PowerPoint Presentation CÁC QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NANO TRONG CÔNG NGHỆ PROTEIN ENZYME 1 1 NỘI DUNG CHÍNH 7 6 Quy trình và thiết bị 7 7 Quan điểm 7 8 Giới thiệu sơ lược về kỹ thuật phân tách và tinh sạ.
CÁC QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NANO TRONG CƠNG NGHỆ PROTEINENZYME NỘI DUNG CHÍNH • 7.6 Quy trình thiết bị • 7.7 Quan điểm • 7.8 Giới thiệu sơ lược kỹ thuật phân tách tinh QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ o Thiết bị nano (Nanomachines) o Cảm biến sinh học (Biosensors and Biochips) o Bioreactors o Chất xúc tác (Catalysts ) o Giàn giáo (Scaffolds ) Nghiên cứu toàn diện cấu trúc tế bào lục lạp, ribosome, chép DNA, ty thể kênh màng cung cấp nguồn cảm hứng cho việc khai thác trình thiết bị sinh học khác THIẾT BỊ NANO (NANOMACHINES) o Các tổ hợp nhỏ xây dựng từ phân tử đơn lẻ o Cơng cụ hữu ích, tạo vật liệu phức tạp o Nhằm sửa chữa khuyết tật nhỏ bề mặt tế bào sống o Lưu trữ lấy thông tin o Phần thiết yếu thiết bị nano: động phân tử chuyển đổi lượng hóa học thành lượng học o Đạt thông qua thủy phân ATP thông qua di chuyển ion qua màng tế bào MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ ĐỘNG CƠ PHÂN TỬ Protein động Myosin Dynein Kinesin Enzyme F0F1 ATP RNA polymerase- o Tất động cung cấp chuyển động tự quay hay tuyến tính, chuyển tiếp lực đẩy o Chúng cần thiết công nghệ nano tương lai đòn bẩy, van, máy bơm, gọng kiềm, phận chức khác o Truyền cảm hứng cho nhà khoa học Kinesins Phương pháp chụp ảnh đầu dò nano Enzyme F0F1 ATP Cánh quạt kim loại nhỏ Những động phi sinh học khác Rotor triptycence ba cánh kết hợp với helicence có Một hệ thống động phân tử xoay 360 độ khả qua 120 độ diễn bước bao gồm bis-helicene kết nối liên kết đơi anken 10 Phân tử “car-like”, bốn nhóm fullerene gắn góc đóng vai trị bánh xe Máy tính DNA 11 CẢM BIẾN SINH HỌC (BIOSENSOR AND BIOCHIPS) - Cảm biến sinh học gồm phần o o o • • • • Một yếu tố sinh học nhạy cảm (mô, vi sinh vật, bào quan, thụ thể tế bào…) Một đầu dò kết nối dịch thơng tin đến máy dị Một máy dị: hiển thị ghi nhận theo cách hóa lý, quang học, hiệu ứng điện hóa…) Có thể cố định tự chất lỏng huyết Một số ứng dụng: Các mục tiêu liên quan đến sức khỏe, y tế theo dõi số glucose bệnh nhân tiểu đường Các ứng dụng mơi trường (ví dụ phát thuốc trừ sâu chất gây ô nhiễm) Phát mầm bệnh Phân tích folic, biotin, vitamin B12 acid pantothenic thay cho xét nghiệm vi sinh Protein polynucleotide thường sử dụng làm phân tử cảm biến lipid carbohydrat thường cung cấp bề mặt chất 12 BIOREACTOR o Trong công nghệ nano, bioreactor đề cập đến thiết bị hay hệ thống hỗ trợ môi trường hoạt động cấp độ phân tử o o o Có kích thước nano micro Khai thác khả tự lắp ráp phân tử sinh học lipid, protein bề mặt carbohydrate Mang lại hội cao nghiên cứu 13 CHẤT XÚC TÁC (Catalysts) Chất xúc tác phân tử tạo điều kiện tăng tốc cho phản ứng hóa học mà khơng bị tiêu thụ trình phản ứng o o Enzyme phiên sinh học chất xúc tác Enzyme: Protein có tính đặc hiệu cao, hoạt động điều kiện thuận lợi, thân thiện với mơi trường o Có giới hạn số lượng phản ứng mà chúng xúc tác ; bị thiếu ổn định dung môi hữu nhiệt độ cao, hạn chế cofactor Do cơng nghệ protein lĩnh vực nghiên cứu nỗ lực tạo với tính chất tối ưu, thông qua thiết kế hợp lý tiến hóa ống nghiệm 14 GIÀN GIÁO (Scaffolds) Khả tự lắp ráp nhiều phân tử thành nhũng cấu trúc bậc cao mở hội xây dựng nên khung hỗ trợ tạm thời để xây dựng phân tử kiên cố o Ứng dụng nhiều lĩnh vực y tế: - Kỹ thuật mô cho việc làm lành vết thương, cung cấp tạm thời ngun liệu ngoại bào có tính tương thích sinh học Các nhà nghiên cứu Đại học Northwestern (USA) sử dụng dung dịch peptide, sau tiêm vào tủy sống xương, có khả tự lắp ráp hình thành mơi trường cho tế bào gốc tái tạo dây thần kinh xương 15 QUAN ĐIỂM Sự tập trung vào tính bền vững vật liệu, quy trình thiết bị Sự hội tụ công nghệ nano công nghệ sinh học Nguồn cảm hứng tự nhiên Rất nhiều thử thách phải vượt qua trước nhận tiềm công nghệ nano Nhiều tiềm công nghệ sinh học nano nghe hấp dẫn, đổi bất ngờ đến chủ yếu giới hạn nghiên cứu học thuật 16 KỸ THUẬT PHÂN TÁCH VÀ TINH SẠCH ĐẦU RA (DSP) o Là kỹ thuật để phục hồi sản phẩm từ Bioreactor trở nên tinh khiết phù hợp với mục đích sử dụng o Q trình khởi đầu DSP tạo thành môi trường lên men thô chứa tế bào sản xuất, chất dinh dưỡng, chất chuyển hóa, chất không tiêu thụ, phụ phẩm,… hồn hợp phản ứng enzyme, chất phản ứng, dung môi o Thách thức: tách sản phẩm tương tự sản phẩm o Bắt đầu việc tách thành phần có khác biệt lớn tính chất hóa lý o Kết thúc việc tách phân tử có tính chất nhiều giống o DSP có vai trị quan trọng ảnh hưởng đến chi phí sản xuất (50-70% sản phẩm công nghệ lên men) 17 SƠ ĐỒ PHÂN TÁCH 18 ISPR o Kỹ thuật để loại bỏ sản phẩm chỗ, giải pháp công nghệ cải thiện suất o o Bước tách tinh chết giảm Điều kiện tiên quan trọng: ISPR kết hợp với Bioreactor không sinh tác nhân ảnh hưởng xấu (độc tính, biến tính enzyme) o Sản phẩm thu hoạch liên tục gián đoạn từ Bioreactor cách sử dụng kỹ thuật tách phù hợp Các chất sinh học toàn tế bào sử dụng quy trình loại bỏ khỏi dịng quy trình tái chế trước bước hình thành sản phẩm 19 Cảm biến sinh học gồm phần A.3 phần B.2 phần C.1 phần D.4 phần 20 CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE! 21 ...NỘI DUNG CHÍNH • 7.6 Quy trình thiết bị • 7.7 Quan điểm • 7.8 Giới thiệu sơ lược kỹ thuật phân tách tinh QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ o Thiết bị nano (Nanomachines) o Cảm biến sinh học... trung vào tính bền vững vật liệu, quy trình thiết bị Sự hội tụ công nghệ nano công nghệ sinh học Nguồn cảm hứng tự nhiên Rất nhiều thử thách phải vượt qua trước nhận tiềm công nghệ nano ... DNA, ty thể kênh màng cung cấp nguồn cảm hứng cho việc khai thác trình thiết bị sinh học khác THIẾT BỊ NANO (NANOMACHINES) o Các tổ hợp nhỏ xây dựng từ phân tử đơn lẻ o Cơng cụ hữu ích, tạo vật