Хімія

Генна інженерія


Оглядова сторінка з рекомендованим порядком навчальних блоків з предметної області «Генна інженерія» для вивчення біохімічних методів роботи.

Еволюційні методи 45 хв.

Приклади застосування еволюційних методів: фаговий і рибосомний дисплей, синтези Мерріфілда.

Генна інженерія рослин 80 хв.

Представлено найважливіші процеси генної інженерії в рослинах.

Клонування 50 хв.

Опис сучасних методів клонування.

ПЛР

Знайомство з ПЛР120 хв.

Основна послідовність полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР), необхідні компоненти та можливі варіанти використання представлені та проілюстровані в цьому навчальному модулі.

Застосування ПЛР40 хв.

Представлено та коротко пояснюється можливі застосування ПЛР в біохімії, молекулярній біології, медицині та судовій експертизі.

ПЛР на практиці120 хв.

ПЛР була встановлена ​​як стандартний молекулярно-біологічний метод в лабораторії протягом багатьох років. Однак кожна програма може пред’явити особливі вимоги до цієї технології, наприклад, щодо кількості вихідного субстрату, оптимального діапазону температур або використання мРНК замість ДНК як вихідного матеріалу. ПЛР у реальному часі на даний момент є найважливішим подальшим розвитком оригінального методу ПЛР, який дозволяв лише визначити кінцеву точку. За допомогою ПЛР у реальному часі за реакцією можна стежити в режимі реального часу за допомогою світлового випромінювання від флуоресцентних зондів, а також можна визначити кількість вихідного субстрату.

Підручник

Генна інженерія рослин

У цьому посібнику розглядаються аспекти селекції рослин, захисту рослин та «зеленої генної інженерії» в сільськогосподарських культурах.


Технологія процесу

технологія процесу відноситься до всіх технічних процесів, в яких продукт створюється із сировини або вихідної сировини за допомогою хіміко-фізичних або біологічних процесів. Він стоїть між видобутком сировини і завершенням виробництва продукції.

Одним із прикладів є вилучення металів з руд або виділення окремих компонентів сирої нафти. Сировина виробничого процесу сама може бути продуктом попередньої обробки, а продукт може піддаватися подальшій обробці. Ця мережа відома як виробнича мережа. Відновлення та переробка цінних матеріалів із відходів також входить до сфери технологічної техніки. Зростаюче виробництво енергії на основі відновлюваної сировини (біоенергії) також вимагає використання методів технологічного процесу.


Зміст

Згідно з визначенням Товариства технологічної та хімічної інженерії (GVC), технологія процесу з техніко-економічним здійсненням усіх процесів, в яких речовини змінюються за типом, властивостями та складом. Отже, це інженерна наука про перетворення матерії. На практиці інженер-технолог часто тісно співпрацює з науковими дисциплінами, напр. B. працює з хіміками як розробники та перетворює їхні висновки у здійсненні технічні концепції та процеси. Зокрема, збільшення масштабів виробництва та енергетичного бюджету процесу часто є вирішальними питаннями.

Проте впровадження технічно розробленого та запланованого заводу, яке називається будівництвом заводу, також охоплюється технологічною технологією. Основним завданням інженера-технолога є вибір і проектування обладнання, комплектуючих і матеріалів, які будуть використані для будівництва. Крім того, вимірювання та інженерне планування керуючого процесу стає дедалі більш широким. Знання, отримані в результаті процедурної теоретичної та експериментальної роботи, часто включаються в комп’ютерне моделювання. Потім вони служать відправною точкою або навіть моделлю управління для контролю процесу. Завдяки дуже міждисциплінарному дизайну курсу випускники знаходять дуже широкий спектр практичних застосувань. Від роботи в якості наукового співробітника в лабораторії, як розробника і програміста моделювання або систем управління, до роботи в якості інженера з розрахунку та проекту, до керівника будівництва або оператора виробничих установок, інженери-технологи та хіміки задіяні у всій хімічній, енергетичній і харчової промисловості, і фармацевтичної промисловості, а також у відповідних заводобудівних підприємствах і науково-дослідних установах.

Курси з інженерних процесів пропонуються в Німеччині в технічних університетах та інших університетах. Відповідні програми для отримання ступеню різняться в деталях між університетами. Залежно від традицій чи тематичної спрямованості відповідного закладу навчання може бути більш орієнтоване на технології чи хімію (див. хімічна інженерія). Якщо в деяких університетах, наприклад, інженерія технологічних процесів відгалужується безпосередньо від машинобудування як спеціальності, в інших закладах предметом є незалежний базовий ступінь або ступінь бакалавра для подальшого зосередження, наприклад, інженерія біопроцесів або магістра чи магістра в галузі хімічної інженерії. Для цього існують також окремі технологічні предмети або спеціалізації за самостійними науковими напрямами. Це, наприклад, агротехніка або технологія тваринництва в рамках аграрної науки. Також все частіше пропонуються спеціалізації в галузі технологічної техніки (будівництво енергетичних установок, відновлювані джерела енергії). Машинобудування та електротехніка часто включені в предмет. Після технічних розробок це іноді призводить до створення нових предметів, таких як інженерія навколишнього середовища, біотехнологія або харчові технології.

Крім того, німецьке та англійське використання термінів у технологічному та хімічному машинобудуванні відрізняється. як Технологія – це інженерна діяльність інженера англійською мовою. Предметом вивчення, що відповідає німецькому визначенню технологічного процесу, є переважно англомовні країни Хімічне машинобудування (також, наприклад, також іспанською мовою: Ingenieria química). З іншого боку, у Німеччині чітко розрізняють техніку процесу та хімічну інженерію у вищих навчальних закладах.

Ступінь на курсах інженерних процесів у Федеративній Республіці Німеччина була переважно академічним ступенем дипломованого інженера. У рамках Болонського процесу тут також відбулася зміна або запровадження нових вчених ступенів бакалавра та магістра, які спираються один на одного.

Технологія розвинулась від початку будівництва трубопроводів і котлів до міждисциплінарної науки. Сьогодні для проектування процесів до того ж

  • природничі науки та науки про матеріали для опису процесу та його матеріальних ефектів
  • економічні, соціальні, політичні та юридичні науки для прийняття, рамкових умов та функціонування процесу

необхідний. Крім того, всі інші інженерні науки використовуються для впровадження цього процесу в будівництво заводів.

Технологічні системи виробляють від кількох грамів до кількох мільйонів тонн на рік. Виробляються прості хімічні речовини до складних компонентів. Щоб мати можливість описати велику кількість процесів, вони розбиті на одиничні операції, які більше не мають фізичного сенсу і з одним фізичним процесом, таким як змішування або випаровування. Етапи процесу, що представляють собою просторово нерозривну комбінацію кількох основних операцій, зазвичай також називають основними операціями. Класи основних процедурних операцій, наприклад:

  • Зміна властивостей матеріалу: подрібнення, охолодження, сушка, ...
  • Зміна складу матеріалу: фільтрація, перегонка, ...
  • Зміна типу речовини: окислення, гідрування, полімеризація, ...

Ці основні операції об’єднані разом і в результаті утворюють загальний процес. Процес, розроблений таким чином, піддається розрахунку та здійсненню, але не оптимізований за енергією та простором. Високий тиск у галузі, кращі варіанти моделювання та аналізу, а також краще фізичне розуміння означають, що сьогодні все більше і більше основних операцій об’єднуються на одному етапі процесу. Однак, щоб зрозуміти загальний контекст, має сенс розглянути процес у вигляді окремих основних фізичних етапів.

Тому технологічна техніка все ще підрозділяється за фізичними процесами основних операцій на:

  • Машинобудування,
  • Хімічний процес,
  • теплотехніка і
  • інші процеси, які зазвичай додаються як фізичні процеси до хімічної технології.

Крім того, існує незліченна кількість складних, нерозривних процесів, таких як:

Так само необхідні допоміжні, впроваджувальні та спеціальні дисципліни, такі як:

Інша, старіша структура заснована на групах речовин: інженерія харчового виробництва, інженерія виробництва пластмас тощо.

У фармації інженерно-технологічний процес у фармації називають галеном як рецепт (стара: теорія лікарських форм). У промисловості його називають технологією обробки або фармацевтичною технологією.

По суті, кожна розробка процесу, що включає матеріальний потік, включає розробку процесу. Тому вона є частиною кожної науки, яка не згадується. Технологія робить акцент на самому процесі і намагається оптимізувати його з заданими граничними умовами. В інших дисциплінах певний процес зазвичай припускається як увага зосереджена на інших аспектах.

Інженерія процесу займається тим же предметом, що й інші природничі науки, і використовує свої інструменти. На відміну від інших природничих наук, техніка не намагається виявити новий зв'язок, а скоріше зробити визнане з'єднання технічно придатним. Питання, що виникають при проектуванні нових процесів, зазвичай призводять до тісної співпраці з іншими природничими науками.

Інженери-технологи використовують інструменти інженерії. Вони визначають простір і умови, за яких відбувається процес.

Хімічна інженерія - це дисципліна технологічної інженерії, яка зосереджується на хімії. Навпаки, екологічні технології зосереджуються на юридичних, токсикологічних та логістичних аспектах постачання та утилізації.

Технологія механічної обробки

Інженерно-механічний процес розглядає себе як користувача механіки або механіки рідини. Тому вона має справу з процесами зміни речовини, які засновані на механічній дії. Чотири основні групи процесів – це подрібнення та агломерація, а також змішування та розділення (фільтри, сита).

Історично його коріння лежать у будівництві трубопроводів та твердотехнологічних процесах. Традиційно зберігання, транспортування та дозування твердих, сипучих і рідких вантажів (наприклад, транспортування насосами) зазвичай додаються до машинобудування.

Теплотехнічна обробка

Теплотехніка, зокрема, займається процесами термічного поділу та очищення, такими як дистиляція, а також процесами ректифікації та екстракції. Процеси, які виконуються з використанням мембранної технології, також є частиною теплової техніки.

Хімічна інженерія редаг

в Хімічний процес (Інженерія хімічних реакцій) займається перетворенням речовин за допомогою хімічних реакцій і утворює найміцніший зв’язок між технологічним процесом і хімією. Зокрема, розглянуто перехід від лабораторного масштабу хімії до промислового. Це включає, наприклад, будівництво дослідних установок і дослідження кінетики. Таким чином, інженер-хімік виконує значну роботу по впровадженню лабораторних результатів у виробничий процес. Сьогодні цю передачу масштабу зазвичай називають «масштабуванням».

Електрохімічний процес Редаг

Електрохімічна технологічна техніка займається технічними застосуваннями електрохімічних явищ (наприклад, синтез хімічних речовин, електролітичне рафінування металів, батарей і паливних елементів, датчиків, модифікація поверхні шляхом гальванічного осадження та травлення, поділу та корозії). [2]

Редагування біопроцесної інженерії

Біопроцесна інженерія (також інженерія біопроцесів або біоінженерія) — це область біотехнології, яка займається впровадженням інженерних процесів, або частина технологічної інженерії, яка займається біотехнологічними процесами. Біотехнологія робить перетворення матеріалів за допомогою біологічних процесів, які можна використовувати в технічних застосуваннях. Ці процеси можуть здійснюватися ферментами (раніше: ферментом), що містяться в клітинах (переважно бактерії, дріжджі, гриби) або ізольованими ферментами. В обох випадках говорять про біокаталіз, біосинтез або ферментацію. Навпаки, про культивування говорять лише тоді, коли використовуються клітини, які розмножуються або метаболізуються під час процесу. Підгалузями біотехнології є z. Б. мікробіологія, хімія та біохімія. Методи генної інженерії можна використовувати, але вони не обов’язково використовуються у всіх біотехнологічних застосуваннях. Важливою галуззю біотехнології є технологічна техніка, яка реалізує процеси в дослідницькому або виробничому масштабі. Сюди входить загальне планування та впровадження процесу, розробка методів контролю технологічного процесу та підготовки продуктів, контроль виробничих процесів та їх постійна оптимізація.

Плюси і мінуси редагування

Біотехнологічні процеси можуть мати різні переваги та недоліки порівняно з хімічними процесами:

  • Хімічні процеси іноді вимагають екстремальних умов (наприклад, високих тисків та/або температури) та токсичних хімікатів. Біологічні процеси відбуваються в менш екстремальних умовах і можуть замінити різні хімічні процеси через економічні та екологічні переваги.
  • Деякі сполуки не можна синтезувати хімічними методами, але можна отримати біотехнологічним шляхом.
  • Зокрема, у фармацевтиці може знадобитися використовувати лише один варіант хіральних сполук. У випадку біотехнологічного виробництва існує лише один варіант, тоді як у випадку хімічного виробництва зазвичай обидва.
  • Оскільки біологічні процеси не можуть відбуватися при як завгодно високих температурах, швидкість реакції також обмежена. Тому реакторам тут часто потрібні більші обсяги, ніж у небіологічних процесах.

Області редагування додатків

Застосування біотехнологій сильно відрізняються і тому поділяються на різні сфери. На додаток до біотехнологічної інженерії для виробництва певних сполук, ці окремі галузі можуть також включати інші галузі:

  • Біла біотехнологія (промислова біотехнологія) може включати хімічні процеси, в яких Неферментні каталізатори використовувати, замінювати та доповнювати. Є z. B. Виробляються тонкі та основні хімічні речовини, ферменти та інші.
  • Червона біотехнологія (медична біотехнологія) має різноманітні завдання, зокрема біотехнологічне виробництво активних інгредієнтів, діагностику та вакцини.
  • Зелена біотехнологія в першу чергу спрямована на оптимізацію посівів. Біопроцесна інженерія тут відіграє підпорядковану роль
  • Сіра біотехнологія (екологічна біотехнологія) використовує ферменти та мікроорганізми для очищення питної води, стічних вод, відпрацьованого повітря, відходів, вихлопних газів та іншого.
  • Блакитна біотехнологія (морська біотехнологія) використовує морські мікроорганізми.
  • Жовта біотехнологія (в основному визначається як харчова біотехнологія) використовується в харчовій промисловості, напр. Б. для виробництва пива з використанням дріжджів, йогурту та квашеної капусти з використанням молочнокислих бактерій тощо.

У той час як терміни біла, червона та зелена біотехнологія встановлені, інші кольорові призначення поки що були менш поширеними. [3]

Редагування типів процесів

Численні можливі застосування призвели до різних процесів, які можуть сильно відрізнятися. Часто використовуються біореактори (ферментатори). Ферментатори зазвичай містять мішалки для гомогенізації, пристрої для встановлення температури та інші технології для моніторингу та контролю важливих параметрів.

  • Особливо в білій і червоній біотехнології використовуються стерилізуючі ферментери, в яких можна точно контролювати параметри (температуру, вміст кисню, значення pH тощо). [4]
  • У сірій біотехнології використовуються різні біореактори, такі як B. Дигестивні башти в очисних спорудах, ферментери у виробництві біогазу та біофільтри для очищення відпрацьованого повітря.
  • У харчовій технології (жовта біотехнологія) z. Б. використовуються у бродильних ємностях виробництва пива як біореактори.
  • Інші біореактори з. B. реактори з водоростями, фотобіореактори, водневі біореактори тощо.

Вироби виготовляються за різними принципами:

  • Ферменти можуть забезпечити перетворення речовини.
  • Часто культивують мікроорганізми, продукти метаболізму яких є продуктом (наприклад, етанол, бутанол, цитрат).
  • Речовини для зберігання культивованого виду, такі як B. Продуктом може бути полігідроксимасляна кислота для зберігання мікробних вуглеводів.
  • Генетична модифікація може викликати надмірну експресію у виду, який буде культивуватися, або новий метаболічний шлях може бути перенесений у вид, щоб бажаний продукт вироблявся з високим урожаєм.

Після виробництва (ферментації) зазвичай необхідна подальша переробка. Залежно від процесу, це може бути дуже складним і включати такі етапи, як руйнування клітин, фільтрація, хроматографія та інші. Ця область також віднесена до біотехнологічної інженерії. [4]

Редагування технологічних систем

Системна технологічна інженерія як частина теорії інженерних систем має завдання моделювати динамічну поведінку технологічних систем, оптимізувати структуру системи та проектувати підсистеми, необхідні для освоєння процесів перетворення матеріалів.

Редагування нанотехнологій

Нанотехнології або нанотехнології ще молода галузь, яка поєднує дуже міждисциплінарні галузі з фізики, хімії, біології та технологічної техніки. Він має справу з речовинами та системами, які через свій розмір можуть складатися лише з кількох молекул. Технологія наночастинок має особливе значення для технологічних процесів. Через малі геометричні розміри наночастинок вони мають особливі оптичні та електронні властивості, які потребують спеціальних методів вимірювання, але також можуть привести до нових застосувань. Прикладом цих частинок є вуглецеві нанотрубки, які поводяться зовсім інакше, ніж z. B. частинки графіту.


Методи генної інженерії

методи генної інженерії, Е. методи генної інженерії, біологічні, хімічні та фізичні процеси для аналізу та рекомбінації нуклеїнових кислот, оскільки вони використовуються в діагностичних цілях та для створення генетично модифікованих організмів. Г. & № 8201М. таким чином є певною частиною методів молекулярної біології. Чотири основні етапи експерименту генної інженерії - це виробництво фрагментів ДНК (дезоксирибонуклеїнів), їх зв'язування з вектором (Лігування), їх розмноження в клітині-хазяїні (клонування) і, нарешті, виявлення та відтворення Клонияка містить шукану послідовність ДНК або експресує її гени (експресія гена).

Думка читача

Якщо у вас є зауваження до змісту цієї статті, ви можете повідомити редакцію електронною поштою. Ми читаємо ваш лист, але просимо розуміння того, що не можемо відповісти на кожен.

Альбус, Крістіан, доктор, Кельн
Алексій, Уте, доктор, Віттен
Анастассіад, Алкістіс, Равенсбург
Бєсальскі, Ганс Конрад, проф. д-р, Штутгарт-Гоенгайм
Бромбах, Крістін, доктор, Гіссен
Буб, Ахім, доктор, Карлсруе
Даніель, Ханнелоре, проф. д-р, Вайенштефан
Дорн, проф. д-р, Єна
Емпен, Клаус, доктор, Мюнхен
Фалькенбург, Патриція, доктор, Пульхайм
Фінквірт-Цоллер, Ута, Керпен-Буір
Фреземанн, Енн Георга, доктор, Біберталь-Франкенбах
Френц, Ренате, Ратінген
Германн-Годде, Сюзанна, Бонн
Гейсс, Крістіан, доктор, Мюнхен
Глей, Майкл, доктор, Єна (також BA)
Грайнер, Ральф, доктор, Карлсруе
Гейне, Віллі, проф. д-р, Росток
Гіллер, Карл, проф. д-р, Берлін (BA)
Jäger, Lothar, Prof. Dr., Jena
Просто, Маргіт, Вольфенбюттель
Керстінг, Матільда, доктор, Дортмунд
Кіршнер, Ванесса, Рейскірхен
Клюте, Бертіль, доктор, Бад Ріпольдзау
Кольберг-Мюллер, Катрін, проф. д-р, Фульда
Конхорст, Марі-Луїза, Бонн
Кепп, Вернер, доктор, Берлін
Крюк, Ельке, Гіссен
Кульцер, Бернд, Бад-Мергентхайм
Кюппер, Клаудія, доктор, Кельн
Лаубах, Естер, доктор, Мюнхен
Охолоджувач глини, Стефані, Гіссен
Лайцман, Клаус, проф. д-р, Гіссен
Леонхойзер, Інгрід-Уте, проф. д-р, Гіссен
Люк, Еріх, доктор, Бад-Зоден-ам-Таунус
Лутц, Томас А., доктор, Цюріх
Мейд-Конерт, Удо, доктор, Польхейм
Майєр, Ганс Герхард, проф. д-р, Брауншвейг
Матейс, Гюнтер, доктор, Хольцмінден (також BA)
Мох, Клаус-Юрген, доктор, Гіссен
Нойс, Брітта, Ерфтштадт
Ніденталь, Ренате, Ганновер
Noack, Rudolf, Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke
Оберріттер, Гельмут, доктор, Бонн
Оріг, Едіт, доктор, Мюнхен
Отто, Карстен, доктор, Мюнхен
Пархофер, К., доктор, Мюнхен
Петушніг, Карл, Оберхахінг
Пфау, Корнелі, доктор, Карлсруе
Пфіцнер, Інка, Штутгарт-Хогенхайм
Пул-Зобель, Беатріс, проф. д-р, Єна
Раац, Ульріх, проф. д-р, Дюссельдорф
Раух, Майкл, Бад Ріпольдзау
Ребшер, Керстін, Карлсруе
Розер, Сільвія, Карлсруе
Шек, Олександра, доктор, Гіссен
Шеманн, Майкл, проф. д-р, Ганновер (також BA)
Шиле, Карін, доктор, Хайльбронн
Шмід, Альмут, доктор, Падерборн
Шмідт, Сабіна, доктор, Гіссен
Шольц, Віра, доктор, Лангенфельд
Шорр-Нойфінг, доктор Ульріке, Берлін
Швандт, Петер, проф. д-р, Мюнхен
Сендтко, Андреас, доктор, Гюндельфінген
Штангл, Габріеле, доктор Доктор Вайенштефан
Stehle, Peter, Prof. Dr., Бонн
Штайн, Юрген, проф. д-р, Франкфурт
Штайнмюллер, Рольф, доктор, Бібертал
Штреммель, Хельга, Бад Ріпольдзау
Ульбріхт, Готфрід, доктор, Потсдам-Ребрюкке
В'єтс, Стефан, доктор, Ланген
Вехершойзер, Астрід, Франкфурт
Варбург, Урсель, проф. д-р, Мюнстер
Уайт, Клаудія, Карлсруе
Вінкен, Елізабет, Нойс
Віскер, Елізабет, доктор, Кіль
Вольтер, Фрейя, Франкфурт
Гільдія, Ганс-Йоахім Ф., проф. д-р, Потсдам-Ребрюкке

Статті по темі

Завантажити.


Відео: Гена на! (Січень 2022).