Kalorimetre

Yorum yok

Kimyasal reaksiyonlaın bir kısmının reaksiyon sırasında verdiÄŸi veya aldığı ısıyı deneysel olarak belirlemek mümkündür.Kimyasal reaksiyonların, reaksiyon ısılarının deneysel olarak belirlenmesi için “kalorimetre” denilen düzenekler kullanılır.

Kalorimetrenin temel prensibi reaksiyon nedeniyle reaksiyon çözeltisinin veya reaksiyon kabının etrafındaki banyonun sıcaklığındaki deÄŸiÅŸmenin ölçülmesidir.Bu sıcaklık deÄŸiÅŸmesinden ve kalorimetrenin ısı kapasitesinden yararlanılarak reaksiyonun verdiÄŸi ısı hesaplanır.Kalorimetre olarak en çok kullanılanlardan biri kalorimetre bombasıdır ve ka-lorimetre bombasının basit bir ÅŸekli ÅŸekil 9.1′de verilmiÅŸtir.

Kalorimetre bombasında, reaksiyonun yürüdüğü reaksiyon odası sabit hacimli bir kaptır.Bu nedenle kalorimetre bombasında ölçülen reaksiyon ısısı (qv), o reaksiyonun iç

enerjisindeki deÄŸiÅŸmeye (U) eÅŸittir.

Enerji birimi olarak joule (J) veya kalori (cal) kullanılır. Günlük hayatta kalorinin

kullanımı daha çok tercih edilir ve gıda maddelerinin çoğunun etiketlerinde

bu maddelerin enerji deÄŸerleri kalori birimi cinsinden verilir. Joule ise SI birim

sisteminde kabul edilmiÅŸ enerji birimidir. Kalori ile joule arasındaki iliÅŸki okumaya devam edin…

Bir gaz örneÄŸinin hacmi ile basıncı arasındaki iliÅŸki 1662′de Robert Boyle tarafından incelenmiÅŸtir. Boyle bir gaz örneÄŸinin basıncının artması ile, bu gazın hacminin basınçla orantılı olarak azaldığını bulmuÅŸtur. EÄŸer basınç iki katına çıkarılırsa, hacim ilk hacmin üçte birine düşer.

 

Boyle Yasası, sabit sıcaklıkta bir gaz hacminin, basınç ile ters orantılı olarak değiştiğini ifade eder.

 

orantı bir orantı katsayısı ile eÅŸitliÄŸe çevrilebilir. sabitin deÄŸeri örneÄŸin miktarına göre ve sıcaklığa baÄŸlıdır. İdeal bir gaz için basınç-hacim bulguları ÅŸekil1′de gösterilmiÅŸtir.

 

Belirli bir gazın aynı sıcaklıktaki çeşitli durumları için,

 

yazılabilir.

 

Bu yasa Boyle’den bağımsız olarak hemen hemen aynı zamanda Fransız E.Mariotte tarafından da

bulunduğundan Boyle-Mariotte yasası olarak adlandırılır.

Doku/organ kaybı ve iÅŸlevsel bozuklukların tedavisinde “doku rejenerasyonu” yaklaşımı, günümüzün en heyecan verici araÅŸtırmalarının temelini oluÅŸturuyor ve gelecek için büyük umutlar vaadediyor.

Doku rejenerasyonu, yani “dokunun yeniden yapılanması” için çeÅŸitli biyomalzemeler kullanılıyor. “Doku iskelesi” görevini üstlenen bu malzemeler, 3boyutlu fabrik ya da süngerimsi jel olabiliyor. Hastadan izole edilen saÄŸlıklı hücreler doku iskelesine yapışarak burada çoÄŸalıyor, farklılaşıyor ve saÄŸlıklı bir doku oluÅŸturacak ÅŸekilde organize olurlarken doku iskelesi de parçalanıyor. Doku iskelesi yapay bir “hücredışı matris” (extracellular = ECM) olarak düşünülebilir. ECM, hücreler için fiziksel destek saÄŸlamasının yanısıra, hücre geliÅŸmesi, farklılaÅŸması ve iÅŸlevleri açısından önemli role sahiptir. Yeni doku geliÅŸtikten ve hücreler ECM oluÅŸturabilecek kapasiteye ulaÅŸtıktan sonra iskeleye ihtiyaç duyulmaz. Bu nedenle iskelenin biyobozunur bir malzemeden yapılması ve gerçek doku mikroçevresine benzer olarak 3boyutlu yapıda inÅŸa edilmesi gerekiyor.

Bu yöntem çok sayıda doku benzeri yapının oluÅŸturulmasında kullanılıyor. Bunlar arasında deri, kıkırdak, kemik, karaciÄŸer, sinir ve kan damarları sayılabilir. 1990 yılında yanık tedavisi amacıyla yapay deri üretildi ve ilk ticari ürün olarak piyasaya sürüldü. okumaya devam edin…

Nanoteknoloji gündeme ilk geldiÄŸinde, biyoloji ve tıp alanlarında bizi nerelere götürebileceÄŸi hakkında pek çok fantastik fikir vardı. İşte bu fikirler bugün bize “nanotıp” ve “nanorobot” teknolojilerinin kapılarını açıyor. “Nano” kelime olarak “çok küçük” anlamına geliyor. Böylelikle “nanotıp”, hastalıkların ve yaralanmaların çok küçük bir ölçekte tedavisi ve araÅŸtırılması olarak tanımlanıyor.

Robert Freitas’a göre “nanotıp”, insan vücudundaki biyolojik sistemlerin moleküler düzeyde nanoyapılar ve nanocihazlar kullanılarak gözlenmesi, kontrol ve tedavi edilmesi olarak tanımlanmakta. Hücrelerden oluÅŸan vücudumuzda tüm hastalıklar, fiziksel bozukluklar ve hatta yaÅŸlanmamız bile moleküler düzeyde gerçekleÅŸiyor. fiu anda tıpta kullanılan tekniklerin moleküler düzeye inmesi söz konusu deÄŸil. Problemlerin kökten çözümü için “nanotıp” parlak bir alternatif olarak görülmekte.

Günümüzde tıpta kullanılan tedavi yöntemleri, cerrahi müdahale ve ilaç tedavisi. Cerrahi müdahaleler, doğrudan vücudayapılan müdahaleler ve uzman doktor ne kadar iyi yetişmiş olursa olsun, anestezi, enfeksiyon kapma riski, organ reddi ya da kanserli hücrelerin tamamen temizlenememesi gibi olasılıklar bunları tehlikeli kılar. İlaç tedavisiyse insan vücudunu moleküler düzeyde etkileyen bir tedavi yöntemi. Dolaşım sistemiyle vücut içerisinde taşınan ilaç molekülleri, hedeflenmeyen bölgelerde istenmeyen yan etkilere neden olabilir. Buna karşın nanorobotlar, hastalıklı hücreleri tanımakta hiç zorluk çekmezler ve nerede olursa olsun bu hücreleri bulup yok edebilirler. İlacın doğru hedefe ulaşması, özellikle kanser hastalığında kanserli hücrelerin tümünün yok edilmesi ve bu arada sağlıklı hücrelerin zarar görmemesi açısından önem taşımakta. İşte bu nedenlerle tıp bilimi, alışılagelmiş tedavi yöntemlerini bir kenara atacak nanoteknolojik tıbbi gelişmeleri dört gözle beklemekte. Nanotıp, nanokürelerle ilaç salımından, doku yapılanmasını gerçekleştirecek nanoteknolojik tasarıma dayalı doku iskelelerine, hatta teşhis ve tedavi amaçlı nanorobotlara kadar çok çeşitli uygulamaları kapsıyor.

Nanoküreler: İlaç salan sistemlerdeki en büyük problemlerden biri, ilacın vücudun istenilen bölgesine ulaÅŸamaması. Nottingham Üniversitesi’nden Bob Davis, nanoküreler içerisine hapsedilen ilaçları, klasik ilaç kullanım yöntemleriyle ula şılamayacak bölgelere yollamayı baÅŸardı. Nano küreler, damara enjekte edildiklerinde genellikle karaciÄŸer veya dalakta parçalanırlar. Deri altına enjekte edildiklerindeyse, makrofajlar (virüs ve bakteri gibi vücuda giren yabancı maddeleri yoketmekle görevli hücreler) tarafından parçalanarak görevlerini yerine getiremezler. Davis’in geliÅŸtirdiÄŸi yöntemde, bu ilaç yüklü nanoküreler biyouyumlu bir polimer, örneÄŸin polietilen glikol (PEG) ile kaplanarak bağışıklık sistemi hücrelerinden, yani makrofajlardan korunuyorlar. İlaç içeren bu küreler, gönderilmek istendikleri bölgeye baÄŸlı olarak 20100 nanometre boyutunda. Her bir küredeki ilaç miktarı, kürenin ağırlıkça %5′i gibi düşük bir deÄŸerde. Fakat enjeksiyon yoluyla çok sayıda küreyi vücuda yollamak mümkün olacağından, ilaç miktarı açısından bir problem yok. Bu sistemlerde biyolojik dokularla kaplama malzemesi arasındaki etkileÅŸimi anlamak çok önemli. Biyolojik deneyler ve bilgisayar modelleriyle, ilacı istenilen hedefe yollayabilecek ÅŸekilde araÅŸtırmalar sürdürülmekte. okumaya devam edin…

Biyoçipler

Yorum yok

Biyoçipler, biyolojik olarak kullanılabilen mikroiÅŸlemciler olarak tanımlanıyorlar. Bir biyoçip, ultraminyatürize test tüpleri seti olarak algılanabilir. Bu sistem pek çok testin aynı anda ve çok hızlı bir biçimde yapılabilmesine olanak saÄŸlar. Tipik olarak bir biyoçipin yüzey alanı bir tırnaktan fazla deÄŸildir. Tıpkı milyonlarca matematik iÅŸlemini aynı anda gerçekleÅŸtiren diÄŸer bilgisayar iÅŸlemcileri gibi, bir biyoçip de binlerce biyolojik tepkimeyi saniyeler içerisinde gerçekleÅŸtirebilir. Bilgisayar çipleri üretiminde de kullanılan fotolitografi tekniÄŸi ile üretilirler. Bu teknik ile katı yüzeyler üzerinde devre kanalları açılır. Ancak bu noktada bilgisayar çipleri ile benzerlikleri sona erer. Bir bilgisayar çipi, bir sıfırlar ve birler zinciri üzerinde mantık iÅŸlemleri gerçekleÅŸtirirken biyoçip, biyokimyasal tepkimeler gerçekleÅŸtirir. Bilgisayar çipi silikon tabanlıyken, biyoçip cam ya da gözenekli bir jel veya bir polimer malzeme içerisinde olabilir. Bilgisayar çipi pek çok farklı amaca hizmet ederken, dışarıdan gelen talimatları uygulayan bir hesap aracıdır. Biyoçipler ise istenilen bir iÅŸlevi gerçekleÅŸtirmek için tasarlanmış cihazlar ve farklı iÅŸlevler için programlanma gibi bir özellikleri yok. Bu baÄŸlamda, kullanılan genleri ve gen dizisi varyasyonlarını analiz eden biyoçipler yaklaşık 80.000 genden oluÅŸan insan DNA’sının tanımlanmasına yönelik İnsan Genomu Projesi’nde kullanılmış ve iÅŸlemi büyük ölçüde hızlandırmışlar. okumaya devam edin…

Tikzotropi

Yorum yok

Kararlı kesme uygulanırken, zamanla viskozitenin artışı veya azalışı, zamana baÄŸlı akış ile ölçülür. Zamanla viskozite azalma gösteriyor ise bu akışa “tikzotropik” veya zamanla viskozite artma gösteriyor ise buna da “repektik” adı verilir. Kozmetik ve ilaç sanayi ürünlerinde, karşılaşılan akış davranışlarından en fazla arzu edilen akış tipidir. “Tikzotropik” davranış, yükleme aÅŸaması esnasında yapının açılmasını tanımlar(gösterir), böylece, kesme uygulandığı zaman, zaman ile viskozite azalması meydana gelir. Azalma esnasında, orijinal yapı tekrar elde edilebilir (iyileÅŸir, toparlanır). Yeniden yapılanma için, yapının ölçüsü (miktar, kapsam) müsaade edilen zamana baÄŸlıdır. Bu yüzden, yavaÅŸ yavaÅŸ kesme artışı uygulandığı zaman, “tikzotropik” madde kesme incelmesi davranışı gösterir. Bu nedenle akış yönü ile düzenlemek için parçaların ve moleküllerin yapısının yönlendirilmesi deÄŸiÅŸecektir. Bununla beraber, iç kuvvet kaldırıldıktan sonra, bunun orijinal yönlendirilmesi zaman periyodu ile yeniden düzenlenebilir. Yapıyı tam anlamı ile yeniden düzenlemek (iyileÅŸtirmek) için zamanda gecikme (erteleme) olacaktır. Medikal kremlerle ilgili olarak , “tikzotropik” döngü (baÄŸ), kesme oranındaki yükseliÅŸindeki (tümseÄŸindeki) artma ve azalma için eÄŸriler arasındaki bölge olarak belirlenmiÅŸtir. okumaya devam edin…

Biyosensörler (biyoalgılayıcılar), bünyesinde biyolojik bir duyargacı bulunan ve bir fizikokimyasal çeviriciyle birleştirilmiş analitik cihazlar olarak tanımlanmakta. Bir biyosensörün amacı, bir veya bir grup analitin (analiz edilecek madde) miktarıyla orantılı olarak sürekli sayısal elektrik sinyali üretmek.

Biyosensör sistemleri üç temel bileÅŸenden oluÅŸmakta. Bunlar; seçici tanıma mekanizmasına sahip “biyomolekül/biyoajan”, bu biyoajanın incelenen maddeyle etkileÅŸmesi sonucu oluÅŸan fizikokimyasal sinyalleri elektronik sinyallere dönüştürebilen “çevirici”, ve “elektronik” bölümler. Bu bileÅŸenlerden en önemlisi, tayin edilecek maddeye karşı son derece seçimli fakat tersinir bir ÅŸekilde etkileÅŸime giren, duyarlı biyolojik ajandır. Genel olarak biyoajanlar, biyoafinite ajanları ve biyokatalitik ajanlar olarak iki alt gruba ayrılırlar. Biyoafinite ajanları olan antikorlar, hormon almaçları, DNA, lektin gibi moleküller antijenlerin, hormonların, DNA parçacıklarının ve glikoproteinlerin moleküler tanımlanmasında kullanılıyorlar. Kompleks oluÅŸumu sonucunda, tabaka kalınlığı, kırınım indisi, ışık emilmesi ve elektriksel yük gibi fizikokimyasal parametrelerin deÄŸiÅŸimine neden oluyorlar. Biyokatalitik ajanlarsa, analit üzerinde moleküler deÄŸiÅŸime neden olmakta ve bu dönüşüm sonucu ortamda azalan ya da artan madde miktarı takip edilerek sonuca gidilmekte. Bu amaçla saf enzim ya da benzim sistemleri, mikroorganizmalar ve bitkisel ya da hayvansal doku parçaları kullanılıyor. okumaya devam edin…

Doğal polimerler, biyolojik olarak üretilen ve benzersiz işlevsel özelliklere sahip olan polimerler. Proteinler (örneğin kollajen, jelatin, elastin, aktin, vb), polisakkaritler (selüloz, nişasta, dekstran, kitin, vb) ve Polinükleotidler (DNA ve RNA) başlıca doğal polimerler. Yaşayan organizmaların karmaşık yapılarından dolayı üretim maliyetleri yüksek ve yeterince büyük ölçeklerde üretilememeleri, karşılaşılan başlıca sorunlar. Doğal polimerler, sahip oldukları işlevsel özellikler nedeniyle değişik kullanım alanlarına sahipler. Kalınlaştırıcı, jel yapıcı, bağlayıcı, dağıtma ajanı, kayganlaştmcı, yapıştırıcı ve biyomalzeme olarak kullanılabiliyorlar.

DoÄŸal polimerlerle ilgili olarak öncelikle çözüme kavuÅŸturulması gereken sorun yeni ürünlerin sentezlenmesinin araÅŸtırılması. Öte yandan, doÄŸal polimerler nanoteknolojide ve biyomimetik (doÄŸayı taklit eden) malzemelerin sentezlenmesinde anahtar rolü oynamakta ve lipid tübüller (yaÄŸ borucukları) ve protein lateksler gibi biyopolimerik yapıların geliÅŸtirilmesi, doÄŸal polimerlerle ilgili pazar ÅŸansını önemli oranda yükseltmekte. DoÄŸal polimerler özellikle spesifik uygulamalarda ihtiyaç duyulan boÅŸlukları doldurmakta, ancak bazı sentetik polimerlerin çok ucuza üretilebilme ÅŸansı doÄŸal polimerlerin kullanımını etkilemekte. Fermentasyon ve saÅŸaÅŸtırma teknolojilerinde elde edilen geliÅŸmeler ve ucuz doÄŸal hammaddelerin saÄŸlanması sonucu, petrol bazlı sentetik polimerlerin yerine doÄŸal polimerlerlerin kullanımı olanaklı duruma gelecek. okumaya devam edin…

Milyonlarca yıl öncesinde ateÅŸin keÅŸfiyle, kilin seramik çanak çömleÄŸe dönüştürülmesi, insan topluluklarının göçebe avcılıktan yerleÅŸik tarımsal yaÅŸama geçiÅŸinde en büyük faktör olmuÅŸ. Seramiklerin insan yaÅŸamında yarattığı bir diÄŸer büyük devrimse, geçtiÄŸimiz 40 yılda vücudun zarar gören veya iÅŸlevini yitiren parçalarının tamiri, yeniden yapılandırılması ya da yerini alması için özel tasarımlı seramiklerin geliÅŸtirilmesi ve kullanımıyla gerçekleÅŸmiÅŸ. Bu amaçla kullanılan seramikler, “biyoseramikler” olarak adlandırılıyor. Biyoseramikler, polikristalin yapılı seramik (alümina ve hidroksiapatit), biyoaktif cam, biyoaktif cam seramikler veya biyoaktif kompozitler (polietilenhidroksiapatit) ÅŸeklinde hazırlanabiliyor. İnorganik malzemelerin önemli bir grubunu oluÅŸturan bu malzemeler, saÄŸlık sektöründe çok çeÅŸitli uygulamalarda kullanılmaktalar. ÖrneÄŸin, gözlük camları, teÅŸhis cihazları, termometreler, doku kültür kapları, endoskopide kullanılan fiber optikler, bunlar arasında sayılabilir. Çözünmez gözenekli camlar, enzim, antikor ve antijen taşıyıcı olarak da kullanılmakta. Mikroorganizmalara, sıcaklığa, çözücülere, pH deÄŸiÅŸimlerine ve yüksek basınçlara olan dirençlilikleri bu uygulamalar açısından büyük avantaj saÄŸlıyor.

Seramikler, dişçilikte dolgu malzemesi, altınporselen kaplama ve protez parçaları olarak yaygın bir biçimde kullanılıyor ve “diÅŸ seramikleri” olarak isimlendiriliyorlar.

Biyoseramiklerin Dokular İle EtkileÅŸimi okumaya devam edin…

“Hücre tedavisi”, hasarlı ya da iÅŸlevini yitirmiÅŸ hücre fonksiyonlarının saÄŸlıklı hücreler ile gideriminin amaçlandığı bir tedavi. Uygun dokudan izole edilen hücre, özellikleri belirlendikten sonra yeterli sayı ve kalitede hedef organa yollanıyor. Kilit nokta, bu hücrelerin nereden saÄŸlanacağı. En iyi yaklaşım, hastanın saÄŸlıklı bölgesinden alınan hücrelerin (otolog hücre) vücut dışın da hazırlanan hücre kültürlerinde çoÄŸaltılarak hastaya nakledilmesi. Bağışıklık sistemince reddedilmemesi en büyük avantajı; fakat çoÄŸunlukla üretim için gerekli olan çok az sayıdaki hücrenin alınması bile hastada doku kaybına neden olabiliyor. Özellikle yaÅŸlılarda bu yöntem pek kullanılamıyor. Hücrelerin baÅŸka insandan alındığı durumdaysa, bağışıklık sistemi reddi en büyük risk. ÇoÄŸu zaman verici (donör) bulmak da zor. Bazı durumlarda farklı türlerden, örneÄŸin, hayvandan insana hücre nakli yapılabiliyor. Fakat bağışıklık sistemince reddedilmenin yanısıra, hayvanlarda görülen virüslerin bulaÅŸma ihtimali de büyük. Yakın zamanda önem kazanan bir diÄŸer hücre kaynağıysa, “hücre hatları” (cell line). DeÄŸiÅŸime uÄŸradıklarından tümör oluÅŸturma riskleri var ve yine bağışıklık sistemince red edilebiliyorlar. Kısacası, otolog hücreler dışındaki tüm hücreler için “bağışıklık sistemi reddi” ortak problem. Çözüm için baÅŸvurulan yöntemlerin başında “kapsülasyon” geliyor.

Canlı hücre veya dokuların yarı geçirgen bir zar içine kapsüle edilme (hapsedilme) düşüncesi ilk kez 1978 yılında Lim tarafından öne sürülmüş. 1980′de ise Lim ve Sun tarafından pankreasın insülin salgılayan Langerhans Badacık hücreleri, doÄŸal bir polimer olan aljinat içerisine kapsüle edilmiÅŸ ve bu kapsüller deney hayvanına enjekte edildiÄŸinde, diyabetik durumun (ÅŸeker hastalığının) düzeldiÄŸi görülmüş. okumaya devam edin…