معناي فهم بهتر از محيط شركت، شناسايي فرصت‌هاي معطوف به كسب و كار پايدار و بازارهاي جديد بر اساس انتظار از مسيرهاي توسعه تكنولوژيك مي‌باشد.

2-1- روش‌هاي آينده‌نگاري تكنولوژي
آينده‌نگاري تكنولوژي مي‌تواند به روش‌هاي زير انجام پذيرد:
روش دلفي، روش سناريوسازي، روش نگاشتن مسير تكنولوژي، روش پيمايش محيطي، روش ذهن‌انگيزي، روش تحليل ثبت اختراع، روش درخت وابستگي، روش تحليل ريخت‌شناسي، روش تاثيرات متقابل و روش چرخش آينده.

3- تجربه شركت پتروبراس در آينده‌نگاري تكنولوژي
پروژه "آينده‌نگاري تكنولوژي" شركت پتروبراس بر اساس مدل مفهومي ارايه شده توسط مركز مديريت و مطالعات استراتژيك وزارت علم و تكنولوژي برزيل و با بكارگيري سه روش ساخت سناريو، دلفي و نگاشتن مسير تكنولوژي (كه در ادامه به اجمال توضيح داده مي‌شود) در چهار فاز به مرحله اجرا درآمد.

3-1- تبيين اجمالي روش‌هاي بكارگرفته شده توسط شركت
3-1-1- روش ساخت سناريوها: روش سناريوسازي، يكي از روش‌هاي آينده‌نگاري تكنولوژي است كه بر اساس آن، آينده با طراحي سناريوهاي فرضي، ترسيم و تصور مي‌شود. مثلا هنگام جنگ خليج فارس و اشغال عراق، پنتاگون بيش از يكصد سناريو مختلف را براي اشغال عراق در نظر داشت. يعني براي هر رويداد ممكن، چاره‌اي انديشيده بود. ايده اصلي نهفته در سناريونگاري، برنامه‌ريزي براي آينده است؛ به گونه‌اي كه شگفتي‌ها و شوك‌هاي احتمالي در آينده كاهش يافته و تفكر مديران بسط و گسترش بيشتري نسبت به حوادث احتمالي مي‌يابد.
3-1-2- روش دلفي: اين روش به منظور برقراري يك تعامل صحيح بين نظرات واقعي افراد، طراحي شده است. مراحل اجرايي يك مطالعه دلفي شامل انتخاب كارشناسان، تنظيم پرسشنامه، بازخورد و وفاق مي‌باشد.
3-1-3- روش نگاشتن مسير تكنولوژي: اين روش ابتدا توسط شركت "موتورلا" به‌كار گرفته شد. اين روش شامل نمودار زماني چندلايه‌اي است كه منابع تكنولوژي را با اهداف كسب و كار مرتبط مي‌سازد و هدف آن اطمينان از هم‌سويي سرمايه‌گذاري‌هاي تحقيق و توسعه با محيط بخصوص استراتژي‌هاي كسب و كار مي‌باشد.

3-2- اين تحقيق در چهار فاز به انجام رسيد:
3-2-1- فاز اول: در اين فاز با توجه به هدف كلي پروژه كه "خلق و ايجاد يك بازخورد براي برنامه‌‌ريزي استراتژيك شركت و نگاشتن مسيرهاي تكنولوژي در حوزه‌هاي كسب و كار شركت در افق سال‌هاي 2015 و 2030" بوده است، با استفاده از روش تحليل ماتريسي، به تعريف و تبيين اهداف مشخص پروژه پرداخته شده است. به اين منظور شركت با استفاده از يك ماتريس، به دو حوزه تكنولوژي (شامل هفتاد عنوان نظير نانوتكنولوژي، بيوتكنولوژي، مواد جديد و ...) و كسب و كار (بخش بالادستي، بخش پايين دستي، بخش انرژي و گاز و بخش موضوعات جانبي) تقسيم شد.
3-2-2- فاز دوم: پيش آينده‌نگاري. در اين مرحله جهت جمع‌آوري اطلاعات لازم براي آينده‌نگاري، به بررسي گزارش تكنولوژي شبكه داخلي شركت كه ارايه‌دهنده سناريوهاي سالانه و ماتريس‌هاي هوشمند تكنولوژي براي 44 گروه تكنولوژي است و همچنين تحليل جايگاه‌يابي رقبا و عرضه‌كنندگان و مرحله بلوغ تكنولوژي، پرداخته شد. اين مرحله در واقع ساخت مسير تكنولوژي براي صنعت انرژي و درك بهتر از مسايلي است كه در مرحله آينده‌نگاري توسط كارشناسان مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد.
3-2-3- فاز سوم: آينده‌نگاري. در اين مرحله به روش دلفي، پرسشنامه‌هايي بين 281 محقق و مدير از حوزه‌هاي مختلف توزيع شد كه در انتها 136 نفر به پرسشنامه پاسخ دادند. ساختار پرسشنامه شامل 70 سوال بود كه در فاز اول تعريف شده بودند.
3-2-4- فاز چهارم: نگاشتن مسير تكنولوژي. هفتاد تن از مديران تحقيق و توسعه در جلسه‌اي سه روزه از نتايج بدست آمده از فاز قبل (تحقيق دلفي)، براي نگاشتن مسير تكنولوژي استفاه كردند.

3-3- سمينارهاي خارج از شركت: به منظور بهره‌گيري از ديدگاه متخصصان خارج از شركت، چهار سمينار مجزا با همكاري شركت‌هاي مشاوره‌اي انجام شد كه در نهايت با بررسي مديران و كارشناسان فني شركت پتروبراس، 22 عنوان موثر ديگر بر استراتژي‌هاي شركت، مورد شناسايي قرار گرفتند.

4-3- تصميم‌گيري
نهايتا كميته تكنولوژي پتروبراس با استفاده از نتايج مراحل قبل، برنامه استراتژيك شركت را طي جلساتي كه از دسامبر 2005 تا فوريه 2006 برگزار شد، تدوين نمود و در نهايت مديريت ارشد شركت، طرح كميته را در مارس 2006 تاييد كرد.

5-3- نتيجه‌گيري
نتايج بدست آمده كه ماحصل يكپارچگي سه روش مختلف آينده‌نگاري است، انعكاسي از چگونگي اكتشاف، توسعه و استفاده از تكنولوژي‌هايي است كه نقشي مهم در تحقق منافع استراتژيك سازمان دارند. اين فرآيند منجر به شكل‌گيري مجموعه‌اي از فرصت‌هاي تكنولوژيكي بلندمدت براي مديريت ارشد پتروبراس شد كه فراتر از افق زماني طرح‌ريزي استراتژيك سنتي شركت بوده است.
منبع :شبکه تحلیلگران تکنولوژیhttp://www.itan.ir/?ID=1492

مسیری که یک دارو از آزمایشگاه تا داروخانه طی می کند، معمولاً طولانی و هزینه بر بوده و حداقل یک دهه یا بیشتر به طول می انجامد. اغلب این آزمایشات به دلیل بررسی اثرات فرعی و سمی دارو مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی است.

 در نتیجه شرکت های بزرگ شیمیایی و داروسازی  و دارو سازان به دنبال راهی هستند که این ارزیابی ها را سریع تر و ایمن تر انجام دهند و مجبور به انجام آزمایشات زودهنگام بر روی حیوانات آزمایشگاهی نشوند.

محققان دانشگاه Renssealer با همکاری دانشگاه های  Californiaو Berkeley اعلام کردند که موفق به ساخت تراشه های زیستی (BioChip) شدند که می توانند میزان سمیت داروهای مدنظر را طی یک آزمایش کوتاه نشان دهند. این تراشه ها به نام های   MetaChip و   DataChipخوانده می شوند و تقلید جالبی از فرآیندهای بدن درهنگام مصرف دارو، هستند.

MetaChip : در اصل یک ورقه شیشه ای است که متشکل از 20 قطره نانو لیتری از آنزیم های بدن انسان می باشد. محققان می توانند میزان سمیت ترکیبات ساخته شده خود را با این قطرات آنزیمی، آزمایش کرده و شاهد عکس العملی که نشان میدهند باشند.

: DataChip ورقه شیشه ای است که توسط قطراتی آستر شده است که حاوی سلول های کشت شده از اندام های کبد، مثانه یا کلیه می باشد. محققان می توانند ترکیبات ساخته شده خود را روی این قطرات بریزند ومیزان ایمنی و رشد یا مرگ و میر سلول ها را بر حسب زمان اندازه گیری کنند.

پرفسور Jonathan Dordick، عضو هئت علمی  بیولوژی و شیمی دانشگاه Renssealer می گوید: "70% علت ناموفق بودن یک دارو سمیت آن است. اگر ما بتوانیم این مسئله را زودتز متوجه شویم،هرگز به آزمایش روی آنها ادامه نخواهیم داد. و درنتیجه به ازای هر ماده ساخته شده، صدها ملیون دلار صرفه جویی می شود. و دیگر لازم نیست برای درک نحوه عمل آنها، بر روی حیوانات زیادی آزمایش به عمل آید. هر چند که در آن صورت هم ممکن بود در انسان تظاهر متفاوتی داشته باشد. اما این مطلب بدان معنا نیست که ما می توانیم حیوانات را به طور کامل از روند آزمایشات خود حذف کنیم، بلکه حیوانات می توانند تنها در مراحل پایانی کار مورد استفاده قرار گیرند."

DataChip ها می توانند در روند رشد و توسعه خود در آینده، علاوه بر سلول های یاد شده، حاوی انواع مختلفی از سلول های بدن مانند سلول های قلبی، عصبی، پوستی و... ،  باشند.

همچنین این کمپانی در صدد است که تراشه های زیستی تولید کند که هم زمان بتواند آزمایشات دیگری علاوه بر میزان سمیت ماده دارویی (مانند میزان حساسیت) را نیز بر روی این سلول ها انجام دهد.

ترجمه: سعیده کی ارسلان

منبع:http://www.sciam.com سایت انجمن ژنتیک ایران

يک گروه پژوهشي از دانشگاه MIT، در حال تحقيق روي ميله‌‌هاي کوچک طلا براي استفاده از آنها در مبارزه با سرطان هستند. عرض اين ميله‌ها ده ميليونيم متر و طولشان 40 ميليونيم متر است. فرق اين مواد با نانوطلاهاي کروي‌اي که قبلا ساخته مي‌شد، در توانمندي آنها براي جذب نور زيرقرمز است. ليزر زيرقرمز بدون وارد ساختن آسيب به سلول‌‌هاي اطراف، آنها را فعال مي‌کند؛ زيرا سلول‌‌ها توانايي جذب اين نور را ندارند.

سطح خارجي اين ميله‌‌ها پوشيده از مولکول‌‌هايي است که در حين مراحل توليد به‌‌عنوان محصول جانبي ايجاد مي‌‌شود، اين مولکول‌‌ها مانع از بروز خاصيتي مي‌‌شوند که محققان ايجاد آن را پيش‌بيني مي‌كردند. اين مولکول‌‌هاي آلي، CTAB هستند و تمايل دارند تا از سطح جدا شده، دوباره به آن بچسبند. وجود CTAB، در چسبيدن ساير مولکول‌‌هايي كه در رساندن DNA و داروها به اين ماده استفاده مي‌شود، مشکل ايجاد مي‌كند.

محققان دريافتند گرمايي که از طريق نور زيرقرمز به نانوميله‌‌ها مي‌‌رسد، در غلظت‌‌هاي کم CTAB، بيشتر و در غلظت‌‌هاي بالاتر CTAB، کم‌‌تر به‌وسيلة جذب مي‌شود، اين مسئله مي‌‌تواند در از بين بردن تومورها به روش سوزاندن بسيار مهم باشد.

همچنين آنها دريافتند که چگونه مي‌توان CTAB را با گروه شيميايي تيول جايگزين کرد؛ زيرا گروه تيول محکم‌‌تر به نانوميله متصل مي‌‌شود و مانند CTAB تمايل به جدا شدن و اتصال دوباره ندارد و مولکول‌‌هاي ديگر مانند DNA، مي‌‌توانند به‌راحتي به انتهاي تيول متصل شوند.

اين گروه در آينده مي‌‌خواهند نانوميله‌‌هايي بسازند که حامل DNAهايي با کاربرد مشخصي باشد كه حتماً به سلول هدف برسند؛ براي مثال از DNAهايي استفاده کنند که مي‌‌تواند ساخت پروتئين را متوقف کرده، از بيان بيش از حد آن جلوگيري کند.
 

محققان دانشکده فني دانشگاه تهران با همکاري پژوهشگاه صنعت نفت، موفق به توليد آزمايشگاهي نانوفيلتر تصفيه کننده آب از آلودگي‌هاي ويروسي و ميکروبي با استفاده از نانولوله‌هاي کربني براي مصارف دارويي شدند.

با توجه به آنکه آب يکي از پرمصرف‌ترين مواد در تهيه مواد اوليه، فرمولاسيون و توليد مواد دارويي است و از نظر استاندارد و کيفيت، کنترل ميکروبي آب در مراحل تهيه، نگهداري و توزيع آن حائز اهميت مي‌باشد، فيلترهاي با اندازه تخلخل نانومتري با توانايي تصفيه آب از آلودگي‌ها مي‌توانند نقش مهمي را ايفا کنند.

اين پژوهش توسط آقاي مهندس سيد طه سيدمصطفوي فارغ‌التحصيل کارشناسي ارشد مهندسي شيمي دانشگاه تهران با راهنمايي آقاي دکتر محمدرضا مهرنيا (عضو هيات علمي دانشگاه تهران) و آقاي دکتر عليمراد رشيدي (عضو هيات علمي پژوهشگاه صنعت نفت) در قالب پروژه کارشناسي ارشد، انجام شده است.

آقاي سيدمصطفوي در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو اظهار داشتند: "در حال حاضر فناوري فيلتراسيون نقش مهمي در تهيه آب‌هاي دارويي ايفا مي‌کند و گستره بزرگي از کاربردها را به خود اختصاص داده است. با توجه به ضرورت حذف ويروسها و ميکروب‌ها از آب و کوچکي اندازه آنها، توليد فيلتري با اندازه تخلخل نانومتري امري ضروري به‌نظر مي‌رسد".

ايشان در ادامه گفتگو و در تشريح نحوه انجام کار افزودند: "اين پژوهش در دو مرحله ساخت نانوفيلتر از نانولوله‌هاي کربني در شرايط بهينه و سپس تست آن براي جداسازي ويروسها و ميکروبها انجام شده است. در مرحله ساخت نانوفيلتر ابتدا به روش شناورسازي کاتاليست، نانولوله‌هاي کربني از خوراک هيدروکربني در دماي 900 درجه سانتيگراد توليد و سپس به طور پيوسته در همان راکتور به صورت نانوفيلتر شکل‌دهي گرديد.

پس از آن مقاومت مکانيکي آن طي عمليات حرارتي و استفاده از افزودني‌ها بالا برده ‌شد. قابليت جداسازي ويروس‌ها و باکتري‌ها توسط اين نانوفيلتر به ترتيب با انجام آزمايش جداسازي ويروس MS2 و باکتري Ecoli، که به عنوان شاخص جداسازي ويروس‌ها و باکتري‌ها در مقالات مطرح هستند، مورد بررسي قرار گرفت که با نتايج موفق‌آميزي همراه بود. علاوه بر اين امکان جداسازي يونهاي چندظرفيتي توسط فيلتر نيز آزمايش شد که نتايج آن نشان‌دهنده وجود اين قابليت براي فيلتر بود".

مهندس سيدمصطفوي در پايان به امکان استريل کردن اين نانوفيلتر به‌وسيله حرارت و همچنين احياء کامل آن پس از مصرف اشاره نمودند و توسعه اين نوع از فيلترها و انجام فرآيندهاي تصفيه را با آنها در مقايسه با فيلترهاي ديگر کم‌هزينه‌تر و با مصرف انرژي کمتر عنوان کردند و در صورت حمايت صنايع ذي ربط توليد اين نانوفيلتر را در مقياس صنعتي امکان‌پذير دانستند.
 

سال‌هاي زيادي بود كه ضد سرطان‌‌هاي پلاتين‌دار عوامل درماني ثابت‌شده‌‌اي محسوب مي‌شدند؛ اما سميت، طول عمر کوتاه آنها در بدن و توانايي تومور در ايجاد مقاومت عليه آنها،کاربردشان را محدود مي‌کرد. گروهي از دانشمندان امريکايي و آلماني به‌‌منظور فائق آمدن بر اين محدوديت‌‌ها، از نانولوله‌‌هاي کربني هدفمند به‌عنوان عامل دارورساني براي رساندن فرم غير فعال پلاتين به سلول‌‌هاي سرطاني استفاده کردند. اين مواد به‌وسيلة خود سلول‌‌هاي سرطاني به عوامل سمي ضد سرطان تغيير مي‌‌يابند.

نام اين روش سيستم دارورساني longboat براي رساندن کلاهک پلاتيني است و در آن ترکيبات پلاتين‌دار به‌‌سختي به سطح نانولوله‌‌ها مي‌‌چسبند. ترکيب پلاتين‌دار مورد استفاده، پلاتين IV-است که علاوه بر اتصال به نانولوله‌‌ها توانايي اتصال به مولکول‌‌هاي ديگر را هم دارد. محققان از اين توانايي در چسباندن فوليک اسيد(عامل هدفمند‌کننده براي تومورها) به کلاهک پلاتيني بهره بردند.

با تجويز اين مواد به سلول‌‌‌‌هاي توموري که گيرندة فوليک اسيد را بيش از حد بيان مي‌‌کند، نانولوله‌‌هاي متصل به ترکيبات پلاتين‌دار و فوليک اسيد، سريعاً وارد سلول‌‌هاي هدف شده، سپس آنزيم‌‌هاي سلول، پلاتين- IV را به شكل سمي پلاتين- II تبديل مي‌‌کند. اين تبديل شيميايي نتيجة رها شدن پلاتين از نانولوله‌‌ها و کسب توانايي ورود به هسته است. درون هستة پلاتين بر DNA اثر کرده، باعث مرگ سلول مي‌شود. آزمايش‌هاي انجام‌شده روي محيط کشت سلول‌‌هاي سرطاني نشان مي‌‌دهد که قدرت ضد توموري اين فرمولاسيون هشت برابر بيشتر از داروي سيس‌‌پلاتين است.
 منبع:ستاد فناوری نانو

مهندس سارا شفيعي دانشجوي کارشناسي ارشد بيومتريال دانشگاه صنعتي اميرکبير در قالب پروژه کارشناسي ارشد خود موفق به سنتز يک هيدرکسيد دوگانه لايه‌اي خاص شده است که در ساخت سامانه‌هاي‌ کنترل شده رهايش دارو کاربرد دارد.

اين پژوهشگر در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: "هيدروكسيدهاي دوگانه لايه‌اي، كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف دارند. يكي از پراهميت‌ترين كاربردهاي زيستي آنها در سامانه‌هاي رهايش كنترل‌شده دارو است. در اين پروژه ما موفق به سنتز هيبريد Ibuprofen-LDH شده‌ايم و رفتار رهايش آنرا با استفاده از روش‌هاي هم‌رسوبي و تعويض آنيوني مورد بررسي قرار داده‌ايم".

مهندس شفيعي در خصوص جزئيات اين پژوهش و دستاوردهاي آن گفت: "سامانه‌هاي فعلي انتقال دارو، پليمري هستند و مقادير بالايي از دارو را به بدن منتقل مي‌کنند. اين امر موجب بروز عوارض جانبي بسياري مي‌گردد. سامانه جديدي که در اين تحقيق معرفي شده، از لايه‌هاي نانومتري رس تشکيل شده و مي‌تواند دارو را با مقادير پايين و اثربخشي بالا به بدن منتقل نمايد. با اين سامانه مي‌توان دارو را در مقياس مولکولي ميان لايه‌هاي نانومتري رس قرار داده و آنرا در بدن بيمار رها کرد. اين عملکرد با افزايش حلاليت دارو در معده، مشکل کمي حلاليت سامانه‌‌هاي فعلي را رفع کرده و اثرات جانبي دارو را از ميان مي‌برد. در اين پژوهش ايبوپروفن به عنوان داروي نمونه استفاده شده است، در حاليکه مي‌توان از آن در درمان سرطان نيز استفاده کرد. لايه‌هاي نانومتري اين سامانه، پتانسيل بالايي براي حمل داروهاي تاکسول و ام تي ايکس (داروهاي ضدسرطان با حلاليت بسيار پايين) دارند و حلاليت اين داروها را به ميزان قابل‌توجهي افزايش مي‌دهند".

اين پروژه با راهنمايي دکتر صولتي انجام شده و جزء اولويت‌هاي فناوري نانو در کشور است.
منبع :ستادفنآوری نانو

موضوع كارگاه: روش‌هاي انتقال ژن به گياهان

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با همکاری سازمان انتقال خون ایران، موفق به تبدیل سلول‌های بنیادی مغز استخوان به سلول‌های کبدی روی داربست سه بعدی نانو الیاف شدند.

دکتر سمیه کاظم نژاد، پژوهشگر طرح، نارسایی شدید کبدی را یکی از بیماری‌هایی که درمان آن بسیار دشوار است، ذکر کرد و گفت: معمولا در این دسته از بیماران، پیوند کبد تنها راه باقیمانده برای ادامه حیات است، از این روی، مراکز پژوهشی گوناگون به دنبال استفاده از سلول‌های بنیادی برای تبدیل به سلول‌های کبدی هستند، ولی ساختار دو بعدی استفاده شده تاکنون به علت از بین رفتن کامل کبد به عنوان محل رشد سلول‌های جدید، موفقیت چندانی را نصیب پژوهشگران نکرده است.

وی افزود: در این پژوهش، نخست سلول‌های بنیادی مزانشیمی از مغز استخوان جداسازی شده و روی داربست پلیمری سه بعدی در مقیاس نانو که برای این تحقیق در مرکز فن آوری بن یاخته تهیه شده بود، قرار داده شد.

دکتر کاظم پور نتایج به دست آمده از کشت سلولی را نشان دهنده تبدیل موفقیت‌آمیز سلول‌های بنیادی به سلول‌های کبدی ذکر کرد و گفت: این سلول‌ها توانایی ترشح نشانگرهای کبدی را داشتند.

منبع: سایت تابناک(سرویس خبری بیوتکنولوژی)

صفحه نخست
پست الكترونيك
آرشيو مطالب

بیوتکنولوژی گیاهی