Также они доставляют нужные лекарства именно в нужное место, не воздействуя на остальные части организма и не отторгаются его защитными системами. Теоретически нанотехнологии способны обеспечить человеку физическое бессмертие, за счет того, что наномедицина сможет бесконечно регенерировать отмирающие клетки. По прогнозам журнала Scientific American уже в ближайшем будущем появятся медицинские устройства, размером с почтовую марку. Их достаточно будет наложить на рану. Это устройство самостоятельно проведет анализ крови, определит, какие медикаменты необходимо использовать и впрыснет их в кровь. В области биологии станет возможным «внедрение» в живой организм на уровне атомов. Последствия могут быть самыми различными — от «восстановления» вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов.
6. Нанотехнологии в сельском хозяйстве Нанотехнологии способны произвести революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы способны будут производить пищу, заменив сельскохозяйственные растения и животных. К примеру, теоретически возможно производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено — корову. Подобное «сельское хозяйство» не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда.
Система технологии культивирования клеток в биотехнологии Существует 2 основных системы культивирования клеток.
1. Непроточные культуры — тип культур, в котором клетки вводят в фиксированный объем среды. По мере роста клеток происходит использование питательных веществ и накопление метаболитов, поэтому среда должна периодически меняться, что приводит к изменению клеточного метаболизма, называемого еще и физиологической дифференцировкой. Со временем, в результате истощения среды происходит прекращение пролиферации клеток.
Увеличить продолжительность жизни непроточных культур можно несколькими способами:
прерывистый (часть культуры заменяется равным объемом свежей среды);
постоянный (объем культуры увеличивается с постоянной низкой скоростью, а небольшие порции клеток периодически удаляются);
перфузионный (осуществляется постоянное поступление свежей среды в культуру и одновременное удаление равного объема использованной (бесклеточной) среды).
Перфузия может быть открытой, когда из системы удаляется вся среда, и закрытой, когда удаляемая среда проходит через дополнительный сосуд, где восстанавливается ее рН и осуществляется аэрирование, и возвращается в культуральный сосуд.
Все системы непроточных культур характеризуются накоплением отходов в той или иной форме и непостоянством внешних условий.
2. Проточные культуры обеспечивают истинные гомеостатические условия без изменения концентрации питательных веществ и метаболитов, а также числа клеток. Гомеостаз обусловлен постоянным вхождением среды в культуру и одновременным удалением равного объема среды с клетками. Такие системы пригодны для суспензионных культур и монослойных культур на микроносителях.
Существует 2 крупных направления в культивировании животных клеток:
монослойные культуры и суспензионные культуры.
Суспензионные культуры предпочтительнее с точки зрения увеличения выхода клеток.
Монослойные культуры также обладают рядом преимуществ:
1. Легко провести полную замену среды и промыть клетки перед добавлением свежей питательной среды. Это важно в тех случаях, когда рост клеток идет в одних условиях, а наработка продукта в других условиях, например при переносе клеток из среды с сывороткой в бессывороточную среду. Можно также полностью удалять нежелательные компоненты.
2. Позволяют обеспечить высокую плотность клеток.
3. У многих клеток экспрессия требуемого продукта идет эффективнее, если клетки прикреплены к субстрату.
4. Монослойные культуры могут быть использованы для любого типа клеток, что обеспечивает наибольшую гибкость исследований.
5. В некоторых случаях, например для распространения вирусов, требуются тесные межклеточные контакты.
Недостатками монослойных культур являются:
требования большого пространства;
возрастание стоимости и трудоемкости при увеличении масштаба;
недостаточно эффективный контроль, обусловленный трудностями отбора пробы;
сложности в определении и контролировании рН, концентрации кислорода.
Необходимо отметить, что применение микроносителей устраняет эти недостатки. Существует много различных разновидностей этого способа культивирования. Рассмотрим три основных направления (рис. 1):
Рисунок 1. Основные способы культивирования клеток
1. Культивирование в плоских флаконах (матрацах).
2. Культивирование во вращающихся бутылях, когда в каждый момент времени 1520% поверхности бутыли покрыто питательной средой, а клетки находятся попеременно то в среде, то в воздухе.
3. Культивирование в колонках на микроносителях, в качестве которых выступают плотно упакованные, не смещающиеся стеклянные бусы диаметром 35 мм, стопка пластин и др., а питательная среда омывает их, протекая сверху вниз.
Заключение
Подводя итоги, можно сделать следующие выводы.
Наукоемкие технологии являются на сегодняшний день основной движущей силой развития экономики как в масштабах отдельно взятой страны или группы стран, так и в мировом масштабе.
Характерными особенностями наукоемких отраслей, определяющими их роль в экономике в целом, являются: темпы роста, в 3−4 раза превышающие темпы роста прочих отраслей хозяйства; большая доля добавленной стоимости в конечной продукции; повышенная заработная плата работающих; крупные объемы экспорта и что особенно важно, высокий инновационный потенциал, обслуживающий не только обладающую им отрасль, но и другие отрасли экономики, порождающий «цепную реакцию» нововведений в национальном и мировом хозяйстве. Кроме того, наукоемкие отрасли являются приоритетным полем деятельности малых и средних фирм, а также основным объектом вложений рискового капитала.
В ХХI веке дальнейшее развитие наукоемких технологий, их проникновение во все отрасли производства и услуг, в повседневный быт людей является столбовой дорогой научно-технического и экономического прогресса. Ни одна страна, претендующая на заметную роль на мировой арене и стремящаяся к обеспечению экономического роста, повышению уровня и продолжительности жизни своих граждан, не сможет решить этих задач без концентрации усилий на совершенствовании, укреплении и максимально эффективном использовании своего научно-технического потенциала.
Список литературы
Бекер М. Е.,
Лиепиньш Г. К., Райпулис
Е. П. Биотехнология. — М.: Агропромиздат, 1990. — 334с.
Белоконева О. Технология XXI века в России. Быть или не быть? // Наука и жизнь. — 2001. — № 1. — С.3−8
Берзин И., Яцимирский А. К. Биотехнология и ее перспективы.— М.: Знание, 1986.— 62с.
Брюннер В., Юнге К. Справочник по лазерной технике. / Под ред. А. П. Напартовича. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 275 с.
Вареев Г. А., Барышев В. П. Опыт применения лазерных аппаратов «Ланцет» в хирургической практике // Медицинская техника. — № 1. — 2002. — С.41 — 43
Введение
в нанотехнологию: пер. с яп. / Кобаяси Н.; пер. Хачоян А. В.; ред. пер.
Патрикеев Л. Н. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.
— 134с.
Глазьев С. Ю. Перспективы высокотехнологичных отраслей в условиях присоединения к ВТО // Материалы конференции третьего международного Форума «Высокие технологии оборонного комплекса». — М.: ВК ЗАО «Экспоцентр», 2002 — с. 20−22.
Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. — М.: Мир, 1986. — 504с.
Егоров Н. С. Биотехнология. — М.: Высш школа, 1987. — 159с.
Ратнер М., Ратнер д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи: Пер. с англ.— М.: Издательский дом Вильямсх.— 240с.
Сироткин О. С. Роль государства в создании конкурентоспособных наукоемких корпораций / Материалы конференции «Инвестиционные проекты и технологии». — М.: ВК ЗАО «Экспоцентр», 2002 — с. 29−32.
Федоров Б. Ф. Лазеры: Основы устройства и применение. — М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1988. — 189с.
Эвелто О. Принципы лазеров.— М.: Аврора, 1990. — 464с.
Сироткин О. С. Роль государства в создании конкурентоспособных наукоемких корпораций / Материалы конференции «Инвестиционные проекты и технологии». — М.: ВК ЗАО «Экспоцентр», 2002 — с. 29−32.
Глазьев С. Ю. Перспективы высокотехнологичных отраслей в условиях присоединения к ВТО // Материалы конференции третьего международного Форума «Высокие технологии оборонного комплекса». — М.: ВК ЗАО «Экспоцентр», 2002 — с. 20−22.
Белоконева О. Технология XXI века в России. Быть или не быть? // Наука и жизнь. — 2001. — № 1. — С.3−8
Белоконева О. Технология XXI века в России. Быть или не быть? // Наука и жизнь. — 2001. — № 1. — С.3−8
Егоров Н. С. Биотехнология. — М.: Высш школа, 1987. — 159с.
Бекер М.Е., Лиепиньш Г. К., Райпулис Е. П. Биотехнология. — М.: Агропромиздат, 1990. — 334с.
Брюннер В., Юнге К. Справочник по лазерной технике. / Под ред. А. П. Напартовича. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 275 с.
Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. — М.: Мир, 1986. — 504с.
Федоров Б. Ф. Лазеры: Основы устройства и применение. — М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1988. — 189с.
Эвелто О. Принципы лазеров.— М.: Аврора, 1990. — 464с.
Ратнер М., Ратнер д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи: Пер. с англ.— М.: Издательский дом Вильямсх.— 240с.
Введение
в нанотехнологию: пер. с яп. / Кобаяси Н.; пер. Хачоян А. В.; ред.
пер. Патрикеев Л. Н. — М. :
БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. — 134с.
Бекер М.Е., Лиепиньш Г. К., Райпулис Е. П. Биотехнология. — М.: Агропромиздат, 1990. — 334с.
