Есем али нелғ Ә Жа сылы ова азиза

Есем али нелғ Ә Жа сылы ова азиза қ қ Ғ ЯФ-33* Нанобөлшектер

* Жоспар* 1 Кіріспе * 1. 1 Нанотехнология д уіріә * 2 Негізгі б лім ө * 2. 2 Нанобиология ж не наномедецина ә * 2. 3 рылымы бойынша наноб лшектерді кластар а топтастырылуы Құ ө ғ * 2. 4 Наноб лшектерді алу дістері ө ң ә * 2. 5 НАНОБИОЛОГИЯ Ж НЕ НАНОМЕДИЦИНА Ә * 3 орытынды Қ * 4 Пайдалан ан дебиеттер ғ ә

* Кіріспе Нанотехнология д уіріә* « са формалар лемі, молекулалар мен атомдарды та ажайып к рделі лем бар. Осы Ұ қ ә ң ңғ ү ә лемді зерттеуге 1960 жыл а дейін еш кім ты ыз айналыспа аны туралы келешекте ә ғ ғ ғ адамдар та алатын болады» ңғ * 1959 жылы физик Р. Фейнман * 1974 жылы «нанотехнология» терминін ал аш рет Н. Танагути сынды. Ол осы ғ ұ терминмен к сіпорнында бірнеше нанометр ра ан німні к лемін к рсету шін ә құ ғ ө ң ө ө ү олдан ан. 1980 жылы наноконструкциялар ж не оларды келешектері туралы з қ ғ ә ң ө кітаптарында Э. Дрекслер жазады: « Дайынды машиналары қ : нанотехнология д уірі ә келді» ( «Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology» ) ж не ә «Nanosystems * 2006 жылдын басында Nature Materials журналды сараптамасы бойынша ң нанотехнология негізінде 130 д рілер ж не ә ә д рілерді ажетті орнына жеткізуі ә қ нделген ө. Сонымен, алымдарды нанод ниесіне к з арастарын б р анына 30 -40 жыл ғ ң ү ө қ ұ ғ ткенде адамзатты барлы саласына, сіресе биология мен медицина а ө ң қ ә ғ нанотехнологияны жетістіктерін белсенді т рде енгізе бастады. ң ү

* Нанотехнология – б л адамзатты т рлі саласында олданатын ұ ң ү қ технологияларды ндеу ма сатында б лек молекулалардан рал ан ө құ ғ аса са рылымдар мен ондыр ыларды зерттеу ж не дайындау. Ол ұ қ құ қ ғ ә таби и ж не жасанды наноб лшектерді олдана отырып р бір ғ ә ө қ ә молекуланы визуализациялау, олармен манипулирлеу ж не арасында ә пайда болатын электромагнитті арым- атынасты лшеу м мкіндігін қ қ ө ү амтамасыз ететін микроскопиялы ондыр ылар дайындауымен қ қ қ ғ жары к рді. қ ө* Негізгі бөлім

* «Нано» ( грек тілінен — миллиардты б лік) нысана а сипаттама бергенде ө ғ оларды к лемі 1 -1000 нм (10 ң ө − 9 м) аралы та болады, я ни атомарлы-дан қ ғ субклеткалы а дейінгі биологиялы йымдастырылулар де гейіне ққ қ ұ ң с йкес келеді. Бір нанометр – б л сутекті о атомынан рал ан атар. ә ұ ң ң құ ғ қ Мысалы, адам шашыны алы ды ы шамамен 50 000 нанометр ң қ ң ғ райды, пептидтер к лемі — 1 нм, н руыздар – 10 -нан 100 нм дейін. ДН құ ө ә Қ зынды ы — 1, 5 м, біра «жина тал ан» к йінде оны к лемі 100 нм тен. ұ ғ қ қ ғ ү ң ө Антиденелерді , вирустарды , органеллаларды к лемі де осындай ң ң ң ө де гейде. Прокариот ж не эукариот клеткалары микро лемге жатады ң ә ә 10 -12 м ( pm) 10 -9 – 10 -7 м (нм) 10 -6 м (. . m) 10 -3 (mm) 1 м Атомдар (0, 1– 0, 5 nm) Нәруыздар, ДНҚ, РНҚ, антиденелер, вирустар (1 -100 nm) Бактериялар (0, 1 -10. . . m) Эритроциттер (10. m) Адамның ұрығы (100. . м) Көпклеткалы организмдер (1 mm) Рентген сәулесі (0, 1 -10 nm) Ультракүлгін сәулесі (100 nm) Көзге көрінетін сәуле (1. . м) Инфрақызыл сәулесі (10. . м) Микротолқын-дар (1 sm)

* рылымы бойынша наноб лшектерді бірнеше кластар а топтастырадыҚұ ө ғ : Полимер лі наноб л ө шектер Биологи ялы қ наноб л ө шектер Дендрим ерлер. Бейорга никалы қ наноб л ө шектер К мірсу ө лы нано б лшект ө ер

* Биологиялы , полимерлі наноб лшектерқ ө* Биологиялы наноб лшектер – б л қ ө ұ ферменттер (катализдік активтілігі бар н руыздар), ДН мен РН молекулалары, рибосомалар, клеткалы ә Қ Қ везикулалар, вирустар ж не т. б. Осындай нысаналарды ерекшелігі ә ң оларды агрегация а абілеттілігі мен зіндік йымдастырылуы ң ғ қ ө ұ (мысалы, полипептидті немесе полинуклеотидті тізбектер йымдастырылуында комплементарлы , арнайы байланысу ұ қ принциптері). * Полимерлі наноб лшектер – ө б л таби и немесе биоинертті жасанды ұ ғ полимерлер: полис т ж не полигликол ыш ылдары, полилактидтер, ү ә қ қ акрилполимерлер, полиэтиленгликоль (ПЭГ). Полимерлі наноб лшектер ө морфологиясы бойынша наносфералар а (беткейінде тасымалданатын ғ активті зат орны ан т тас полимерлі б лшектер) ж не ққ ұ ө ә нанокапсулалар а (тасымалданатын активті заты бар уысты амтитін ғ қ қ полимерлі абаттар рал ан) б леді. қ құ ғ ө

* Дендримерлер Көмірсулы нанобөлшектер* Дендримерлер те к шті тарма тал ан рылымы бар ө ү қ ғ құ уникальды полимер классы. Химиялы синтезге оларды к лемі мен формасы қ ң ө на ты белгілі беріледі. Дендримерлер синтезіне олданатын типті қ қ «мономерлерге» полиамидоамин (ПАМАМ) ж не амин ыш ылдардан лизин ә қ қ жатады. Активті тасымалданатын молекулалар дендримерлермен оларды ң беткейімен комплекс ру немесе оларды р тізбектер арасына тере орны у құ ң ә ң ғ ар ылы байланысады. Дендримерлерді беткей к лемі ж не асиеттері қ ң ө ә қ ба ылауда болуы ж не т ра тылы ы оларды тасымалдаушы ретінде олдануы қ ә ұ қ ғ қ перспективті. * К мірсулы ө наноб лшектер – нө анот тіктер мен фуллерендер (сур. 25); олар аса ү «танымалы» нано рылымдар. азіргі та да ндірістік масштабта құ Қ ң ө фуллерендерді катализатор атысуымен т менгі ысымда ы инертті газды қ ө қ ғ ң атмосферасында к міртегі бар ө рымдықұ жо ары температурада тоза дату ғ ң ар ылы дайындайды. Нанот тіктер липидті рылымдар а туысты ы жо ары, қ ү құ ғ ғ ғ пептидтер мен ДН -олигонуклеотидтермен т ра ты кешендер ру а абілетті. Қ ұ қ құ ғ қ

* Бейорганикалы наноб лшектерқ ө* Бейорганикалы наноб лшектер – қ ө осы клас а кремний қ оксиді ж не т рлі металдар (алтын, к міс, платина) ә ү ү негізінде алын ан нано рылымдарды жат ызады. К п ғ құ қ ө жа дайда осындай нано рылымдар кремний ядросынан ғ құ ж не металл атомдарынан рал ан сырт ы абаттан ә құ ғ қ қ т рады. Металдарды олдануынан уникальды асиеттерге ұ қ қ ие тасымалдаушылар дайындау а болады. Мысалы, ғ оларды активтілігі (д рілік затты шы уы к рінеді) ң ә ң ғ ө температура серінен (инфрак лгін с улесі) ж не магнитті ә ү ә ә айма ты згерісімен модульденуі ж реді. Белгілі, қ ң ө ү металдан дайындал ан наноб лшектер эпидермис ішіне ғ ө ар ынды ене алады. қ қ

*. Медицинада наноматериалдар мен нанотехнологияларды қолдану. Нанотехнологиялар және наноматериалдар Жеткіз у (тасу) жүйел ері Қолдан у аймағы Терапиялық заттар Диагнос тика In vivo In vitro Липосомалар, беткей липидтер +++ + Органикалық нанобөлшектер ++ + + — Органикалық емес на-нобөлшектер (алтын, күміс, кальций фосф. ) + +++ +++ Молекулярлы нано-бөлшектер (дендример-лер, фуллерендер) +++ ++ ++ Наноталшықтар + + + — Беткей наноқұрылымдар + ++ Наносаңылаулар + + — + Нанотехнологияның өлшем әдістері + + ++ +++

* Наноб лшектерді алу дістеріө ң ә* Левитациялы -а ынды діс қ ғ қ ә (flowing gas evaporation technique)Левитация – зге объектілермен тікелей жанасуынсыз объектіні гравитациялы рістегі ө ң қ ө т ра ты орналасуы. Б л жа дайда левитация шін ауырлы к шін ұ қ ұ ғ ү қ ү компенсациялайтын к шті болуы, ал екіншіден объектіні т ра тылы ын ү ң ң ұ қ ғ амтамасыз ететін айта келтіретін к шті болуы. Инертті газ а ынында ы қ қ ү ң ғ ғ металды булануы, мысал а жо ары жиілікті электромагнит рісімен здіксіз ң ғ ғ ө ү оректеніп, ыздырылатын с йы металл тамшысынан. Газ а ыныны қ қ ұ қ ғ ң жылдамды ыны артуымен б лшектерді орташа лшемдері 500 нм-ден 10 ғ ң ө нм-ге дейін кішірейеді де, б лшектерді лшем бойынша таралуы азаяды. ө ң ө * ткізгіштерді электрлік жарылыс дісі(ЭВП)- Ө ң ә те уатты ток импульсі ө қ ткен сымны материалы, лшемдері 5 нм-ден 1 мм-ге дейінгі б лшектер т зіп, ө ң ө ө ү * б зылады, оларды бір б лігі буланады не с йы тамшылар ретінде шып ұ ң ө ұ қ ұ кетеді. Буланып кеткен фазадан, тез ке ейіп жат ан бу а ынында ң қ ғ кондесациялану н тижесінде наноб лшектер т зіледі. лшемдері ткізгішке ә ө ү Ө ө енгізілген энергия мен оны енгізу жылдамды ына байланысты. Б л діспен ғ ұ ә металды ж не оксидтік нано нта тар алу а болады ң ә ұ қ ғ

* Наноб лшектерді алу дістеріө ң ә* Криохимиялы синтез дісі қ ә т здарды еріту, алын ан ерітіндіні жедел м здату, ұ ғ ұ еріткішті сублимациялау жолымен ж зеге асырылады, одан кейін оксидтердіал ан ү ғ кезде криохимиялы синтез продуктілерін термалды ыдырату ж ргізіледі. Б л дісті қ қ ү ұ ә ң арты шылы ы — к рделі рамда ы гомогендік нта тар алу а м мкіндігінде. Т з қ ғ ү құ ғ ұ қ ғ ү ұ ерітінделерін термалды ыдырату ар ылы алын ан Н микроплаcтикалы , жо ары қ қ ғ Ұ қ ғ реакциялы ж не пісіруге бейімділік асиеттерімен ерекшеленеді. қ ә қ * Ерітінділерден т ндыру ұ Н алуды е бір дамы ан дістеріні бірі. Б л дісті Ұ ң ң ғ ә ң ұ ә ң ерекшелігі металл т здарыны ерітіндісін жасау болып табылады, ерітіндіні т нуына ұ ң ң ұ термодинамикалы қ * шарттарды ру, гидроксид ш гіндісін б ліп алу шін т ндыру оспаларын осу құ ө ө ү ұ қ қ * Золь-гель дісі ә (sol-gel)-Н алуды перспективті дісі ретінде оксидті керамика шін Ұ ң ә ү жетілдірілген «золь-гель» процесі саналады. Б л процесті сатылары: алкоксид ұ ң ерітінділерін жасау, оларды гидролизбен каталитикалы байланысы ж не гидролизбен ң қ ә полимеризациялы конденсациялануы. Н тижесінде оксидті полимер(гель) т зіледі, ә ү одан кейін жуылады, кептіріледі ж не. Термиялы делуге т седі. Б л діс к рделі, ә қ өң ү ұ ә ү йткені б нда синтезді осылыстарда те жо ары пайызды ө ұ қ ө ғ * тазалы болу керек (99, 95%). қ

* НАНОБИОЛОГИЯ ЖӘНЕ НАНОМЕДИЦИНА* Нанобиотехнология биологиялы зерттеулерде ж не технологияларда қ ә нано рылымдар мен наноматериал ретінде клеткаішілік құ рылымдарды ж не биологиялы молекулаларды (нуклеин ыш ылы, құ ә қ қ қ пептидтер ж не бас а т менгі молекулалы осылыстар) олдану а ә қ ө қ қ ғ негізделген; ол нанотехнологиялар мен молекулалы биология жетістіктерін зіне біріктіреді. ө * Наномедицина – б л адамны аурулар диагностикасында, емдеуіне ұ ң ж не алдын алуына наноконструкциялар мен нанотехнологияларды ә олдану (сур. 23). қ * * Синтезделген биологиялы объектирдін нанофабрикалары Биочиптер қ Гендерді тексер одыр ылар ү қ ғ *

* НАНОБИОЛОГИЯ Ж НЕ НАНОМЕДИЦИНАӘ* Клеткалы д режедегі зондылы зерттеу дістері қ ә мен объектілер синтезі НАНОБИОЛОГИЯ Ж НЕ Ә НАНОМЕДИЦИНА * ДН мен генді инженерия объектілерін зерттеу Қ дістері Клеткалы инженерия а деген ә қ ғ прецизионды манипуляторлар * Биообъектілерді нанометрлік диапозонде зерттеу шін зондылы оптикалы ж йелер Генді ү қ ү инженерияда кажетті к пзондылы кондыр ылар ө ғ

* Қорытынды* Со ы кезде алымдар наноматериалдар мен ңғ ғ нанотехнологиялар саласында ол жеткен қ табыстар а с йене отырып, наноб лшектерді ғ ү ө полиграфия ндірісіне де пайдалану м мкіндігін ө ү к рсетті. Мысалы, а аз дайындау ө қ ғ технологиялы процесінде метал қ наноб лшектерін пайдалану ар ылы магниттік, ө қ электр тогын ткізгіш немесе оптикалы активті ө қ асиеттерге ие німдер алу а болатынды ы қ ө ғ ғ аны талды. қ

* Қорытынды* Жа ында Швеция алымдары нанотехнологияны қ ғ ң жетістіктеріні ар асында беріктігі конструкциялы рыш ң қ қ құ мы тылы ына жа ындайтын а аз ойлап тапты. Механикалы қ ғ қ сына тарды н тижесі «нано а азды » беріктік шегі 214 қ ң ә қ ғ ң МПа, темірдікі – 130 МПа, ал рыштікі – 250 МПа құ болатынды ын к рсетті. Олармен салыстыр анда жай ғ ө ғ а азды беріктік шегі 1 МПа райды. қ ғ ң құ * Жа а Зеландиялы алымдарды ол жеткен жетістіктері – ол ң қ ғ ң қ ультрак лгін жары ында с уле шашатын а аз. рамында ү ғ ә қ ғ Құ к міс наноб лшектері бар а аздар жаттар а осымша ү ө қ ғ құ ғ қ ор аныс береді ж не уа ыт а байланысты жарамдылы ын қ ғ ә қ қ ғ к рсетеді деген болжам бар. ө

* Пайдалан ан дебиеттерғ ә* Массагет кз сайты-massaget. kz/layfstayl/bilim/zharaty lystanu/32 * Саяси түсіндірме сөздік. – Алматы, 2007. ISBN 9965 -32 -491 -3 http: //portalnano. ru / * «Нанотехнология әлемі» журналы