دید کلی

قورباغه هایی که درباره آن صحبت می‌کنیم، از غده‌های پوستی خود ، زهر ترشح می‌کنند، رنگشان زرد و حتی قرمز است و در اکوادر زندگی می‌کنند.‏

مکانیسم عمل قورباغه

این قورباغه‌های زهرپاش که در چندین خانواده رده بندی شده‌اند، با رنگهایشان خود را از ‏‏آسیب شکارگران در امان می‌دارند و در واقع ، با رنگ فریبنده به شکارگران هشدار می‏‏دهند که به سراغ آنها نروند. زهر موجود در بدن قورباغه ، فیلوباستی تریبیلیز تا حدی ‏زیاد ‏است که می‌تواند 20000 موش یا 20 انسان را بکشد. حتی تماس با این ‏قورباغه برای ‏انسان کشنده است.

مردم بومی کلمبیا ، هنگام شکار از زهر این قورباغه استفاده می‌کنند و آن را به ‏‏تیر و کمان خود می‌مالند.

بررسی و اکتشاف دانشمندان

در سال 1974 دانشمندان با بررسی زهر قورباغه زرد و کوچک ‏‏اپیپدو باستی تری کولور در یافتند که آلکالویید موجود در زهر این قورباغه ، مانند ‏داروی ‏مخدر ، واکنشی درد زدایی را در موشهای آزمایشگاهی ایجاد می‌کند. دانشمندان با مسایل زیادی روبرو بودند. حتی پس از جمع آوری 750 قورباغه ، فقط ‏500mg ‏‏زهر جمع آوری کردند. نمی‌دانستند عامل فعال این زهر چیست و بدتر از آن این قورباغه‌ها از گونه‌های حفاظت شده محسوب می‌شدند.

مشکلات دانشمندان به همین حالت ‏‏باقی بود تا اینکه در اوایل دهه 1990 روشهای تجزیه‌ای پیشرفته ای بوجود آمد که با ‏‏استفاده از آنها مشخص شد که عامل فعال زهر این قورباغه ، ترکیبی است که آن را اپی ‏‏باتیرین نام نهادند (بر گرفته از نام علمی این قورباغه).‏

ساختار اپی باتیرین

اپی باتیرین ساختاری شبیه به نیکوتین دارد و از طریق فعالسازی گیرنده استیل ‏کولین ‏نیکوتین عمل می‌کند و بدین ترتیب مانند مورفین که از راه گیرنده دیگری ‏عمل می‌کند، ‏اعتیاد آور نیست. اپی باتیرین ، در تسکین درد حیوانات 200 بار قوی‌تر از مورفین است.‏

تشکیل اپی باتیرین در بدن قورباغه

قورباغه‌های آزمایشگاهی ، اپی باتیرین تولید نمی‌کنند. بنابراین ، می‌توان نتیجه ‏گرفت ‏که فقط قورباغه‌ها در زیستگاههای طبیعی خود که از حشرات (مانند مورچه) ‏و گیاهان ‏تغذیه می‌کنند، اپی باتیرین دارند. شیمیدانان راههایی را برای ساخت این ماده ‏در ‏آزمایشگاه پیدا کرده‌اند.‏

کاربردهای پزشکی اپی باتیرین

سمیت این ترکیب ، فراتر از آن است که مورد استفاده انسانی باشد. بنابراین شیمیدانان ‏‏صدها مولکول مشابه آنرا ساخته‌اند. یکی از آنها یعنی ‏R‏ ـ 5 (2ـ آزیترینیل متوکسی) ـ2ـ ‏‏کلرو پیریدین که به اختصار 594 ـ ‏ABT‏گفته می‌شود، نسبت به اپی باتیرین سمیت ‏‏بسیار کمتری دارد و درد زدایی موثری تلقی می‌شود. 594 ـ ‏ABT‏ در حال حاضر در ‏‏آزمایشگاههای بالینی بکار می‌رود و به نظر نمی‌آید اعتیاد آور باشد.‏

در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990 ، دانشمندان به کشف موارد فوق‌العاده نایل آمدند. مولکول ساده اما بسیار سمی نیتریک اکسید در بسیاری از پستانداران از جمله انسان سنتز شده و اعمال بیولوژیکی مهمی را انجام می‌دهد. ماکروفاگها یا به عبارت دیگر سلولهای مربوط به سیستم دفاعی بدن در حضور اسید نیتریک ، باکتریها و سلولهای بدخیم را از بین می‌برند. نیتریک اکسید از اکسایش کاتالیز شده آنزیمی در بدن ایجاد می‌شود.

نیتریک اکسید ، توسط سلول به دیواره داخلی مویرگهای خونی ، آزاد شده و باعث شل شدن الیاف ماهیچه‌های مجاور می‌شود. این کشف در سال 1987 تاثیر نیترو گلیسیرین و سایر نیتراتهای آلی را در درمان آنژین و سایر حمله‌های قلبی توضیح می‌دهد. این مواد به صورت متابولیتی به NO تبدیل می‌شوند و این ماده وارد رگهای خونی می‌شود.
مطالعات اخیر ، نقش نیتریک اکسید را به عنوان انتقالگر عصبی در مغز و شاید به عنوان خالق حافظ روشن می‌سازد. به صورتی دیگر ، NO همچنین یک مخدر اعصاب است که آزاد شدن بدون کنترل آن ، می‌تواند باعث از بین رفتن وسیع سلولها شده ، سکته مغزی و یا ناهنجاریهای مغزی از قبیل بیماریهای آلزایمر و هاننتیگون را به همراه داشته باشد. در واقع پس از حمله اولیه مغزی در موش N² - نیتروزو ، L - آرژینین که از سنتز NO جلوگیری می‌کند، ضایعات مغزی را کاهش داده است. چنین مطالعاتی در زمینه خواص درمانی در این شرایط توجه زیادی را جلب کرده است.

امروزه تقاضا برای گاز طبیعی زیاد است و دانشمندان می‌دانند که منابع عظیم آن در کجا نهفته است. این منابع در واقع بلورهای یخی مرسوم به هیدراتها هستند. اما بیرون کشیدن آنها موضوع دیگری است. چشمپوشی از یک منبع انرژی دست نخورده برای شرکتهای سوخت فسیلی درست نیست. زیرا هنوز از تندرای قطب شمال گرفته تا اقیانوس هند ، ذخایر عظیم متان به صورت دست نخورده در بلورهای عجیب یخ مانند حبس شده‌اند.

تخمینها در مورد بزرگی این ذخایر بسیار متفاوت است. ولی ممکن است مقدار آنها بیش از دو برابر ذخایر متان متدوال شناخته شده باشد. اگر تنها بخشی از آنها قابل بازیابی باشند، در این صورت می‌تواند به عنوان انرژی ماندگار به شمار رود. با این حال ، خودداری شرکتهای تامین انرژی قابل درک است. زیرا استخراج متان از بلورهایی که به عنوان هیدراتها شناخته می‌شوند، پرهزینه است.

همچنین افراد زیادی به این ذخایر به چشم یک دردسر نگاه می‌کنند. آزاد شدن یکباره و دردسر آفرین گاز از این هیدراتها ، تلاش برای حفاریهای نفت را در هم می‌کوبد و برخی از پژوهشگران بر این اندیشه‌اند که ممکن است این واقعه دلیل ناپدید شدن مرموز بعضی از کشتیها بوده باشد. اما خیلی چیزها قابل تغییرند. شورای ملی نفت ایالات متحده ، به عنوان یک گروه مشاوره‌ای دولتی ، تخمین می‌زند که گذار از نیروگاههای برق یا سوخت زغال سنگ و نفت به نیروگاههای تمیزتز دیگر با نیروی متان ، همراه با افزایش کاربرد گاز طبیعی در خانه‌ها و صنایع طی پانزده سال آینده ، نیاز ایالات متحده به متان را به 40 درصد می‌رساند.

به همین ترتیب با رشد اهمیت منابع انرژی امن که به نوبه خود با ناپایداری دنباله دار در منطقه خاورمیانه برانگیخته شده ، نیاز به پژوهشهای بیشتر در زمینه هیدراتها افزایش خواهد یافت. این ذخایر زمانی تشکیل می‌شوند که بر اثر فشار زیاد ، آب موجود در رسوبات در دمای بالاتر از حد معمول ، یخ بزند که نتیجه آن افزایش حفره‌های ناپایدار نسبت به یخ معمولی می‌شود. در ادامه با کاهش دما حفره‌ها فرو ریخته ، یخ معمولی تشکیل می‌شود. ولی در بعضی از رسوبات حبابهای متان از مخازن زیرین بالا آمده و حفره‌ها را پر می‌کنند. حاصل کار ، تشکیل هیدرات متان است که شبیه یخ معمولی است، با این تفاوت که در مجاورت شعله می‌سوزد.

بسیاری از پلاستیکها را می‌توان با گرمادهی شکل داد. اما قالب گیری چنین گرمانرمهایی ، انرژی قابل توجهی مصرف می‌کند. به تازگی پژوهشگران بخش علوم مواد موسسه فناوری ماساچوست در کمبریج ، پلاستیک جدیدی ساخته‌اند که به جای گرمادهی ، به کمک اعمال فشار ، قالب گیری می‌شود. این فشارنرمها از اختلات نانو - فازی بسپارهایی مانند پلی استایرن و پلی (n - بوتیل آکریلات) یا پلی‌استایرن و پلی (2 - اتیل هگزیل آکریلات) حاصل شده‌اند.

هرگاه فشاری معادل 34.5 مگاپاسگال ، یعنی چند صد برابر فشار جو ، بر این بسپارها اعمال شود، نرم می‌شوند و می‌توان آنها به شکل دلخواه درآورد. این پژوهشگران بازیافت پذیری مواد خود را آزمایش کردند و دریافتند که نمونه‌های پیش و پس از بازیافت تا 10 چرخه بازیافت و قالب گیری بر اثر اعمال فشار ، ترکیب شیمیایی یکسان دارند. به گفته این پژوهشگران ، مزیت دیگر استفاده از فشار زیاد به جای گرما این است که در پلاستیکهایی که حاوی مواد افزودنی مانند ترکیبات ضد آتش و محافظ در برابر آفتاب هستند، خود این مواد نیز در خلال فرآیند محفوظ می‌مانند.

اخیرا فشارنرمها جانشین شمار زیادی از مواد ، مانند بسپارهای نیمه بلورین ، پلاستیکهای اصلاح شده و با لاستیک و کشپارهای گرمانرم شده‌ هستند و یا به عنوان ماده زمینه برای موادی بکار رفته‌اند که اجزای آنها به گرما حساس‌اند، مانند مواد دارویی با منشا زیستی.

اتانول ، نوعی منبع تجدید شونده انرژی محسوب می‌شود. اما استفاده از اتانول حاصل از منابع زیست توده ، به عنوان ماده سوختنی به فرآیند ، پر هزینه بوده و به انرژی برای خارج سازی آب همراه آن نیاز دارد. برای تولید هیدروژن از اتانول آبدار ، محققان روشی پیشنهاد کرده‌اند که شامل اکسایش جزئی آن در مجاورت کاتالیزگرهای رودیم یا رودیم - سدیم است.

واکنش در دمای 700 درجه سانتیگراد انجام می‌گیرد و از آنجا که این فرآیند گرمازا می‌باشد، لازم است که مخلوط اولیه فقط تا 140 درجه سانتیگراد گرم شود تا واکنش شروع شود. تنها محصول فرعی این فرایند CO₂ است و دیگر اینکه مقداری از هیدروژن از آب بدست آمده است. چنین مجموعه‌ای سوار بر وسایل نقلیه ، برای تبدیل سوخت مایع به هیدروژن ، می‌تواند جانشین منبع ذخیره هیدروژن در وسایل نقلیه دارای باتری ، سوخته شود.

شما هم الماس بسازید

الماسهای مصنوعی ابر سخت ، یک روزه و تقریبا از هوایی رقیق ساخته می‌شوند. راسل هملی ، سرپرست گروهی در موسسه کارنگی در واشنگتن دی سی که این الماسها را ساخته‌اند، می‌گوید: «بر اساس دانسته‌هایمان ، اینها سخت‌ترین بلورهای الماس هستند که ساخت آنها گزارش شده است.»

آزمایشها نشان داده است که بلورهای جدید حدود 50 درصد سخت‌تر از مجموعه‌ای از الماسهای طبیعی و مصنوعی هستند. همچنین آنها بزرگترین تک بلورهایی هستند که تاکنون با روش رسوب دهی بخار شیمیایی ، ساخته شده‌اند. اکثر الماسهایی که با این روش ساخته می‌شوند به صورت لایه‌هایی با ضخامت یک میلیمتر می‌باشند.

الماسهایی که گروه کارنگی ساخته‌اند، ضخامتی حدود 4.5 میلیمتر دارد که پس از برش و تراش به صورت سنگهای جواهر با با ضخامت 2.5 میلیمتر در می‌آید. این الماسها طی دو مرحله ساخته می‌شوند. ابتدا بارانی از کربن گازی شکل بر سطح الماس اولیه داده می‌شود تا لایه‌ای از الماس بر آن تشکیل شود.

این باران از پلاسمایی سرچشمه می‌گیرد که از برانگیزش مخلوطی از متان و هیدروژن با ذرات باردار حاصل شده است. سپس این لایه به صورت جواهر برش داده می‌شود و در دمای دو هزار درجه سانتیگراد و فشار 50000 تا 70000 اتمسفر قرار داده می‌شود. این مرحله عامل سختی فوق‌العاده الماسها محسوب می‌شود. این الماسها را می‌توان در ابزارهای برش و سایش بکار برد

بیشترین معادن جیوه دنیا در اسپانیا و ایتالیاست و مهمترین سنگ معدن آن سینابار یا سولفور جیوه است با گوگرد و‌ هالوژنها ترکیب می‌شود اما بر اسیدها بجز اسید نیتریک بی اثر است جیوه و ترکیبات آن توسط پوست و بلعیدن و تنفس جذب بدن می‌شود ماکسیمم مقدار مجاز بخار جیوه در هوای محیط کار 1.0 میلی گرم در متر مکعب و ماکسیمم مقدار جیوه مجاز موجود در ادرار 3.0 میلی گرم در لیتر است کلیه‌ها نقش مهمی در دفع جیوه از راه ادراری دارند ضمن اینکه بیشترین تجمع جیوه در اعضای بدن نیز در کلیه‌هاست.

خیلی شیرین	موادی شیرین‌تر از قند
ساخارین	درجه شیرینی آن 300 برابر قند معمولی است و توسط افراد دیابتی و آنهایی که رژیم غذایی دارند مصرف می‌شود. البته ثابت شده که موشها را به سرطان مبتلا می‌کند.
آسپاراتام	حدود 200 برابر از قند معمولی شیرین‌تر است و در حال حاضر در ساختن بیش از 3000 نوع فراوده غذایی یا دارویی بکار می‌رود.
آلیتام	نخستین بار در سال 1979 ساخته شد. شیرینی آن در حدود 2000 برابر قند معمولی است اگر این قند مجوز کار بگیرد مصرف اعجاب انگیز پیدا می‌کند.

مهمترین عامل وجود ابرهای استراتوسفری در نواحی قطبی است به دلیل سردتر بودن قطب جنوب این ابرها در آنجا پایدارترند تابش پرتوهای فرا بنفش خورشید در آغاز بهار باعث آزاد شدن رادیکال‌های کلر در مجاورت بلورهای یخ موجود در این ابرها می‌گردد.

اولا گازهایی که استفاده می‌شوند باید به سیم تنگستن موجود در لامپ صدمه نزنند. به همین دلیل از اکسیژن استفاده نمی‌کنند چون تنگستن را اکسید می‌کند. ثانیا اگر از گازی اصلا استفاده نکنند یعنی خلا باشد تنگستن بخار می‌شود از گازهایی باید استفاده کرد که حالت نجیب داشته باشند (یعنی به سختی واکنش بدهند) مثل آرگون ، نئون و هلیوم

بهتر است بدانید نور لامپ در مقابل گازهای زیر چه رنگی می‌شود:

Na بخار========================== زرد طلایی

Hg بخار========================== سبز پسته‌ای

H , He , Ar==========================سفید

Ne==========================نارنجی

هوا در شرایط خاص======================== بنفش

مقدمه

الکترون اتم

هسته

پروتون

نوترون

پرتوزایی طبیعی

1. تابش α آلفا: مرکب از دو پروتون و دو نوترون می‌باشد. این ذرات با سرعتی حدود 16000km/S از ماده پرتوزا بیرون می‌جهند.
2. تابش β بتا: مرکب از جریانی از الکترونهاست که تقریبا با سرعت 130000km/s سیر می‌کند.
3. تابش گاما: اصولا صورتی از نور با انرژی زیاد است. این پرتوها بی‌بار و شبیه به پرتوهای ایکس هستند.

شیمی تابش

اطلاعات اولیه

فوتونی پرانرژی که به یک سیستم جذب کننده وارد می‌شود، در یک تک مرحله به مولکولهای زیستی مهم ، آسیب ناشی از یونش وارد نمی‌آورد. در هر حالت ، فوتون ، دستخوش رویدادهای پراکندگی قرار می‌گیرد که به تولید الکترونهای پرانرژی می‌انجامد که سرانجام در گونه‌های مولکولی انرژی را رسوب می‌دهد. انرژی جنبشی این الکترونها عموما در گستره کیلو و مگا الکترون ولت است و برای اینکه آسیب ناشی از یونش در مولکولهای زیستی مهم موثر باشد، این الکترونها باید از رویدادهای انتقال انرژی ، حدود دهها الکترون ولت متاثر شوند.

برهمکنش تابش با مولکولها در محیط جذب کننده از طریق فوتون اولیه صورت نمی‌گیرد، بلکه بیشتر از طریق انتقال از ذرات باردار با انرژی جنبشی زیاد است که بر اثر فرآیندهای پراکندگی بوجود آمده‌اند. انرژی جذب شده در مولکول محیط ، می‌تواند به پرتاب یک یا چند الکترون از مولکول بیانجامد که به ایجاد یک زوج یون یا یونش مولکول هدف منجر شود. انرژی جذب شده ممکن است به بالا بردن الکترونها از حالت پایه به حالت برانگیخته بیانجامد، فرآیندی که برانگیزش نام دارد. مولکولها در حالت برانگیخته بسیار ناپایدارند.

فرآورده‌های اولیه رادیولیز آب

آب ، بخش بزرگی از محیط موجودات زنده را تشکیل می‌دهد و عجیب نیست که برای موجودات زنده ، مقدار چشمگیری از انتقال انرژی با این مولکول انجام می‌شود. اثر مستقیم برانگیزشها و یونشهای ناشی از الکترون ثانویه ، واکنش غالب در موجودات زنده برای تابش با LET (انتقال خطی انرژی) پایین به شمار می‌آید. نتیجه نهایی این شیمی تابش اولیه برانگیزش و یونش در یک آبدار که در یک مقیاس زمانی^12-10 _ ^16-10 ثانیه روی می‌دهد، عبارتند از: فرآورده‌های شامل H₂O و فرآورده‌های ناشی از تجزیه آن02O و ⁰OH و الکترون.

واکنش رادیکالهای آب با گیرنده آن

واکنش رادیکالهای آب یا آب ، به خودی خود ، فرآیند جالبی است، اما برای بدست آوردن یک نتیجه زیست شناختی ناشی از رویداد تابش ، باید یک برهمکنش شیمیایی از گونه واکنشی یا مولکولهای زیستی موجود باشد تا سرانجام به تداخلی در عملکرد یاخته‌ای طبیعی منجر شود. شیمیدانهای تابش ، عبارت رباینده را برای انواع مواد شیمیایی بکار می‌برند که با رادیکالها و سایر صورتهای فعال موجود در آب پرتو گرفته ، بر همکنش برقرار کنند.

رباینده که می‌تواند هر نوع مولکول قادر به بر همکنش باشد، با رادیکالها واکنش انجام می‌دهد تا شیمی آب را به سرانجامی برساند. نکته جالب این است که برای غلظتهای پایین هر مولکول رباینده ، کسری از رادیکالها که با رباینده برهمکنش انجام می‌دهد. تقریبا در گستره وسیعی از غلظت رباینده‌ها ، ثابت است.

کنش مستقیم و غیر مستقیم

آب با آثار ممکن بر سیستمهای زیستی ، رابطه دارد. علاوه بر واکنش پذیری فرآورده‌های رادیولیز آب که سبب می‌شود با مولکولهای زیستی مهم موجود در یاخته برهمکنش انجام دهند، این امکان هم وجود دارد که انرژی ذخیره شده توسط الکترون با انرژی جنبشی بالا مستقیما در مولکول زیستی مورد نظر ، ذخیره شود. در آن مورد واکنشهای فیزیکی - شیمیایی بیشتر در مولکولهای اجزای تشکیل دهنده مهم مانند DNA صورت می‌گیرد تا در آب ، نتیجه یونش و یا برانگیزش در اتمهای این مولکولها و تشکیل رادیکال از این مولکول زیستی حائز اهمیت است.

کنش مستقیم

برای این فرآیند ، انرژی مستقیما در مولکول هدف که دارای اهمیت زیستی است، بدون دخالت انواع رادیکالی حاصل از رادیولیز آب انباشته می‌شود. رابطه دوز - پاخ عموما لگاریتمی - خطی است، بطوری که در قالب رابطه زیر بیان می‌شود. که در آن تعداد آغازگر مولکولهای دست نخورده بوده ، تعداد باقیمانده پس از دوز مقداری ثابت است.

این رابطه بر این فرض استوار است که یک تک رویداد یونش یا برانگیزش در مولکولهای زیستی به تغییری خواهد انجامید که منجر به اتلاف فعالیت زیستی در مولکول می‌انجامد.

کنش غیر مستقیم

کنش غیر مستقیم ، عبارت است از حاصل کنش فرآورده‌های رادیولیتی آب بر هدف که از اهمیت زیستی ناشی می‌شود. مشخصه مهم کنش مستقیم از این قرار است که آسیب وارده از جانب این سازوکار ، عبارت است از آسیبی که تنها وقتی می‌تواند حادث شود که انواع رادیکال تولید شده از طریق رادیولیز آب به مولکولهای مهم زیستی ، برسند و با آنها برهمکنش برقرار نمایند.

بنابراین فرآیند ، معمولا از لحاظ پخش یا انتشار محدود می‌شود و غالبا رابطه دوز - پاسخ پیچیده خواهد بود. اثر غیر مستقیم به صراحت به صورت برهمکنش مولکولهای جسم حل شده و انواع واکنش پذیر مولکولهای حلال تعریف می‌شود که از طریق کنش مستقیم تابش بر حلال تشکیل خواهد شد. چون آب ، حلال عمده سیستمهای حیاتی است، اکثر کنشهای غیر مستقیم نتیجه انواع واکنش پذیر تشکیل شده از مولکولهای آب خواهد بود.

بازترکیب ، استرداد و ترمیم

بازگرداندن مولکولها به حالت قبل از پرتو گیری از طریق سه ساز و کار ممکن است: بازترکیب ، استرداد و ترمیم.

بازترکیب

بازترکیب می‌تواند در مراحل بسیار اولیه پس از رویداد پرتو گیری تحقق پذیرد، ضمن اینکه گونه‌های ناشی از رادیولیز آب تولید شده هنوز بسیار به یکدیگر نزدیک هستند. مقیاس زمانی برای بازترکیب کوتاهتر از ^11- 10 ثانیه است. بازترکیب به سادگی به هم نزدیک شدن زوج یونها یا زوج رادیکالها برای تشکیل شدن مولکولی است که از آنها ناشی شده‌اند.

استرداد

عبارت است از بازگشت شیمیایی مولکول تغییر یافته به حالت اولیه‌اش بدون دخالت مراحل آنزیمی یا مراحل کاتالیستی زیستی دیگر. مقیاس زمانی برای استرداد ، یک چهارم ثانیه یا کمتر است. استرداد شیمیایی می‌تواند به چندین طریق پیشروی کند که بعضی از آنها به خوبی فهمیده نشده است. مثالی برای فهم این فرآیند مفید خواهد بود.

• مثالی در مورد استرداد: فرض کنید که در نتیجه کنش مستقیم و غیر مستقیم ، DNA دستخوش یک رویداد شیمیایی شده است که یک رادیکال را در محلی از مولکول باقی می‌گذارد. این رادیکال به نوبه خود می‌تواند دستخوش واکنشی شود که آسیب را به نحوی کم و بیش دائم تثبیت کند (مثلا واکنش با اکسیژن) ، یا ممکن است با یک مولکول دیگر در واکنش مبادله رادیکال ، واکنشی را برقرار کند که مولکول DNA را به حالت قبل از پرتو گیری بازگرداند و یک رادیکال دیگر ، تولید شود. یک مثال نوعی از فرآیند اخیر می‌تواند برهمکنش رادیکال DNA با مولکولی که دارای سولفیدریل باشد، انجام گیرد که منجر به بازگشت مولکول DNA و تبدیل مولکول سولفیدریل به یک ترکیب رادیکالی باشد.

ترمیم

در یک مقیاس زمانی طولانیتر ، ممکن است ترمیم آنزیمی روی دهد. مقیاس زمانی برای این فر‌‌‌آیند چند دقیقه تا چند ساعت می‌باشد.

هدف بزرگ مولکولی در یاخته

هدف اساسی برای تبدیل شیمیایی ناشی از القای تابش یونساز که این تغییرات می‌توانند از لحاظ زیستی برای زنده ماندن سلول مهم باشد، هم اکنون فهمیده شده است که DNA است. این مولکول اطلاعات ژنومی لازم برای خود تکثیری و نوسازی زیست شیمیایی در یاخته و تقسیم یاخته‌ای را با خود حمل می‌کند. قسمتی از آسیب القا شده توسط تابش ، نتیجه کنش غیر مستقیم فرآورده‌های رادیولیز آب است. قسمتی از آن حاصل کنش مستقیم روی مولکول DNA است. ضمن اینکه DNA هدف عمده به شمار می‌آید.

روشن است که مولکولهای فعال زیستی دیگر موجود در یاخته نیز دستخوش غیر فعال سازی ناشی از آسیب تابشی مستقیم و غیر مستقیم می‌شوند. یاخته می‌تواند از دست دادنهای بسیار بزرگ را در فعالیت زیستی اکثر بیومولکولها ، جز DNA را بدون وارد آوردن نقص جدی به کارهایش ، تحمل کند. مثلا آنزیمها پیوسته ساخته می‌شوند و مولکولهای آسیب دیده مرتبا جایگزین می‌شوند.

شواهد موجود برای DNA به عنوان مولکول هدف

• برای موجودات زنده ساده‌تر مانند باکتری خوار و ویروسها ، می‌توان یک رابطه کمی بین آسیب وارد به DNA و کارکرد زیستی برقرار کرد.
  
  
• برای موجودات زنده عالیتر ، از دست رفتن کارکرد باگمستت تک‌رشته‌ای و یا دو رشته‌ای ، همبستگی دارد.
  
  
• ترمیم آسیب وارد بر DNA در بسیاری از موجودات زنده رابطه تنگاتنگی با زنده ماندن یاخته دارد که از طریق توانایی یاخته برای تقسیم شدن ، سنجیده می‌شود.
  
  
• یاخته‌هایی که فاقد توانایی ترمیم DNA ناشی از تغییر ژنتیکی هستند، به مراتب نسبت به پرتو گیری حساستر از یاخته‌های طبیعی هستند.
  
  
• عوامل شیمیایی که معلوم شده است، مانع ترمیم آسیب وارد بر DNA می‌شوند، حساسیت یاخته‌ها را نسبت به پرتو گیری ، افزایش می‌دهند.
  
  
• کنشهای مستقیم تابش یوننده بر DNA و سایر مولکولهای زیستی فعال در یاخته به سهولت به صورت گسیختگی پیوند یا تشکیل رادیکال در محل نهشت انرژی تجسم می‌یابد، که به غیر فعال شدن مولکول هدف می‌انجامد. کنشهای غیر مستقیم از طریق فرآورده‌های تجزیه تابشی پیچیده‌تر هستند.

• آسیبهای وارده بر DNA در اثر رادیکالها

  • گروههای کارکردی در پورینها ممکن است بطور برگشت ناپذیری تغییر کنند تا به حضور یک نوکلئوتید نادرست منجر شود.
    
    
  • آسیب وارد آمده به پورینها و پریمیدینها ممکن است چنان زیاد باشد که به از دست رفتن آنها در مولکول DNA منجر شود.
    
    
  • یکی از ساز و کارهای انتقال رادیکال معلوم است که تشکیل شده در مکان بازها به ستون قند - فسفات منتقل شده و منجر به اتلاف باز و قطع زنجیره شود.
    
    
  • وارد آمدن آسیب به محور اصلی دی اکسی ریبوز - فسفات DNA ممکن است سبب قطع این محور اصی و منجر به گسست یک تک رشته شود. وارد آمدن این آسیب بسیار مهم را گسست تک رشته‌ای (SSB) می‌نامند.
    
    
  • وارد آمدن آسیب به محور اصلی دی‌اکسی ریبوز - فسفات در دو یا چند نقطه مجاور ممکن است به گسیختگی مولکول منجر شود و این آسیب را گسست دو رشته (DSB) می‌نامند.

  گسیختگی زنجیره در DNA

  گسیختگی زنجیره تک رشته‌ای از مولکول DNA برای یاخته ، رویداد چندان خطرناکی نیست زیرا فرآیندهای ترمیم در سلولهای بازده بالایی هستند. عقیده همگان بر این است که گسستهای تک رشته‌ای در یک یاخته رویداد شایع است، خواه با تابش و خواه بدون تابش و ترمیم آن بسیار کارآمد است. گسستهای دو رشته ای DSB) DNA) برای یاخته دارای عواقب جدی تری هستند. DSB ، یک فرآیند مستعد خطا هستند که اغلب به جهش در ژنوم و یا از دست رفتن ظرفیت تولید مثل ، منجر می‌شوند.
  

تعاریف اولیه ‌از شیمی ‌دارویی

سیر تاریخی شیمی ‌دارویی

تاریخ معرفی شیمی ‌دارویی به عنوان علم

جنبه‌های بنیادی داروها

شکل داروها

• اصلاح خصوصیات فیزیکوشیمیایی ، مانند حلالیت ، پایداری و حساسیت به نور و اثر بر اعضاء مختلف
  
  
• بهبود نواحی زیستی از طریق اصلاح جذب ، افزایش قدرت و گسترش اثر
  
  
• کاهش سمیت

کاربرد داروها

1. تامین مواد مورد نیاز بدن ، مثل ویتامینها
   
   
2. پیشگیری از عفونتها ، مثل سرمهای درمانی و واکسنها
   
   
3. سمیت‌زدایی ، مانند پادزهرها
   
   
4. مهار موقتی یک عملکرد طبیعی ، مانند بیهوش کننده‌ها
   
   
5. تصحیح اعمالی که دچار اختلال شده‌اند و ... .

فعالیت زیستی داروها

• تجویز دارو (فروپاشی شکل دارویی مصرف شده)
  
  
• سینتیک دارو (جذب ، توزیع ، متابولیسم و دفع دارو)
  
  
• نحوه ‌اثر دارو (پدیده‌های شیمیایی و بیو شیمیایی که باعث ایجاد تغییرات زیستی مورد نظر می‌شوند.)

دارو نماها

طبقه‌بندی داروها

1. ساختمان شیمیایی
   
   
2. اثر فارماکولوژی
   
   
3. مصارف درمانی
   
   
4. ساختمان شیمیایی درمانی ، تشریحی
   
   
5. مکانیسم عمل در سطح سلول

نامگذاری داروها

1. شماره رمز یا رمز انتخابی
   
   
2. نام شیمیایی
   
   
3. نام اختصاصی غیر علمی ‌(تجاری)
   
   
4. نام غیر اختصاصی ژنریک
   
   
5. نامهای مترادف
   
   

شیمی نساجی

 

تاریخچه

رده بندی الیاف در صنعت نساجی

• الیاف طبیعی "Natural fibers" الیاف طبیعی شامل دو بخش الیاف نباتی و الیاف حیوانی می‌باشند.

• الیاف کانی "Mineral fibres": الیاف کانی الیافی هستند که مواد اولیه آنها از کانیها بدست می‌آیند مانند الیاف شیشه‌ای و الیاف فلزی.
  
  
• الیاف مصنوعی که شامل دو دسته می‌باشند: یکی الیافی که منشا طبیعی دارند ولی توسط انسان دوباره تهیه می شوند مانند ویسکوز ، استات و تری استات که هر یک ریشه سلولزی دارند. و دیگری الیاف سینتتیک یا مصنوعی که از مشتقات نفتی تولید می‌شوند مانند: نایلون ، داکرون ، ارلون یا بطور کلی پلی آمیدها ، پلی استرها ، پلی اورتانها ، پلی اکریلونیتریل ، پلی وینیل کلراید و ... .

مقدمات تکمیل کالای نساجی

روشهای تکمیل کالای نساجی

• روشهای مکانیکی: مانند تراش پارچه ، خار زدن ، اطو کردن ، پرس کردن و ... .
  
  
• روشهای شیمیایی: مانند تکمیل رزین ، سفید کردن و مقاوم کردن پارچه در برابر آتش و غیره. در این روش معمولا در اثر فعل و انفعالات شیمیایی حاصل بین لیف و ماده شیمیایی مصرف شده عمل تکمیل بدست می‌آید و یا اینکه ماده شیمیایی مصرف شده در اثر رسوب کردن و یا اضافه شدن در روی پارچه ، باعث تغییر در خواص پارچه می‌شود، مانند آهار دادن پارچه پنبه‌ای با محلول مواد پلیمری.
  
  
• روشهای مکانیکی- شیمیایی: در این حالت از روشهای مکانیکی و شیمیایی بطور توام بهره گرفته می شود، مانند بشور و بپوش کردن پارچه و یا تثبیت حرارتی پارچه.

انواع تکمیل

تکمیل موقت

تکمیل دائم

تکمیل ثابت

شستشوی کالای نساجی

آهار زنی و آهار گیری

مرسریزاسیون

سفیدگری

تکمیل ضد آب و دور کننده آب

• پوشش کل سطح پارچه توسط مواد هیدروفوب (موادی که آب را به خود جذب نمی‌کنند) است، به نحوی که تمام منافذ پارچه مسدود گردد. این روش تکمیل ضد آب نام دارد. پارچه با کاربردهای خیمه و چادر ماشین با این روش تکمیل می‌گردد.
  
  
• الیاف و یا نخ از مواد ضد آب پوشیده می‌شوند، به این ترتیب فضای بین نخها در پارچه کاملا باز می‌ماند و امکان انتقال هوا وجود دارد. این روش تکمیل دور کننده آب نام دارد و بیشتر پارچه‌های لباس مثل بارانی ، لباس ورزشی و کاربردهای مشابه با این روش تکمیل ضد آب می‌گردند. بعضی از مواد ضد آب و دور کننده آب عبارتند از: مواد هیدرولیز کننده نمکهای زیرکونیوم ، استره کردن سطح الیاف با اسیدهای چرب ، استفاده از رزینهای هیدروفوب مثل رزین کاربومید ، Permel ، Paraf fion و غیره ، ترکیبات آلی سیلیکونی و اسیدهای چرب کمپلکس گرم.

• تکمیل ضد آتش

  یکی از روش های تکمیل ضد آتش کالای نساجی ، پوشش آن بوسیله نمکهای آمونیوم می‌باشد که در گرما تولید آمونیاک نموده و بدین ترتیب با محبوس کردن آتش در خود باعث خاموش شدن و عدم پیشرفت آن می‌گردد. مناسبترین نمکهای آمونیوم ، دی آمونیوم فسفات و کربنات آمونیوم می‌باشد. سایر تکمیل کننده‌های ضد آتش عبارتند از: اکسیدهای نامحلول قلع ، آنتیموان و تیتان ، استره کردن سطحی سلولز با اسید فسفریک و یا دی آمونیوم در حضور اوره هیدروکسی متیل فسفونیوم کلراید (THPC) و غیره.
  

  تکمیل ضد باکتری و ضد قارچ

  مواد تکمیل کننده ضد باکتری بعنوان محافظت کننده از عرق عمل کرده و از تاثیر باکتریها و یا قارچها بر آن جلوگیری می‌کنند لذا چنانچه لباسهای ورزشی و یا لباس زیر با این مواد تکمیل گردند، از تخمیر عرق بدن توسط باکتریهای موجود در هوا و در نتیجه تجزیه و بوی بد آن جلوگیری می‌کنند. برخی از این تکمیل کننده‌ها عبارتند از: ترکیبات آمونیوم چهارتایی ، Irgasan DP300 ، Dodigen 226 ، پیوند زدن سلولز با نمکهای مس و نقره توسط گروههای کربوکسیل اسید آکریلیک و یا اسید متاکلریلیک و غیره.
  

  نرم کننده‌ها

  نرم کننده‌ها مایه لطافت و نرمی زیر دست پارچه می‌شوند و در اثر بیشتر کارهای چاپ و رنگرزی و عملیات تکمیل مانند ضد آتش کردن و ضد چروک کردن پارچه زیردست، حالت خشک و شکننده‌ای پیدا می‌کند که آنها را بوسیله نرم کننده‌ها ، نرم و لطیف می‌نمایند.
  
  متداولترین نرم کننده‌ها عبارتند از: استرهای اسیدفتالیک و بنزیل فتالاتها برای نرم کردن اغلب رزینها بویژه PVC ، تری ملیتانها برای نرم کردن رزینهای مصرفی در ساخت کابلهای سیم و برق و ساخت سایر عایقها ، هیدروکربنهای نفتی با وزن زیاد که دارای اتم N , S , O می‌باشند در ساخت لاستیکها بکار می‌روند، نرم کننده‌های مقاوم در برابر آتش سوزی مانند فسفاتهای آلی و پارفینهای کلردار ، نرم کننده‌های اپوکسی و پلی اورتان و غیره.
  
  

نگاه اجمالی

سیر تحولی و رشد

فرآیندهای نور شیمی

هدف نور شیمی امروزی

• پاسخ به تقاضا برای انواع واکنشهای جدید و کلی
• جستجو برای ارائه نظریه‌های استادانه در مورد عوامل کنترل کننده انتقالات حالت برانگیخته.

کاربرد نور شیمی در زندگی

• فتوسنتز از انرژی خورشید برای تولید کربوهیدرات از دی‌اکسید کربن و آب و همچنین افزایش یا برگشت اکسیژن به هوا استفاده می‌کند.
  
  
• نور با تغییراتی که در گازها و ذرات معلق در اتمسفر ایجاد می‌کند، باعث اصلاح ترکیبات ساختاری و شیمیایی آنها شده و لذا از حیات بر روی زمین محافظت می‌کند. در واقع تولید مولکول‌های پیچیده‌ی حیات از مولکول‌های کوچک خود ، باعث ادامه حیات می‌شود.
  
  
• کاربرد نور در سنتز مواد جدید ، چه برای مصارف بیولوژیکی و چه صنعتی است.
  
  
• بینایی در موجودات زنده یک فرایندی نور شیمیایی است.

پليمرها هم‌اكنون بطور وسيعي در امور مربوط به پزشكي همچون ساخت بافتها و اعضاء مصنوعي كاربرد دارند. بسياري از پليمرها زيست‌سازگار و زيست‌تخريب‌پذير مي‌باشند لذا از آنها مي‌توان در ساخت حاملهاي دارويي جهت كنترل سرعت رهاسازي داروها استفاده كرد. يكي از اين پليمرها پلي‌لاكتيك اسيد (PLA) است.

هم‌اكنون از نانوذرات هم به دليل اندازه كوچكشان براي كنترل دارورساني استفاده مي‌شود. اين بدان معني است كه آنها قادرند از بسياري از سدهاي مويرگي عبور كرده و وارد سلولها شوند و در يك محل مشخص تجمع يابند.

در مطالعه‌اي كه توسط محققان دانشگاه Southeast چين صورت گرفته است نانوكامپوزيت پليمري از تركيب PLA و نانوذرات دي‌اكسيد تيتانيوم ساخته شد. اين كامپوزيت جديد براحتي امكان تجمع داروي ضدسرطان دائونوربيسين در سلولهاي K562 مربوط به لوسمي را فراهم مي‌سازد و بنظر مي‌رسد كه اين كامپوزيت جديد حامل مناسبي جهت انتقال داروها باشد.

اين محققان متوجه شدند كه جذب دائونوربيسين بر روي نانوكامپوزيت به مراتب بيشتر از PLA و يا دي‌اكسيد تيتانيوم به تنهايي است و بنظر مي‌رسد كه از آن براي انجام شيمي‌درماني‌هاي موثر مي‌توان استفاده كرد.

آنها كار ساخت نانوفيبرهاي PLA را با روشهاي الكترواسپينينگ انجام دادند. در مرحله بعد نانوكامپوزيت PLA به روش مخلوط كردن دي‌اكسيد تيتانيوم و سوسپانسيون PLA تهيه گرديد.

محققان به كمك روش ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) مشاهده كردند كه داروي دائونوربيسين بصورت خودآرايي شده و يا فشرده درون مخلوط قرار گرفته است.

به گفته يكي از محققان، نانوكامپوزيت‌ها بسيار زيست‌سازگار بوده و همين مزيت آنها بر ساير سيستمهايي است كه مواد سمي همچون نانوذرات فلزات سنگين دارا مي‌باشند. آنها داراي سطوح گسترده‌اي نيز مي‌باشند كه باعث افزايش ميزان ذخيره داروي آنها شده و اينگونه كارايي دارو افزايش مي‌دهند.

بر اساس نظريه محققان، اگرچه در اين مطالعه داروي دائونوربيسين مورد استفاده قرار گرفته است با اين حال بنظر مي‌رسد از تعداد بسيار زيادي از داروهاي ديگر كه داراي بار مثبت مي‌باشند نيز در اين روش مي‌توان استفاده كرد. داروها بر روي سطوح با بار منفي نانوكامپوزيتها در محلولهاي خنثي از طريق واكنشهاي الكترواستاتيك و پيوندهاي غيركوالانت تجمع مي‌يابند.

آخرين مرحله از آزمايشات اين دانشمندان، انجام مطالعات درون‌تني جهت ارزيابي اثر اين فرآورده جديد در سيستم پيچيده‌تري همچون بدن موش مي‌باشد. نتايج اين مطالعه در مجله Biomedical Materials منتشر شده است

طبقه بندی مواد شیمیایی

مواد شیمیایی بطور عمده به دو گروه بزرگ مواد معدنی و مواد آلی تقسیم بندی می‌شوند. هر یک از این دو گروه ، در دو مبحث شیمی آلی و شیمی معدنی بررسی می‌شوند. در این مطالعه ، خواص فیزیکی و شیمیایی مواد آلی و معدنی ، منابع ، طریقه سنتز و واکنش‌ها و ... مورد بررسی قرار می‌گیرند.

مواد شیمیایی آلی

در قدیم ، ماده آلی به ماده‌ای اطلاق می‌گردید که بوسیله بدن موجودات زنده ساخته می‌شد. تا اینکه در سال 1828 ، "وهلر" (Wohler) دانشمند آلمانی ، برای اولین بار جسمی به نام اوره به فرمول CO(NH₂)₂ را در آزمایشگاه از یک ترکیب معدنی به نام ایزوسیانات تهیه نمود و از آن پس معلوم شد که می‌توان مواد آلی را نیز در آزمایشگاه ساخت......

                                                       بر روی ادامه مطلب کلیک کنین تا مطالب زیر را ببینین

مواد شیمیایی آلی

مواد شیمیایی معدنی

مقایسه مواد آلی و مواد معدنی

تقسیم بندی مواد شیمیایی آلی

هیدروکربنهای ساده

هیدروکربنهای نیتروژن‌دار ....

مواد شیمیایی آلی سمی