آشنايي با مفاهيم مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي/‌١ چشم اندازي از مفهوم و كاربرد بيوتكنولوژي در مهندسي شيمي

واضح آرشیو وب فارسی:ايسنا: آشنايي با مفاهيم مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي/‌١ چشم اندازي از مفهوم و كاربرد بيوتكنولوژي در مهندسي شيمي

خبرگزاري دانشجويان ايران - تهران
سرويس: مسائل راهبردي ايران

اشاره:
آن‌چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست مقاله‌ي « چشم‌اندازي از مفهوم و كاربرد بيوتكنولوژي در مهندسي شيمي » از مجموعه‌ي متون آموزشي مفاهيم مهندسي نفت، ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و پژوهش‌گران سياست‌گذاري فناوري ست كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
در اولين مقاله سعي مي‌شود ضمن ارائه‌ي تعريفي از بيوتكنولوژي، اين گرايش در مهندسي شيمي توضيح داده شود.

واژگان

بيوتكنولوژي: زيست فناوري
ارگانيسم: سازواره، تركيب موجود زنده
ميكروارگانيسم: تركيبي از موجود زنده با اندازه و ابعاد بسيار كوچك (در حدود 0.1 ميلي متر) و قابل مشاهده با ميكروسكوپ
ميكروبيولوژي: دانش مطالعه ميكروارگانيسم ها
ياخته: سلول
آنزيم: مواد آلي‌ پيچيده‌ با ماهيت پروتئيني‌ كه‌ درموجود زنده‌ باعث‌ تبديل‌ مواد آلي‌ مركب‌ به‌ مواد ساده‌تر وقابل‌ جذب‌ مي‌گردند و در حقيقت نقش كاتاليزوري ايفا مي كنند.
بيولوژي: زيست شناختي
بيوراكتور: واكنشگاه زيستي- دستگاهي كه در آن فرايندهاي شيميايي مرتبط با ارگانيسم ها انجام مي گيرند و يا مواد بيو شيميايي فعال بدست آمده از ارگانيسم ها در آن نگهداري مي شوند.
مهندسي ژنتيك: تكنيك مطالعه تغييرات بوجود آمده در ساختمان سلول‌ها بخاطر حذف و يا اضافه شدن يك ژن خاص است. بر پايه اين تكنولوژي اطلاعات ژنتيكي مفيد از يك ارگانيسم به سلول يا ارگانيسم ديگري كه فاقد آن ژن ويژه است منتقل مي گردد.
بيوشيمي: زيست شيمي- دانش مطالعه فرايندهاي شيميايي در ارگانيسم ها. ساختار و عملكرد مولكولهاي بيولوژيكي، مكانيزم و محصولات بوجود آمده از واكنش آنها.
ذرات جاذب: عمدتاً مواد جامدي هستند كه مواد جداشونده مورد نظر بر روي آنها نشسته و سپس از محيط بيوراكتور خارج مي گردند. از اين ذرات جاذب براي انجام عمليات خالص سازي و يا جداسازي، بسيار استفاده مي گردد.

1ـ بيوتكنولوژي مجموعه‌اي از روش‌ها براي توليد، تغيير و اصلاح فرآورده‌ها (نظير محصولات دارويي، كشاورزي و غذايي) ، نژاد گياهان و جانوران و توليد ميكروارگانيسم‌ها جهت كاربرد‌هاي ويژه است كه به اين منظور، از ارگانيسم‌هاي زنده استفاده مي‌كند.

2ـ كاربرد روش‌هاي علمي و فني در تبديل بعضي مواد به كمك عوامل بيولوژيك (ميكروارگانيسم‌ها، ياخته‌هاي گياهي و جانوري و آنزيم‌ها) جهت توليد محصول مورد نياز و ارائه خدمات در عرصه كشاورزي، صنايع غذايي و دارويي و پزشكي.

3ـ مجموعه‌اي از فنون و روش‌ها كه در آن از ارگانيسم‌هاي زنده در فرآيندهاي توليد، تغيير و بهينه‌سازي نژاد گياهان و جانوران استفاده مي شود.

4ـ كاربرد تكنيك‌هاي مهندسي ژنتيك در توليد محصولات كشاورزي، صنعتي، درماني و تشخيص بيماري‌ها؛ با راندمان توليد بالاتر و در بيشتر مواقع با قيمت ارزان‌تر.

5ـ استفاده از سلول زنده يا اجزاي آن‌ها به منظور فرآوري و توليد محصول در مقياس انبوه

6ـ بهره‌برداري تجاري از ارگانيسم‌ها يا اجزاي آن‌ها

7ـ كاربرد روش‌هاي مهندسي ژنتيك در توليد يا دست‌كاري ميكرو ارگانيسم‌ها و ارگانيسم‌ها (با به‌ وجود آوردن تغييرات ژنتيكي)

8ـ علم رام كردن و استفاده از ميكروارگانيسم‌ها در راستاي منافع انساني

اگر چه تعاريف بالا هيچ يك به تنهايي توصيف كاملي از بيوتكنولوژي ارائه نمي دهند، اما با در نظر گرفتن مجموع مفاهيم ارائه شده، تا حدودي مي‌توان به تعريفي جامعي از بيوتكنولوژي دست يافت.

به اين ترتيب با مرور زمان دانشمندان به مفاهيم مشتركي در مورد تعريف بيوتكنولوژي نزديك‌ شده‌اند و هر متخصص و دانشمندي تعريف جداگانه‌اي از بيوتكنولوژي ارائه مي‌دهد.

علت اين حقيقت را نيز بايد در ماهيت بيوتكنولوژي جست.

بيوتكنولوژي همانند زيست‌شناسي، ژنتيك يا مهندسي بيوشيمي يك علم پايه يا كاربردي نيست كه بتوان محدوده و قلمروي آن را به سادگي تعريف كرد. بيوتكنولوژي شامل حوزه‌اي مشترك از علوم مختلف است كه در اثر همپوشاني و تلاقي اين علوم با يكديگر به وجود آمده است. بيوتكنولوژي معادل زيست‌شناسي مولكولي، مهندسي ژنتيك، مهندسي شيمي يا هيچ يك از علوم سنتي و مدرن موجود نيست، بلكه پيوند ميان اين علوم در جهت تحقق بخشيدن به توليد بهينه يك محصول حياتي (زيستي) يا انجام يك فرآيند زيستي به روش‌هاي نوين و دقيق با كارآيي بسيار بالا مي‌باشد.

بيوتكنولوژي را مي‌توان به درختي تشبيه كرد كه ريشه‌هاي تناور آن را علومي بعضاً با قدمت زياد مانند زيست ‌شناسي به ويژه زيست‌شناسي مولكولي، ژنتيك،‌ ميكروبيولوژي، بيوشيمي، شيمي، مهندسي شيمي، مهندسي بيوشيمي، گياه‌شناسي، جانور شناسي، داروسازي، كامپيوتر و ... تشكيل مي‌دهند، ليكن شاخه‌هاي اين درخت كم و بيش به تازگي روييدن گرفته‌اند و هر لحظه با رشد خود شاخه‌هاي فرعي بيشتري را به وجود مي‌آورند.

تقسيم‌بندي بيوتكنولوژي به شاخه‌هاي مختلف نيز برحسب ديدگاه متخصصين و دانشمندان مختلف فرق مي‌كند و در رايج‌ترين تقسيم‌بندي از تلاقي و پيوند علوم مختلف با بيوتكنولوژي استفاده مي‌كنند و نام شاخه‌اي از بيوتكنولوژي را بدين ترتيب وضع مي‌كنند. مانند: بيوتكنولوژي پزشكي كه از تلاقي بيوتكنولوژي با علم پزشكي به وجود آمده است يا بيوتكنولوژي كشاورزي كه كاربرد بيوتكنولوژي در كشاورزي را نشان مي‌دهد. بدين ترتيب مي‌توان از بيوتكنولوژي داروييPharmaceutical Biotechnology ، بيوتكنولوژي ميكروبي Microbial Biotechnology، بيوتكنولوژي دريا Marine Biotechnology ، بيوتكنولوژي قضايي يا پزشكي قانوني Forensic Biotechnology ، بيوتكنولوژي محيطي Environmental Biotechnology، بيوتكنولوژي غذاييFood and food stuff Biotechnology بيوانفورماتيك Bioinformatics، بيوتكنولوژي صنعتي Industrial Biotechnology، بيوتكنولوژي نفت، بيوتكنولوژي تشخيصي و ... نام برد.

اين شاخه‌هاي متعدد در عمل، همپوشاني‌ها و پيوندهاي متقاطع زيادي دارند و باز به دليل ماهيت همه جانبه‌ي بيوتكنولوژي نمي‌توان در اين مورد نيز قاطعانه محدوده‌هايي را براي آن‌ها تعيين نمود.

گستردگي كاربرد بيوتكنولوژي در قرن بيست و يكم به اندازه‌اي ست كه اقتصاد، بهداشت، درمان، محيط زيست، آموزش، كشاورزي، صنعت، تغذيه و ساير جنبه‌هاي زندگي بشر را تحت‌تأثير شگرف خود قرار خواهد داد. به همين دليل انديشمندان جهان قرن بيست و يكم را "قرن بيوتكنولوژي" نام‌گذاري كرده‌اند.

بدين ترتيب با توجه به مفهوم كلي و همه جانبه بودن بيوتكنولوژي و بين رشته اي بودن آن، مي توان اذعان داشت كه مهندس «شيمي- بيوتكنولوژي» فردي است كه از مهندسي شيمي به مبحث بيوتكنولوژي وارد مي‌شود.
براي نمونه در طراحي يك بيورآكتور بايد پارامترهاي مختلفي همچون فشار، دما، pH و نوع رآكتور مدنظر قرار گيرد كه تمام اين موارد در رشته مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي مورد بحث قرار مي‌گيرد. در واقع در مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي، با فهم و اطلاعات مهندسي پا به عرصه بيوتكنولوژي مي‌گذاريم؛ در نتيجه يك فرد با تخصص مهندسي قادر خواهد بود كه يك بيورآكتور را طراحي كند.

مثال‌هاي زيادي وجود دارد كه مهندسي شيمي-گرايش بيوتكنولوژي را از مهندسي شيمي جدا مي‌كند. استفاده از جاذب‌هاي مختلف در فرآيندهاي تخليص و جداسازي، نمونه اي از آن مي‌باشد. طراحي اين ذرات جاذب برعهده يك مهندس شيمي- گرايش بيوتكنولوژي مي‌باشد كه با درايت بتواند ذرات جاذب را طراحي نمايد.

در مقالات بعدي به توضيحي تفصيلي درباره مفاهيم بيوتكنولوژي در شاخه مهندسي شيمي، قلمرو اصلي كاربردهاي بيوتكنولوژي، نانوبيوتكنولوژي و غيره خواهيم پرداخت.

تدوين: مهندس سيما مولائي
دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي دانشكده شيمي- نفت دانشگاه صنعتي شريف
ليسانس مهندسي شيمي دانشگاه لاساپينزا(La Sapienza) رُم-ايتاليا و مهندسي شيمي- پتروشيمي دانشگاه شيراز
خبرنگار مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي سرويس مسائل راهبردي ايران
انتهاي پيام
چهارشنبه 22 خرداد 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: ايسنا]

[مشاهده در: www.isna.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 518]