Forum
Biyomedikal Mühendisliği ve Biyomedikal Cihaz Teknolojisi :: Forum :: Nanoteknoloji :: Nanoteknoloji
 
<< Önceki konu | Sonraki Konu >>
Nanoteknoloji, Biyoteknoloji ve Diğer Şeyler
Moderatorler: Yasin Çağan, yavuznuri, Kadir
Yazar Mesaj
yavuznuri
26 Feb 08 saat: 13:30
Site Ana Yöneticisi


Kayıtlı Üye #4
Kayıt Tarihi: 31 Dec 05 saat: 02:45

Üniversite:: UCLA (University of California-Los Angeles)
Mesaj Sayısı: 922
26 kez 25 mesajda teşekür aldı
Son zamanlarda daha sık duymaya başladığım ve bir türlü doğru dürüst yanıt veremediğim "meren, sen ne yapıyorsun?" sorusuna tam anlamı ile olmasa da bir nebze fikir verebilecek, derli toplu, özet bir yanıt yazmaya karar verdim (fakat bunları okuyup sonra "meren, evladım sen bunları neden yapıyorsun?" diye sormaya başlarsanız darılırım). Yazmaya karar verdim, düşündüm ki böylece, 1. bundan sonra "ne yapıyorsun" diye soranları gönderebileceğim bir adres olur, 2. benim ne yaptığımla ilgilenmeyen fakat bu konularla popüler seviyede ilgili insanlara okuyacak bir şeyler olur, 3. çalıştığım konularla ilgili olan bir şey olan ve beni çok etkileyen bir mevzuyu (alpha-hemolysin mevzusunu) sizlerle paylaşmış olurum (bu arada bir önceki blog yazıma gönderdiğiniz düşünceleri derleyip toparlayacağım, unuttuğumu düşünmeyin) (kıymetli biyologlar, üstün körü tanımlarım ve hatalarımdan ötürü şimdiden sizlerden özür dilerim)(hepsinin ötesinde "bana ne bunlardan başka bir şeyin yok mu?" diyenler çıkabileceğini tahmin ederek geçenlerde bir photo-essay hazırladım, onlar da isterlerse onu okusunlar).Peki. Pat diye bir giriş olacak, ama sonradan anlayacaksınız, merak etmeyin.

Nanoteknoloji, maddenin 1 mikrometreden -yani milimetrenin binde birinden- daha küçük boyutlarda kontrolü, bu boyutlarda makine ve/veya mekanizmaların inşa edilmesi ile ilgilenen uygulamalı bilim ve teknoloji alanına verilen isim. Kısaca "moleküler seviyede çalışan mikromakineler ile ilgilenen teknoloji" diyebiliriz. Geçtiğimiz yüzyılın sonlarına doğru gerekliliği daha da netleşen ve ispat niteliğindeki uygulamaları ortaya çıkmaya başlayan bu teknoloji ucuz ve verimli enerji üretimi, temiz ve yüksek verimli imalat, alışılmışın dışında etkin ilaçların üretimi, çok daha yüksek kapasiteli bilgi saklama ve iletişim araçlarının üretimi gibi -insanlığın daha da karanlık günlere gitmesi için- harika çözümler vaat ediyor.

Fakat maddenin atomik boyutlardaki mühendisliği kendi içerisinde büyük problemler barındırıyor.

Doğanın aksine, insanoğlu ihtiyaçlarını karşılamak için 'üretmeye' başladığı ilk günden bu yana top-down (yukarıdan aşağıya) bir yöntem izliyor. Örneğin biz tahta bir kaşık yapmak için elimizde bir bütün olarak mevcut olan bir odunu yontarak onu son işlevsel şekline kavuştururken, ağaçlar bizim kaşık yaptığımız odunu selüloz moleküllerini tek tek bir araya getirerek elde ettikleri hücre çeperleri yoluyla meydana çıkarıyor. Anlayış olarak birbirine tamamen zıt iki üretim yöntemi. Elbette biz de küçük şeyleri bir araya getirerek üretim yapıyoruz, fakat bu küçük şeyler, bir atom ya da sıradan bir molekül ile kıyaslandığında inanılmaz derecede büyük kalıyor. Dolayısıyla bizim bin yıllar sonunda elde ettiğimiz mühendislik birikiminin araçları, iş nanoteknoloji ve nanocihazlar olunca işlevlerini yitiriyor. Hatta bu mevzuları insanoğlunun aklına sokan Feynman'ın şöyle bir sözü var, durumu pek güzel ve hala geçerli şekilde özetleyen:
"The principles of pyhsics, as far as I can see, do not
speak against the possibility of maneuvering things atom
by atom. It is not attempt to violate any laws; it is
something, in principle, can be done; but in practice, it
has not been done because we are too big
"
-Richard Feynman
Bir diğer yandan çok çok küçük boyutlardaki maddelerin davranışını incelediğiniz zaman yer çekimi, eylemsizlik, sürtünme, yapışkanlık (adhesion) gibi yasaların işleyişini etkileyen faktörlerin çok çok değiştiğini görüyorsunuz. Bu da bizim mühendislik birikimimizi anlamsız hale getiren bir diğer gerçek. Hatta bu mevzu ile ilgili beni etkileyen bir örnek var, hemen paylaşayım: Suda yüzen bakteriler flagellum adında tirbüşona benzer bir kuyruğa sahipler. Bunu döndürerek suyun içerisinde yol alıyorlar. Suyun içerisinde fıtı fıtı ilerleyen bir bakterinin flagellum'unu döndürmeyi kestiğinde bir denizaltı gibi yavaşlayıp durmasını bekleriz değil mi? Fakat öyle olmuyor ve bakteri, flagellum dönmeyi durdurduğu anda duruyor, bir atom boyu dahi fazladan ilerlemiyor. Mesela o boyutlara inildiğinde hava ya da su içerisindeki moleküllerinin sergilediği muazzam Brownian motion, göz ardı edilebilir bit etki olmaktan çıkıyor, yer çekiminden filan daha önemli bir faktör haline geliyor.Bunlar göz önünde bulundurulduğu zaman nanometre boyutunda bir şey inşa etmek için gereken araçları, bilgi birikimini ve deneyimi edinmenin neden çoğu durumlarda imkansız, mümkün olduğu durumlarda ise anormal derecede pahalı olduğu kolayca anlaşılabiliyor.

Diğer yandan, farklı bir bakış açısı ile, aslında bu konuda o kadar da çaresiz değiliz. Çünkü elimizde binlerce nano araç ile faaliyet gösteren bir sistem ve yaklaşık 50 yıldır bu sistem içerisindeki nanocihazlar ile başarıyla çalışan bir "biyoteknoloji" var. Biyoteknoloji yaşayan hücreler tarafından halihazırda yapılmış ve kullanılmakta olan nano araçları kullanarak belirli bir hedefte belirli bir görevi yerine getirecek özel molekülleri tasarlayabiliyor. Atomik seviyedeki işlerin nasıl yürüdüğünden bağımsız olarak biyoteknoloji sayesinde mutasyona uğramış proteinler, el ile dizayn edilmiş genetik kodlar üretmek (daha doğrusu hücrenin bileşenlerine ürettirmek) ve onların sonuçlarından faydalanmak şu gün itibarı ile her "ortalama laboratuvarda" gerçekleştirilebilecek şeyler. Biyoteknoloji, doğal nano makinelerin yapıları ve fonksiyonlarını anlamak ve onları spesifik işler yapacak şekilde kullanmak için çeşitli yöntemler geliştirmek için çalışan bir alan ve bu çalışmaların sonuçları nanoteknolojinin geleceğine de ışık tutabilecek nitelikte olabiliyor.

Nitekim doğal evrim, nanoteknolojinin çözüm bulmakta zorlandığı bir sürü soru için yanıtları ortaya koymuş durumda. Örneğin bir DVD üzerindeki bir mikrometrelik alana 1 bit bilgi depolanabilirken aynı uzunlukta bir DNA ipliği 70KB bilgi saklama kapasitesine sahip (yani bir DVD yüzeyini dolduracak kadar DNA toplayabilirseniz o DVD'nin kapasitesinin yaklaşık 50.000 katı veri taşıyabilirsiniz (fakat normal DVD okuyucular okumazlar, ona göre)). Bununla beraber bir hücrenin içerisinde ribosome gibi (kendisine verilen bilgiyi kullanarak protein üreten bir nano montajcı),  ATP synthase gibi (elektrokimyasal enerjiyi kimyasal enerjiye, kimyasal enerjiyi elektrokimyasal enerjiye çeviren bir transformatör), myosin gibi (kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çeviren bir motor), lipid gibi (göreceli olarak büyük yapılar inşa etmek için kullanılan bir yapıtaşı (özünde bildiğimiz organik yağ)) normal mühendislik anlayışının bir anlamda aşina olduğu araçlar fink atıyorlar. İşin en güzel tarafı ise bu bileşenlerin bir çoğunun fonksiyonelliklerini belirli bir noktaya kadar hücre dışında da kaybetmiyor olmaları. Yani hücrenin bir bileşenini canlı olmayan (in vitro) bir ortamda kullanarak onun işlevselliğinden yararlanmak bir çok durumda mümkün. Peki tüm bunlar elde olduktan sonra bazı pratik sorunlara biyonanoaraçları kullanarak çözüm bulmak mümkün olabilir mi?

Evet, olabilir (zaten bu noktada "hayır, olamaz" demeyeceğim belli, fakat uykunuz açılsın, kendinize gelin diye interaksiyon yapıyorum). Şu anda doktora yaptığım laboratuvarda belki de bu yaklaşımın en tatlı örneklerinden birisini kullanıyoruz, zira benim de bu yazıdaki amacım bundan bahsetmekti (buraya kadar yazanlar sizleri az sonra anlatacaklarıma hazırlamaktı (ne kadar başarılı oldum bilemiyorum tabi)).

Laboratuvar olarak yaptığımız şey çeşitli moleküllerin birbirleri ile etkileşimlerini test etmek. Bu moleküllerden birisi DNA ipliği diğeri bir oligonucleotide, ya da birisi bir protein diğeri bir antibody (antibody'ler de aslında Y-shaped protein'ler aslında fakat, işi anlaşılır kılmak için antibody deyip geçiyorum), ya da birisi bir DNA ipliği diğeri bir diğer protein olabiliyor. Bu arkadaşların birbirleri ile ilişkileri, örneğin laboratuvar ortamında dizayn edilmiş bir antibody'nin spesifik bir protein'e bağlanıp bağlanmadığı, bağlanıyorsa ne kadar kuvvetli bir şekilde bağlandığı, ne kadar süre ile bağlı kaldığı gibi bilgiler çeşitli hastalıklara var olan çözümlerden çok daha etkin çözümlerin bulunması için önemli bilgiler verebiliyor (biz özellikle AIDS üzerinde çalışıyoruz, ayrıntılara girmeyi çok isterdim, fakat çok kısaca anlatıp hemen anlamanızı sağlayabilecek kadar bilmediğim, yani bir Feynman olmadığım için bu konulara hiç girmiyor, pratik pratik devam ediyorum).

Yaptığımız deneylerde moleküllerin birbirlerine olan ilgilerini anlamak için bu iki molekülü bir jel içerisine koyuyoruz. Bu jel ortasında en ince yeri 1.4 nanometre, en kalın yeri 4 nanometre olan bir delik içeren bir katmana sahip. Bu delikten bir taraftan diğer tarafa doğru 120 pikoamplık bir elektrik akımı geçiriyoruz ve hassas ölçüm aletimiz ile iyon akışındaki değişimini takip etmeye koyuluyoruz. Moleküllerden ilki (örneğin protein) gidip bu deliğin kalın olan yerine sıkışıyor, delik fiziksel olarak küçüldüğü için elektrik akımı aniden düşüyor, daha sonra bu molekülün "elektrik sinyali cinsinden" ortaya koyduğu karakteristiği kaydetmeye başlıyoruz (her bir molekül kendi üç boyutlu yapısına has eşsiz bir örüntü sergiliyor). Daha sonrasında ikinci molekülü, örneğin bu protein ile etkileşiminin ne olduğunu öğrenmek istediğimiz anti-body'yi jel içerisine yerleştiriyoruz. Eğer gidip proteine yapışırsa elektrik akımındaki örüntü tekrar değişiyor ve bu değişik örüntü ile önceki standart örüntüyü analiz edip ikisi arasındaki etkileşimi anlamaya çalışıyoruz.

Şimdi benim asıl değinmek istediğim konu yukarıda bahsettiğim "delik".

Herhangi bir nedenle 5 nanometreden küçük bir -çok afedersiniz- deliğe (nanopore) ihtiyacınız olduğunu düşünün (5 nanometre, milimetrenin ikiyüzbinde biri bu arada, bu bilgiyi de aklınızda tutun ki istediğiniz şeyin ne kadar küçük olduğunu daha iyi canlandıramayın kafanızda). Bu sorun ancak nanoteknolojinin çok yüksek bir maliyet karşılığında yanıtlayabileceği bir sorun. Eğer o kadar paranız yoksa ne olacak? Birileri bu noktada biyoteknolojinin ortaya çıkardığı bilgi birikimini kullanma zekasını ortaya koymuş ve biz de araştırmamızda aynı tekniği kullanıyoruz. Bu teknik ile elde ettiğimiz deliğin düşey kesiti yaklaşık olarak aşağıdaki gibi bir şey (mor bölge, sadece 65.000 atomdan oluşuyor (ve bu da beni hasta ediyor)):

 Mor bölgeyi oluşturan şey az sonra nereden geldiğini anlatacağım alpha-hemolisyn. Yeşil bölge ise bildiğimiz hücre zarı (bilayer lipid membrane), fakat elbette bu esnada bir hücrenin etrafında değil, bizim jelimiz içerisinde. Alpha-hemolisyn aslında Staphylococcus aureus isimli bir bakterinin ürettiği bir toksin. Bu bakteri bu toksini doğal ortamındaki kaynak savaşında çevresindeki yabancı hücrelerin zarında delik açmak, bu delik vasıtası ile karşı hücredeki küçük organeller, iyonlar, çeşitli mineraller ve ATP gibi yaşamsal önem taşıyan molekülleri kendisine geçirmek için kullanıyor. Yani aslında alpha-hemolisyn hücre zarı katmanında delik açma özelliğine sahip organik bir enstrüman.Biz onu organik olmayan bir ortamda, 5 nanometreden küçük bir delik sahibi olmak için kullanıyoruz. Bu biyoteknolojinin nanoteknolojik ihtiyaçlara pratik anlamda verdiği ucuz ve etkin yanıtlardan sadece birisi.

(Son olarak eğer buraya kadar okuduğunuz halde bu mevzunun önemini şu anda anlamak istemiyorsanız, bir kaç yıl sonra nano askerlerim etrafınızı sardığında çok geç kalmış olabilirsiniz).



alıntıdır... (http://cekirdek.pardus.org.tr/~meren/blog/2007/09/13/278/)


BS: Başkent University-Biomedical Engineering
MS: Bilkent University-UNAM-Materials Science and Nanotechnology
PhD: University of California-Los Angeles (UCLA)-Biomedical Engineering

Başa dön


Website
 

Hızlı Geçiş:     Başa dön

Bu konuyu uzaktan oku: rss 0.92 Bu konuyu uzaktan oku: rss 2.0 Bu konuyu uzaktan oku: RDF
Powered by e107 Forum System
e107 CMS sistemi kulanılarak yapılmıştır ve yayınlanan materyaller GNU Genel Kamu Lisansı ile korunmaktadır.

Theme created by Free-Source.net
Biyomedikal Tags

anatomi   Acıbadem Hastanesi Biyomedikal Teknisyeni Arıyor   Medikal Lazerler   Yapay Sinir Ağları   Pnömatik   Biyomedikal Cihaz   Yavuz Nuri Ertas   e107 Forum Teşekür Eklentisi   daha   biyomedikal teknisyeni   Biyomedikal Teknikeri   akdeniz biyomedikal   biotech   electrode   bbi   Otomatik Film Banyo Cihazı   elektronik devre   Sintigrafi sistemi   investors business   adobe   mantar   Tıbbi cihazlar tamiri   marmara biyomedikal   biyomedikal servis manueli   dicom   medikal fuar   Respiratory   laboratuar cihazlari   Matlab   web sitesi kurulumu   service capabilities   abrasion   Acıbadem Hastanesi biyomedikal   biotechnology   mikro eliza   character behavior   kangazi cihazi   kısa dönem askerlik   avantaj   tibbi cihaz onarim   biyomedikal insan kaynaklari   Steteskop   m servis   Işıkla Bilgi İletimi   kta   medikal cihaz tamiri   biomedical photonics handbook   tiroid   benzer   bedsite   c clark   Devre Analizi   knowledge management   organic solvents   dummies   analiz   opamp   m elektronik   clinical information systems   english isbn   medical diagnostic tools   bacterial strain   medikal fuarı   biyomedikal is   Polarografi Cihazı   sized computers   krypton   stent   sirketime site   billable hours   steren   enormous growth   Gama Kamera   yans   Defibrilatör   diyaliz cihazi   Ventilatör   ultrasonik   dr lee   biomedical applications   biyomedikal bolumu   tsr   bakteri   medikal serhat   medikal cihaz   cochlear implant   qualified medical   paralel   radyografi Pozisyonlar   kontroll   medikal fuari   Biyoteknoloji   renkli doppler   biyomedikal is arama   biyomedikal cihaz teknolojisi nedir   dikey gecis   Dikey Geçiş   arterial doppler   biomedical service manuel   hastabaşı mönitörü şeması   tens cıhaz   BİYOMEDİKAL MÜHENDİS   konvertor   frekans   performance specifications   ecerkan@gmail.com   temizlik   kamera   mamografi   organic solids   kavu   antenler   ritim   nanoteknoloji nedir?   membran   diyot   aberration   biomedical turkey   fireworks   ophthalmic   endoskopi   biomedical engineers   Kadir Guler   tıbbi cihaz onarım   makine   zden   tens   TIBBi CiHAZLARIN TEMEL KAVRAMLARI   biyomedikal kitap   Tıpta Son   ndan daha fazla   steve jobs   kanm   angelous   sterilazyon   biyomedikal turkiye   bıtırme odevi   biyomedikal tez   kal   biomedikal cihaz   ameliyat   ultrasound   kontrol sistemleri   biyomedikal cihaz teknolojisi   input boxes   dreamweaver   Elektroensefalografi   Fakoemilsifikasyon   anolog   gerilim   devre   neonatal patients   Radyoloji   gebelik   HASTABAŞI   hayati   tıbbi cihaz fuarı   biyomedikal fuarı   Acıbadem Hastanesi iş   iki yıllıkların askerlik durumu   molecular imaging   hammacher   Biyomedikal proje   Elektronik   management flow   hemogram cihazi   tıbbi cihaz bakım onarım   biyomedikal mühendisliği   biyomedikal cihaz teknolojisi nedir?   doppler   ECG meter   Lazerler   pankreas   sst   medikal şirket sitesi   Debimetre   tomografi   error codes   Yasin Doruk Cagan   Dikey Geçiş Sistemi'nde değişiklik..   antijen   Sintigrafi   hastal   yeditepe biyomedikal   ultroson   myo elektrik   purkinje   flash   ekg   Rontgen   ege biyomedikal   eleman   matris   web sitesi açtıracam   medikal ebook   Tıbbi cihazlar onarımı   kimyasal madde   enzim   programlar   biyomedikal odev   DICOM NEDIR   biyomedikal staj raporu   ultrasonografi   olsun   analog   onarımı   PASC   Nanoteknoloji Nedir   budala   doktorlar   esnas   recent developments   narak   tibbi cihaz bakim   biyomedikal sozlugu   resistance temperature detectors   biyomedikal fuar   biomedical research   radan   Elektronik kart tamiri   ananda   behcet disease   leland   tibb   dalgan   tipsozlugu   ethics   biyomedikal kariyer   signals   kangazı cihazı   dopler   Triturus Modül Ayarları   bilgisayarlar   İstanbul Üniversitesi   Cami ses sistemi   TIBBİ GÖRÜNTÜLEME   hastane   baskent biyomedikal   DİCOM   Bilgisayarlı Tomografi   Defibrator   biomedikal teknikeri   Tıpta Son Yenilikler   katarakt   Medicine   indesign   physiologic data   Nanoteknoloji Videolari   biyomedikal sirketleri   Hastabaşı   anjiyo   yazılım   12v dc   Santrüfüj   zamana   elektro   Hastabaşı monitör tamiri   rapidshare   medikal site   representative   vhf   piller   kristal   geli   hepatit   biomedical image   Acıbadem Hastanesi is   notlar   radyo vericileri   healthcare knowledge   Biyomedikal Nedir   yeni bir   belediye anons sistemi   istanbul biyomedikal   biyomedikal iş   Medikal Teknoloji Biyomedikal Biomedical Elektroni   biyomedikal staj   nihon kohden   biyomedikal makale   Hastabasi   approved products   nanoscience   ba lam   biyomedikal eleman   power generators   Dijital Steteskop   paraf   biomedical technology and devices handbook   biyomedikal muhendisi   sanayi   elektrik elektronik   experienced professionals   pahal   enerji   pacemaker   contact   biomedikal engineer   court decision   nanotechnology   ingilizce   biomedikal is   uploaded   temel elektronik   tansiyon   Medikal Araçların Tanımı   işlemsel Yukseltecler   biyomedikal is ara   biomedical sensors   HEART FAILURE   rmada   Medikal kalibrasyon   dicom sunum   cerrahi   fonksiyonlar   biyomedikal sirket   biyomedikal nedir?   elektrik   Ultrason   Biyomedikal cihaz teknikerliği   kontrol   Kan Sayım Cihazı   Nanoteknoloji-Anadolu Üniversitesi   Biomedical   lamak   extrasystoles   larson   information technology   insan kaynaklari   helium neon   Hastabaşı monitör onarımı   standart   vapor density   bedsite monitor   faz   glass corrosion   biyomedikal bölümü   kalp   myo elektrod   Biomedical Engineering   myo askerlik durumu   atomic structure   image processing   elektronik devreler   Medikal cihazlar onarımı   bunu   protozoa   akustik   cristian doppler   kullan   Cep Telefonlarının Elektromanyetik Etkileri   biyomedikal muhendisligi   multilayer perceptron   Hastabasi Monitoru   atomic force microscope   Teknoloji   mekanik   biyomedikal fuari   flowmetre   microbiologist   test c   Merkezi ezan vaaz sistemi   Nanoteknoloji   Medicine ebook   MONİTÖRÜ   spektrofotometre   laboratuar cihaz   kisa donem askerlik   biyomedikal muhendisligi nedir   medikal   biyomedikal ebook   Biyomedikal   molecule   biyomedkal is   processes   Tomografide kanser riski   uhf   service diagnostics   rezonans   Tıbbi cihazlar kalibrasyon   kanallar   vita x   ethylene oxide sterilization   ba lay   biomedikal   biyomedikal teknik servis   common myths   self test   puritan bennett   doku   biomedical materials   commercialization   polar molecule   extension cables   tıbbi cihaz bakım   iMMuNOGENETiK   Electronic Stethoscope   biyomedikal servis   sistemi   hastabaşı monitörü   transduser   ventilator   ac power   recin   hasta başı monitörleri   defibrilator   Biyomedikal Cihazlar   Nanoteknoloji Videoları   vent