스마트 폴리머와

중합 효소 연쇄반응(PCR)에 대해서

스마트 폴리머 또는 자극 반응 폴리머는 환경의 아주 작은 변화에 극적인 방식으로 반응하는 폴리머로 구성된 재료입니다. 천연 고분자를 연구하는 과학자들은 생물학적 시스템에서 어떻게 작용하는지를 배웠으며 현재가 정보를 사용하여 특정 특성을 가진 유사한 인공 고분자 물질을 개발하고 있습니다. 이러한 합성 폴리머는 생명 공학 및 생물 의학과 관련된 일부를 포함하여 다양한 응용 분야에 잠재적으로 매우 유용합니다. 과학자들이 고분자 구조의 구조적 변화를 유도하는 화학 및 유발 요인에 대해 배우고 이를 활용하고 제어하는 방법을 고 안 함에 따라 스마트 폴리머가 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 생물학적 시스템의 특정 환경 변화를 감지하고 예측 가능한 방식으로 조정하여 약물 전달 또는 기타 대사 제어 메커니즘에 유용한 도구를 만드는 새로운 고분자 물질이 화학적으로 제조되고 있습니다. 상대적으로 새로운 생명 공학 분야에서 스마트 폴리머의 잠재적인 생의학 응용 및 환경 적 용도는 무한한 것으로 보입니다. 현재 생물 의학에서 스마트 폴리머의 가장 널리 사용되는 용도는 특정 표적 약물 전달입니다. 지 않고 신체의 특정 부위에 약물을 전달하는 방법을 찾는 문제에 직면해 왔습니다. 건강한 뼈와 조직에 대한 부작용의 예방도 중요한 고려 사항입니다. 연구자들은 전달 시스템이 원하는 목표에 도달할 때까지 약물 방출을 제어하기 위해 스마트 폴리머를 사용하는 방법을 고안했습니다. 이 방출은 화학적 또는 생리적 트리거에 의해 제어됩니다. 선형 및 매트릭스 스마트 폴리머는 반응성 작용기 및 측쇄에 따라 다양한 특성으로 존재합니다. 이 그룹은 pH, 온도, 이온 강도, 전기장 또는 자기장 및 빛에 반응할 수 있습니다. 일부 폴리머는 외부 조건에 따라 깨지고 재 형성될 수 있는 비공유 결합에 의해 가역적으로 가교됩니다. 나노 기술은 약물 전달에 적용된 덴드리머 및 풀러렌과 같은 특정 나노 입자 폴리머 개발의 기본 이되었습니다. 전통적인 약물 캡슐화는 젖산 폴리머를 사용하여 수행되었습니다. 최근의 개발은 고분자 가닥 사이에 통합되거나 포획된 관심 약물을 보유하는 격자 형 매트릭스의 형성을 보았습니다. 스마트 폴리머 매트릭스는 화학적 또는 생리적 구조 변경 반응에 의해 약물을 방출하며, 종종 가수 분해 반응으로 결합이 절단되고 매트릭스가 생분해 성 성분으로 분해될 때 약물이 방출됩니다. 천연 고분자의 사용은 폴리 무수물, 폴리 에스터, 폴리 아크릴산, 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트) 및 폴리 우레탄과 같은 인공적으로 합성된 고분자에 사용되었습니다. 헤테로 원자 (즉, 탄소 이외의 원자)를 포함하는 친수성, 무정형, 저 분자량 중합체는 가장 빠르게 분해되는 것으로 밝혀졌습니다. 과학자들은 이러한 특성을 다양 화하여 분해 속도를 조정함으로써 약물 전달 속도를 제어합니다. PCR 은 통제된 조건에서 DNA 중합 효소를 사용하여 여러 복제물을 생성하여 DNA 세그먼트를 증폭하는 분자 생물학 기술인 중합 효소 연쇄 반응을 의미합니다. DNA 세그먼트 또는 유전자의 단일 복사본을 수백만 개의 복사본으로 복제할 수 있으므로 염료 및 기타 시각화 기술을 사용하여 탐지할 수 있습니다. 1983 년에 개발된 PCR 과정을 통해 DNA 염기 서열 분석을 수행하고 개별 유전자의 뉴클레오티드 순서를 확인할 수 있습니다. 이 방법은 DNA 용해 및 복제를 위해 열 순환 또는 반응의 반복 가열 및 냉각을 사용합니다. PCR이 계속됨에 따라 "새로운"DNA는 복제를 위한 주형으로 사용되며 연쇄 반응이 계속되어 DNA 주형을 기하급수적으로 증폭합니다. PCR 기술은 단백질 공학 , 복제, 법의학 (DNA 지문), 친자 확인 검사, 유전성 및 또는 감염성 질병 진단, 환경 샘플 분석 등 생명 공학의 많은 영역에 적용됩니다. 특히 법의학에서 PCR은 아주 적은 양의 DNA 증거도 증폭하기 때문에 특히 유용합니다. PCR은 또한 수천 년 된 DNA를 분석하는 데 사용될 수 있으며, 이러한 기술은 80 만년 된 매머드에서 전 세계의 미라에 이르기까지 모든 것을 식별하는 데 사용되었습니다. PCR 절차로는 1단계 초기화, 이 단계는 hot-start PCR이 필요한 DNA 중합 효소에만 필요합니다. 반응을 94 ~ 96 ° C로 가열하고 1 ~ 9 분 동안 유지합니다. 2단계 변성은 절차에 초기화가 필요하지 않은 경우 변성 화가 첫 번째 단계입니다. 반응은 20-30 초 동안 94-98 ° C로 가열됩니다. DNA 템플릿의 수소 결합이 파괴되고 단일 가닥 DNA 분자가 생성됩니다. 3단계 가열 냉각은 반응 온도는 50 ~ 65 ° C로 낮아지고 20 ~ 40 초 동안 유지됩니다. 프라이머는 단일 가닥 DNA 템플릿에 어닐링 됩니다. 이 단계에서 온도는 매우 중요합니다. 너무 뜨거우면 프라이머가 붙지 않을 수 있습니다. 너무 차가 우면 프라이머가 불완전하게 결합될 수 있습니다. 프라이머 서열이 템플릿 서열과 밀접하게 일치하면 좋은 결합이 형성됩니다. 4단계는 연장, 신장이 단계의 온도는 중합 효소의 유형에 따라 다릅니다. DNA 중합 효소는 완전히 새로운 DNA 가닥을 합성합니다. 그리고 최종 연신율 이 단계는 최종 PCR주기 후 5-15 분 동안 70-74 ° C에서 수행됩니다. 또 최종 보류 이 단계는 선택 사항입니다. 온도는 4-15 ° C로 유지되고 반응을 억제합니다. PCR 절차의 3 단계는 1단계 지수 증폭:매주 기마다 제품 (복제되는 특정 DNA 조각)이 두 배가됩니다. 2단계 레벨링 오프 스테이지:DNA 중합 효소가 활성을 잃고 시약을 소비함에 따라 반응이 느려집니다. 3단계 고원:더 이상 제품이 축적되지 않습니다.