intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo án điện tử sinh học: Sinh học lớp 12-NaNo tế bào

Chia sẻ: Thao Thao | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:0

Thêm vào BST
Báo xấu
108
lượt xem 13
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

I. Khái niệm công nghệ nano -Công nghệ nano là một lĩnh vực nghiên cứu vật chất ở kích thước nanomét, với 1nanomét (nm) = 10-9m, tức bằng một phần tỷ của mét. Ở kích thước này, vật chất có những tính chất rất mới lạ, tạo ra những ứng dụng thiết thực và độc đáo. -Từ “nano” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “lùn”. Một sợi tóc của con người xấp xỉ khoảng 80.000 nm và một tế bào hồng cầu xấp xỉ khoảng 7.000 nm. Các nguyên tử có kích thước nhỏ hơn một nm, trong khi...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo án điện tử sinh học: Sinh học lớp 12-NaNo tế bào

  1. C « n g  n g h Ö  n a n o   tÕ  b µ o  NGUYỄN THỊ HÒA LAN PHAN NGOC BÍCH THỦY ̣ LÊ THỊ KIÊU PHƯỢNG ̀
  2. Phần 1: Mở đầu I. Khái niệm công nghệ nano -Công nghệ nano là một lĩnh vực nghiên cứu vật chất ở kích thước nanomét, với 1nanomét (nm) = 10-9m, tức bằng một phần tỷ của mét. Ở kích thước này, vật chất có những tính chất rất mới lạ, tạo ra những ứng dụng thiết thực và độc đáo. -Từ “nano” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “lùn”. Một sợi tóc của con người xấp xỉ khoảng 80.000 nm và một tế bào hồng cầu xấp xỉ khoảng 7.000 nm. Các nguyên tử có kích thước nhỏ hơn một nm, trong khi đó nhiều phân tử, trong đó có một số protein lại có kích thước từ một nm trở lên.
  3. Phần 1: Mở đầu -Thuật ngữ “công nghệ nano” (được định nghĩa bởi giáo sư Norio Taniguchi, ĐHKH Tokyo, 1947): Công nghệ nano về cơ bản bao gồm quá trình phân tách, đông đặc và biến dạng các vật liệu bằng bởi một nguyên tử hay một phân tử -Công nghệ nano dựa vào các đặc điểm của vật liệu, đặc biệt sự khác nhau về kích thước của một vài trăm hay vài chục nguyên tử. Các phần nano (một cụm các nguyên tử có kích thứơc tính bằng nanomet) rất hữu ích trong các phản ứng xúc tác. Một vật liệu có thể không có hoạt tính xúc tác ở kích thước lớn, nhưng có thể trở thành một chất xúc tác hiệu quả ở kích thước nano. -Vật liệu nano đã ứng dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Chúng được nghiên cứu và ứng dụng trong y – sinh được gọi là vật liệu sinh học nano
  4. Phần 1: Khái niệm II. Phân loại vật liệu nano tế bào 1. Phân loại theo hình dáng của vật liệu • Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano), ví dụ đám nano, hạt nano. • Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó một chiều tự do, hai chiều có kích thước nano, ví dụ dây nano, ống nano. • Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó hai chiều tự do, một chiều có kích thước nano, ví dụ màng mỏng (có chiều dày kích thước nano)
  5. Phần 1: Mở đầu Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau. Cũng theo cách phân loại theo hình dáng của vật liệu, một số người đặt tên số chiều bị giới hạn ở kích thước nano. Nếu như thế thì hạt nano là vật liệu nano 3 chiều, dây nano là vật liệu nano 2 chiều và màng mỏng là vật liệu nano 1 chiều. Cách này ít phổ biến hơn cách ban đầu.
  6. Phần 1: Khái niệm 2. Phân loại theo tính chất vật liệu thể hiện sự khác biệt ở kích thước nano • Vật liệu nano kim loại. • Vật liệu nano bán dẫn. • Vật liệu nano từ tính. • Vật liệu nano sinh học ... v v ...
  7. Phần 1: Khái niệm Nhiều khi người ta phối hợp hai cách phân loại với nhau, hoặc phối hợp hai khái niệm nhỏ để tạo ra các khái niệm mới. Ví dụ, đối tượng chính của chúng ta sau đây là "hạt nano kim loại" trong đó "hạt" được phân loại theo hình dáng, "kim loại" được phân loại theo tính chất hoặc "vật liệu nano từ tính sinh học" trong đó cả "từ tính" và "sinh học" đều là khái niệm có được khi phân loại theo tính chất.
  8. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO Phạm vi kích thước được các nhà khoa học quan tâm nhiều nhất là từ 100 nm trở xuống tới mức nguyên tử (xấp xỉ khoảng 0,2 nm), bởi vì trong phạm vi kích thước này, vật liệu có thể có những tính chất khác biệt, hoặc những tính chất mạnh hơn so với chính tính chất của chúng ở kích cỡ lớn hơn.
  9. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO Hai nguyên nhân chính, dẫn tới những thay đổi ở tính chất của vật liệu là do diện tích bề mặt được tăng lên rất nhiều và xuất hiện các hiệu ứng lượng tử. Diện tích bề mặt (trên đơn vị khối) tăng lên, sẽ dẫn tới độ phản ứng hóa học tương ứng tăng lên, làm cho một số vật liệu nano có thể được sử dụng làm chất xúc tác để làm tăng hiệu quả của các pin nhiên liệu và ắc quy. Khi kích thước của vật liệu bị giảm xuống tới 10 nm hoặc ít hơn, các hiệu ứng lượng tử bắt đầu xuất hiện và làm thay đổi các tính chất quang học, từ tính và điện của vật liệu. tính
  10. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO 3.1 Phương pháp hóa học Tổng hợp hóa học giúp tạo ra lượng lớn vật liệu nano với giá thành hợp lý. -Bắt đầu với dung dịch muối và cho thêm hóa chất (như hydroxide)  tạo sản phẩm ở trạng thái siêu bão hòa  quá trình kết tủa xảy ra do sự nhân hóa đồng hoặc dị hợp + Để tạo hạt với phân bố kích thước hẹp, toàn bộ quá trình kết tủa phải xảy ra cùng lúc và phải không có sự nhân hóa sau khi đã tạo thành hạt. +Tính chất hạt phần lớn được xác định bởi tốc độ phản ứng, tốc độ phản ứng lại bị ảnh hưởng bởi nồng độ của các chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, pH và thứ tự chất phản ứng cho vào dung dịch.
  11. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO -Vật liệu nano đa pha khó tạo ra hơn bằng phương pháp hóa học vì mỗi pha cần các điều kiện kết tủa khác nhau. Có thể giới hạn kích thước hạt bằng cách tạo ra rất nhiều vị trí hạt nhân hóa sử dụng micelle ngược, hoặc bằng cách bao phủ bề mặt +Micelle ngược: Một số chất hoạt động bề mặt là các nguyên tử dạng que với đầu ưa nước và kỵ nước. Khi trộn dầu, nước và chất hoạt động bề mặt với nhau theo tỷ lệ thích hợp, các phân tử hoạt động bề mặt tự sắp xếp tạo thành vỏ cầu với nước choán đầy không gian trong vỏ.
  12. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO +Kiểu sắp xếp hình học của chất hoạt động bề mặt và nước như vậy gọi là micelle ngược, xảy ra để tối thiểu hóa năng lượng. Có thể điều khiển được kích thước của micelle ngược vì kích thước của nó phụ thuộc tuyến tính vào tỷ lệ của lượng nước trên lượng chất hoạt động bề mặt. Có thể thực hiện hầu hết các phản ứng trong nước cũng như trong nước chứa bên trong micelle. Do đó, có thể kết tủa các hạt nano bên trong micelle. Kích thước hạt nano bị giới hạn bởi kích thước của micelle ngược.
  13. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO 3.2 Phương pháp vật lý *Các phương pháp cơ học: Nghiền trục cao năngCó thể sử dụng phương pháp nghiền trục cao năng, còn gọi là bào mòn cơ học để giảm kích thước vật liệu hạt từ vài µm xuống còn 2-20nm. Quá trình này chậm và cần nhiều thời gian để đạt được các kích thước nhỏ nhất có thể. Ưu điểm của phương pháp này là tương đối rẻ và dễ tăng quy mô để sản xuất lượng lớn vật liệu. Thông thường, để tối đa hóa năng lượng bào mòn, người ta sử dụng thép cứng cao phân tử. Ăn mòn có học cũng tạo ra các vật liệu siêu ổn định. Nếu nghiền khi có O2 hoặc N2,
  14. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO * Cắt bằng laze Trong kỹ thuật cắt bằng laser người ta đặt graphite trong lò và dùng xung laser mạnh để cắt nó trong khí trơ. Đầu tiên, dùng điện cực carbon nguyên chất với nhiệt độ khí argon xung quanh 1200oC. Khí mang argon tập hợp các sản phẩm và lắng chúng khi phủ cơ chất làm lạnh. Lớp phủ gồm các ống nano 4-24 lớp, chiều dài < 300 nm, cùng với một lượng nhỏ cơ chất như o-nion. Mặc dù các nỗ lực thành công trong vài năm trước để tạo ra một lượng lớn các ống nano bằng các phương pháp nhiệt độ cao ở trên, vẫn chưa thể sử dụng phương pháp này quy mô công nghiệp.
  15. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO -Các nghiên cứu vật liệu sinh học nano ngày càng nhiều, đặc biệt trong lĩnh vực chấn thương chỉnh hình. Một trong những vật liệu sinh học nano được sử dụng rộng rãi là Hydroxyapatite do NITI đưa ra. Các túi nhỏ chứa thuốc đã được thiết kế để có thể đưa thuốc tới từng tế bào đích. Chúng có gắn các cấu trúc nhận diện đặc hiệu, nhờ vậy các phân tử thuốc tới được đúng nơi cần đến.
  16. Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO Các cấu trúc nano cũng có thể được thiết kế với vai trò sửa chữa mô, chúng có khả năng rà soát (chẳng hạn trong hệ thống mạch máu) để phát hiện các tổn thương, thậm chí cũng có khả năng sửa chữa trong một vài trường hợp khác Người ta cũng đã thử nghiệm các “quả bom sinh học” mini, có gắn các thụ thể chuyên biệt cho các tế bào ung thư, các tế bào hư hỏng của mô, các tế bào đã nhiễm virus. Các túi nhỏ này chứa các độc tố và xâm nhập vào các tế bào nói trên để tiến hành gây độc. Thông thường,
  17. Phần 3: Ứng dụng
  18. Phần 3: Ứng dụng CNNN sinh học là việc tạo ra các thiết bị cực nhỏ có thể đưa vào mọi nơi trong cơ thể để tiêu diệt virut và các tế bào ung thư, tạo ra hàng trăm các dược phẩm mới từ các vi sinh vật mang ADN tái tổ hợp, tạo ra các protein cảm ứng có thể tiếp nhận các tín hiệu của môi trường sống, tạo ra các động cơ sinh học mà phần di động được chỉ có kích cỡ phân tử protein, tạo ra các chip sinh học và tiến tới khả năng tạo ra các máy tính sinh học với tốc độ truyền đạt thông tin như não bộ. Có thể coi những đơn vị phân tử được tạo ra trong tự nhiên là những cỗ máy cỡ nano phức tạp nhất có chức năng quy định và điều khiển những hệ sinh học.
  19. Phần 3: Ứng dụng CNNN sinh học được rất nhiều chuyên gia đánh giá là một lĩnh vực có triển vọng lâu dài vì trước hết phải nghiên cứu rất nhiều lĩnh vực khoa học cơ bản, đồng thời nó cũng hứa hẹn đem lại rất nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong lĩnh vực y h ọc. Dự đoán khoảng thời gian để tạo ra những ứng dụng trong lĩnh vực này là 10 năm và xa hơn. Đối với ngắn hạn, có thể sử dụng trực tiếp các protein, ADN và những polime sinh học khác ở các ứng dụng linh kiện điện tử nano và thiết bị cảm biến sinh h ọc. Nói cách khác, các cấu trúc mô phỏng sinh học (bio-mimetic) sẽ được phát minh ra nhờ vào việc mô phỏng hoạt động của các cấu trúc tự nhiên, ví dụ như catenane và rotaxane là những h ợp chất hoạt động giống như những động cơ phân tử tuyến tính và quay vòng.
  20. Phần 3: Ứng dụng Các ứng dụng trong lĩnh vực y học đặc biệt hứa hẹn. Những lĩnh vực như chẩn đoán bệnh, cung cấp dược phẩm theo mục tiêu và chiếu, chụp hình phân tử đang được tăng cường nghiên cứu. Các sản phẩm chứa các hạt nano liên quan tới y học hiện nay đã có trên thị trường Mỹ. Ví dụ CNNN đã khai thác tính chất chống vi trùng nổi tiếng của bạc nhằm chế tạo ra đồ băng bó vết thương có chứa bạc tinh thể nano cung cấp ion bạc trong một khoảng thời gian liên tục để tạo ra một loạt phương pháp chống vi khuẩn cho 150 nguồn bệnh khác nhau.
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2