Công nghệ sinh học là gì? Các công bố khoa học về Công nghệ sinh học

Phương pháp PCR Ngược Dòng Thời gian Thực dựa trên huỳnh quang (RT-PCR) được sử dụng rộng rãi để định lượng mức mRNA ở trạng thái ổn định và là một công cụ quan trọng cho nghiên cứu cơ bản, y học phân tử và công nghệ sinh học. Các thử nghiệm dễ tiến hành, có khả năng xử lý khối lượng lớn, và có thể kết hợp độ nhạy cao với độ đặc hiệu đáng tin cậy. Công nghệ này đang tiến hóa nhanh chóng với sự xuất hiện của các enzym, hóa chất và thiết bị mới. Tuy nhiên, mặc dù RT-PCR thời gian thực đã giải quyết nhiều khó khăn vốn có trong RT-PCR thông thường, nó đã trở nên ngày càng rõ ràng rằng nó tạo ra những vấn đề mới cần giải quyết cấp thiết. Do đó, bên cạnh việc cung cấp bức tranh tổng thể về công nghệ RT-PCR thời gian thực, bài đánh giá này còn có mục tiêu bổ sung: sẽ mô tả và thảo luận cụ thể một số vấn đề liên quan đến việc giải thích các kết quả có tính chất số học và dễ dàng phân tích thống kê, nhưng độ chính xác của chúng bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự biến đổi của hóa chất và người điều hành.

Alginate là một polyme polysaccharide tự nhiên thể hiện tính tương thích sinh học và khả năng phân huỷ sinh học xuất sắc, có nhiều ứng dụng khác nhau trong lĩnh vực y sinh học. Alginate có thể được chế biến dễ dàng thành các vật liệu giá thể ba chiều có thể áp dụng như hydrogel, vi cầu, vi nang, bọt biển, bọt xốp và sợi. Vật liệu sinh học dựa trên alginate có thể được sử dụng làm hệ thống dẫn truyền thuốc và là phương tiện mang tế bào trong kỹ thuật mô. Alginate có thể dễ dàng biến đổi thông qua các phản ứng hoá học và vật lý để thu được các dẫn xuất có cấu trúc, tính chất, chức năng và ứng dụng khác nhau. Việc điều chỉnh cấu trúc và tính chất như khả năng phân hủy sinh học, độ bền cơ học, tính chất gel hóa và ái lực tế bào có thể đạt được thông qua kết hợp với các vật liệu sinh học khác, cố định hóa các ligand cụ thể như peptide và phân tử đường, và liên kết chéo vật lý hoặc hoá học. Bài tổng quan này tập trung vào những tiến bộ gần đây trong việc sử dụng alginate và các dẫn xuất của nó trong lĩnh vực ứng dụng y học, bao gồm chữa lành vết thương, phục hồi sụn, tái tạo xương và dẫn truyền thuốc, những điều này có tiềm năng trong ứng dụng tái tạo mô.

Bệnh van tim là một vấn đề sức khỏe cộng đồng nghiêm trọng và ngày càng gia tăng, trong đó việc thay thế bằng bộ phận giả là điều thường thấy. Các thiết bị giả hiện tại không đủ tốt cho người lớn trẻ tuổi và trẻ em đang phát triển. Các kênh van động mạch chủ sống được thiết kế mô có tiềm năng để tái cấu trúc, tái tạo, và phát triển, nhưng việc chế tạo độ phức tạp giải phẫu tự nhiên với tính không đồng nhất của tế bào vẫn còn là thách thức. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi áp dụng công nghệ sinh học in 3D để chế tạo các kênh van bằng chất dẻo alginate/gelatin sống với cấu trúc giải phẫu và việc kết hợp trực tiếp các loại tế bào kép theo cách bị hạn chế vùng. Các tế bào cơ trơn xoang gốc động mạch (SMC) và tế bào mô liên kết của nắp van động mạch (VIC) được bao bọc trong các đĩa hydrogels alginate/gelatin có khả năng sống qua 7 ngày trong môi trường nuôi cấy. Các hydrogels không có tế bào in 3D thể hiện sự giảm xu hướng, sức mạnh tối đa, và ứng suất tối đa giảm nhẹ trong suốt thời gian nuôi cấy 7 ngày, trong khi sinh học cơ học kéo của hydrogel chứa tế bào vẫn được duy trì. Các kênh van động mạch được in sinh học thành công với sự bao bọc trực tiếp SMC ở gốc van và VIC ở các nắp. Cả hai loại tế bào đều có khả năng sống (81,4 ± 3,4% đối với SMC và 83,2 ± 4,0% đối với VIC) trong các mô được in 3D. Tế bào SMC bao bọc biểu hiện mức alpha‐sợi cơ trơn cao, trong khi VIC biểu hiện mức vimentin cao. Những kết quả này chứng minh rằng các kênh van động mạch sống có độ phức tạp giải phẫu và bao bọc không đồng nhất có thể được chế tạo bằng công nghệ sinh học in 3D. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Phần A, 2013.

Mặc dù có một số công nghệ tách bốc hơi có khả năng về mặt kỹ thuật trong việc loại bỏ các sản phẩm dễ bay hơi từ nước lên men, chưng cất vẫn là công nghệ chiếm ưu thế. Điều này đặc biệt đúng đối với việc thu hồi nhiên liệu sinh học như ethanol. Trong bài báo này, tình trạng của công nghệ tách màng nổi lên, được gọi là công nghệ bốc hơi nước cho ứng dụng này, đã được xem xét. Nhiều vấn đề và ưu tiên nghiên cứu có thể ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh của công nghệ bốc hơi nước để thu hồi nhiên liệu sinh học từ các hệ thống lên men được xác định và thảo luận. Chúng bao gồm: tăng cường hiệu suất sử dụng năng lượng; giảm chi phí vốn cho các hệ thống bốc hơi nước; các thử nghiệm dài hạn với nước lên men thực tế; tối ưu hóa tích hợp công nghệ bốc hơi nước với thiết bị lên men; sự cộng hưởng khi thực hiện cả việc thu hồi rượu và khử nước dung môi bằng công nghệ bốc hơi nước với công nghệ ngưng tụ phân đoạn đông lạnh; và phân tích kinh tế cập nhật của công nghệ bốc hơi nước ở các quy mô sản xuất nhiên liệu sinh học khác nhau. Công nghệ bốc hơi nước hiện đang khả dụng để thu hồi nhiên liệu sinh học trong một số tình huống, nhưng việc ứng dụng rộng rãi hơn sẽ chỉ có thể khi có tiến bộ trong những vấn đề này. Được xuất bản vào năm 2005 cho SCI bởi John Wiley & Sons, Ltd.

Các enzym là những phân tử sinh học lớn cần thiết cho vô số sự chuyển đổi hóa học duy trì sự sống. Chúng thúc đẩy mọi quá trình trao đổi chất trong cơ thể và thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Enzym cực kỳ hiệu quả, có thể làm tăng tốc độ phản ứng lên tới 100 triệu đến 10 tỷ lần nhanh hơn bất kỳ phản ứng hóa học nào bình thường. Nhờ vào sự phát triển của công nghệ tái tổ hợp và kỹ thuật protein, các enzym đã phát triển thành một phân tử quan trọng được sử dụng rộng rãi trong nhiều mục đích công nghiệp và điều trị. Các enzym vi sinh vật hiện đang thu hút nhiều sự chú ý với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ enzym. Enzym vi sinh vật được ưu tiên do tính khả thi kinh tế, năng suất cao, độ đồng nhất, dễ dàng thay đổi và tối ưu hóa sản phẩm, cung cấp thường xuyên do không có biến động theo mùa, sự phát triển nhanh chóng của vi khuẩn trên môi trường rẻ tiền, độ ổn định và hoạt tính xúc tác cao hơn. Các enzym vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán, điều trị, nghiên cứu sinh hóa và giám sát nhiều bệnh tật đáng sợ. Amylase và lipase là hai enzym rất quan trọng đã được nghiên cứu rộng rãi và có ý nghĩa lớn trong các ngành công nghiệp khác nhau và ngành công nghiệp điều trị. Trong bài đánh giá này, một cách tiếp cận đã được thực hiện để làm nổi bật tầm quan trọng của các enzym khác nhau, đặc biệt tập trung vào amylase và lipase trong các lĩnh vực công nghiệp và y tế khác nhau.

Ngày nay, carotenoid là những phân tử có giá trị trong nhiều ngành công nghiệp như hóa học, dược phẩm, gia cầm, thực phẩm và mỹ phẩm. Những sắc tố này không chỉ có thể hoạt động như những tiền chất của vitamin A, mà còn có tính năng màu sắc và khả năng chống oxi hóa, điều này đã thu hút sự chú ý của các ngành công nghiệp và nhà nghiên cứu. Việc sản xuất carotenoid thông qua tổng hợp hóa học hoặc chiết xuất từ thực vật bị hạn chế bởi sản lượng thấp dẫn đến chi phí sản xuất cao. Điều này dẫn đến việc nghiên cứu sản xuất carotenoid từ vi sinh vật, như một lựa chọn thay thế đã cho thấy hiệu suất tốt hơn so với các phương pháp đã đề cập trước đó. Bên cạnh đó, sản xuất carotenoid từ vi sinh vật cũng có thể là một lựa chọn tốt hơn về chi phí, tìm kiếm những giải pháp thay thế như việc sử dụng các substrat có giá thành thấp từ các chất thải agro-industry. Nấm men đã chứng minh khả năng sản xuất carotenoid và cho thấy khả năng tăng trưởng quan trọng trong một số chất thải agro-industry, tạo ra mức carotenoid cao. Các chất thải agro-industry cung cấp nguồn carbon và nitơ cần thiết, cùng với các nguyên tố khác để thực hiện quá trình chuyển hóa vi sinh vật, giảm thiểu chi phí sản xuất và tránh ô nhiễm từ các chất thải agro-industry vào môi trường. Tại đây, chúng tôi thảo luận về các khái niệm chung và ứng dụng liên quan đến sản xuất carotenoid từ nấm men và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình carotenogenesis sử dụng chất thải agro-industry như substrat giá rẻ.

Có nhiều quan điểm khác nhau về ý nghĩa của phát triển năng lực liên quan đến công nghệ sinh học nông nghiệp. Trọng tâm của cuộc tranh luận này là liệu nó nên bao gồm phát triển nguồn nhân lực và cơ sở hạ tầng nghiên cứu, hay bao gồm một loạt các hoạt động rộng hơn, trong đó có phát triển năng lực sử dụng kiến thức một cách hiệu quả. Bài viết này sử dụng khái niệm hệ thống đổi mới để làm sáng tỏ cuộc thảo luận này, lập luận rằng cần phát triển năng lực đổi mới thay vì chỉ năng lực khoa học và công nghệ. Bài viết sau đó trình bày sáu ví dụ về các phương pháp phát triển năng lực khác nhau. Cuối cùng, bài báo đề nghị rằng chính sách cần có cách tiếp cận đa chiều trong phát triển năng lực phù hợp với quan điểm hệ thống đổi mới. Tuy nhiên, cũng lập luận rằng chính sách cần công nhận sự cần thiết phát triển năng lực của nhiều hệ thống đổi mới khác nhau và một phần quan trọng của nhiệm vụ phát triển năng lực là tích hợp các hệ thống khác nhau này tại những điểm chiến lược theo thời gian. Bản quyền © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

Sản xuất nhiên liệu sinh học lỏng để pha trộn với xăng dầu là một vấn đề quan trọng toàn cầu nhằm đảm bảo nguồn cung năng lượng, đồng thời giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, hỗ trợ phát triển công nghệ nông thôn với các công việc dựa trên kiến thức và giảm thiểu khí thải nhà kính. Hiện nay, việc thiết kế cho xây dựng nhà máy đã trở nên dễ tiếp cận và các quy trình mới sử dụng chất thải nông nghiệp và rác thải sinh hoạt đã đạt được mức độ trưởng thành tốt và tỷ lệ chuyển đổi cao (gần 90% polysaccharide được chuyển đổi thành monosaccharide sẵn sàng cho quá trình lên men). Để công nghệ 2G thành công hoàn toàn, vẫn cần khắc phục một số hạn chế ngăn cản việc vận hành nhà máy lần đầu tiên với công suất danh nghĩa. Chúng tôi cũng cho rằng sự thành công của công nghệ 2G yêu cầu phát triển logistics thuận lợi để đảm bảo cung cấp sinh khối và khiến tất cả các bên liên quan (nông dân, nhà đầu tư, doanh nhân công nghiệp, chính phủ, và những người khác) nhận thức rằng sự thành công phụ thuộc vào sự tiến bộ trong thỏa thuận. Sự tăng trưởng sản xuất ethanol cho năm 2020 dường như đã được đảm bảo với một số nhà máy 2G, nhưng các khoản đầu tư công/tư vẫn cần thiết để cho phép công nghệ 2G tiến lên từ giai đoạn rất sơ khởi sang công nghệ trưởng thành hơn và đã được củng cố.