نانوحسگرهای زیستی بر پایه توالی اسید نوکلئیک: ابزاری قدرتمند در کشاورزی

نانوزیست فناوری رشته جدیدی از علم است که در حال حاضر در تقاطع تحقیقات مواد ، نانو و زیست فناوری مولکولی در حال ظهور است. این زمینه بین رشته ای، نزدیک به هر دو خواص فیزیکی و شیمیایی نانوذرات آلی، معدنی و همچنین جنبه های مختلف شبیه سازی مولکولی، DNA نوترکیب و تکنولوژی پروتئین و ایمونولوژی است. نانوزیست فناوری، استفاده از قابلیت های نانو در کاربردهای زیستی است. فناوری نانو فناوری دستکاری تک تک اتم ها و مولکول ها است تا بتوان ساختاری پیچیده را با خصوصیات اتمی تولید کرد . به استفاده مستقیم یا غیر مستقیم از موجودات زنده یا بخش هایی از ساختار آنها به شکل طبیعی یا تغییر یافته برای خدمت رسانی به بشریت زیست فناوری می گویند. زیست فناوری علم بین رشته است که اصل آن در علوم شیمی، زیستی و مهندسی است و به رشته معینی اختصاص ندارد و دامنه کاربرد وسیعی را در عرصه های پزشکی، دارویی ، کشاورزی و غذایی ، زیست محیطی ، علوم قضایی ، دفاعی و غیره را شامل می شود. یکی از مهم ترین و کاربردی ترین زمینه های نانوزیست فناوری، نانوحسگرهای زیستی هستند. زیست حسگر از یک گیرنده زیستی نظیر پادتن، پروتئین، اسید نوکلئیک ، سلول و... و علائم انتقالی تشکیل شده است. اخیرا علاقه قابل توجهی در استفاده از نانو مواد برای حسگرهای زیستی DNA به وجود آمده است. به دلیل نسبت سطح به حجم بالا و سازگاری بالای بیولوژیکی ، نانو مواد را می توان برای افزایش مقدار تثبیت DNA، مورد استفاده قرار داد که به این منظور از اپتامرها استفاده می شود. اپتامرها الیگونوکلئوتیدهایی مانند اسیدریبونوکلئیک (RNA) و اسید دئوکسی ریبونوکلئیک تک رشته (ssDNA) ویا مولکول های پپتیدی هستند که با توجه به میل ترکیبی و اختصاصیت بالایی به دلیل ساختارهای سه بعدی خاص خود می توانند به اهداف خود اتصال یابند. بسیاری از اپتامرها را می توان طی فرایند SELEX به طور مستقیم در شرایط in vitro برای اهداف مختلف از میان مولکول های زیستی کوچک تا پروتئین ها و حتی سلول ها انتخاب کرد. نانوحسگرهای زیستی می توانند به طور موثر برای سنجش طیف گسترده ای از مواد مرتبط با کشاورزی از جمله کودها، علف کش ها، آفت کش ها، حشره کش ها ، عوامل بیماری زا، رطوبت، Ph خاک و غیره مورد استفاده قرار گیرند. برخی از کاربردهای بالقوه نانوحسگرهای زیستی در کشاورزی عبارتند از: تشخیص پروتئین و تغییرات در سطح DNA آنالیز محصولات غذایی، شناسایی باکتری ها، عاملی برای ترویج کشاورزی پایدار.

کلیدواژه ها:

نانوزیست فناوری ، نانو حسگر ، اپتامر ، پروتئین ، ویتامین ، باکتری ، کشاورزی پایدار