Protein adsorption
শোষণ (শোষণ হিসাবে ভুল করা যাবে না) হল কোনও পৃষ্ঠে অণু, পরমাণু, আয়ন বা বৃহত্তর কণাগুলির সংশ্লেষণ এবং সংযুক্তি, তবে পৃষ্ঠের অনুপ্রবেশ ঘটে না। প্রোটিনের মতো বৃহত্তর জৈব অণুগুলির শোষণের উচ্চ শারীরবৃত্তীয় প্রাসঙ্গিকতা রয়েছে এবং যেমন তারা তাদের আণবিক বা পারমাণবিক অ্যানালগগুলির চেয়ে বিভিন্ন পদ্ধতির সাথে শোষণ করে। প্রোটিন শোষণের পিছনে কিছু প্রধান চালিকা শক্তির মধ্যে রয়েছেঃ পৃষ্ঠ শক্তি, আন্তঃআণবিক শক্তি, হাইড্রোফোবিসিটি এবং আয়নিক বা ইলেকট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া। এই কারণগুলি কীভাবে প্রোটিন শোষণকে প্রভাবিত করে তা জেনে, সেগুলি বায়োমেডিকাল বা শারীরবৃত্তীয় প্রয়োগগুলিতে সর্বাধিক সর্বোত্তম পারফরম্যান্সের জন্য নির্বাচন করার জন্য যন্ত্র, মিশ্রণ এবং অন্যান্য প্রকৌশল কৌশল দ্বারা পরিচালনা করা যেতে পারে। প্রাসঙ্গিকতা অনেক চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং পণ্য শরীরের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের সংস্পর্শে আসে, যেমন অস্ত্রোপচারের সরঞ্জাম এবং ইমপ্লান্ট। যখন একটি অ-স্থানীয় উপাদান শরীরে প্রবেশ করে, তখন ইমিউন প্রতিক্রিয়ার প্রথম ধাপটি ঘটে এবং ক্ষতিকারক এজেন্টকে নিয়ন্ত্রণ, নিরপেক্ষ বা প্রাচীর বন্ধ করার প্রয়াসে উপাদানটিতে এক্সট্রাসেলুলার ম্যাট্রিক্স এবং প্লাজমা প্রোটিন একত্রিত করে। এই প্রোটিনগুলি অস্টিওব্লাস্ট এবং ফাইব্রোব্লাস্টের মতো বিভিন্ন ধরনের কোষের সংযুক্তিকে সহজতর করতে পারে যা টিস্যু মেরামতকে উৎসাহিত করতে পারে। এটিকে আরও এক ধাপ এগিয়ে নিয়ে গিয়ে, নির্দিষ্ট প্রোটিনের শোষণ, তন্তুযুক্ত ক্যাপসুল গঠন এবং ক্ষত নিরাময়ে উৎসাহিত করার জন্য ইমপ্লান্টেবল ডিভাইসগুলিকে একটি জৈব সক্রিয় উপাদান দিয়ে আবৃত করা যেতে পারে। এটি ইমপ্লান্ট প্রত্যাখ্যানের ঝুঁকি হ্রাস করবে এবং এন্ডোথেলিয়ালাইজেশনের জন্য প্রয়োজনীয় প্রোটিন এবং কোষ নির্বাচন করে পুনরুদ্ধারের গতি ত্বরান্বিত করবে। এন্ডোথেলিয়াম গঠনের পরে, শরীর আর বিদেশী উপাদানের সংস্পর্শে আসবে না এবং ইমিউন প্রতিক্রিয়া বন্ধ করে দেবে। কোলাজেন বা ফাইব্রিনের মতো প্রোটিনগুলি প্রায়শই কোষের আনুগত্য এবং কোষের বৃদ্ধির জন্য স্ক্যাফোল্ড হিসাবে কাজ করে। এটি কোষের পাতার কাঠামোগত অখণ্ডতা এবং আরও জটিল টিস্যু এবং অঙ্গ কাঠামোতে তাদের পার্থক্যের একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ। অ-জৈবিক পৃষ্ঠের সাথে প্রোটিনের সংযুক্তির বৈশিষ্ট্যগুলি কোষগুলি পরোক্ষভাবে স্ক্যাফোল্ডের মাধ্যমে তাদের সাথে সংযুক্ত হতে পারে কিনা তা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে। হিপ-স্টেম প্রতিস্থাপনের মতো একটি ইমপ্লান্টের জন্য পোষক টিস্যুর সাথে সংহতকরণের প্রয়োজন হয় এবং প্রোটিন শোষণ এই সংহতকরণকে সহজতর করে। অস্ত্রোপচারের সরঞ্জামগুলি আরও সহজে জীবাণুমুক্ত করার জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে যাতে প্রোটিনগুলি কোনও পৃষ্ঠে শোষিত না থাকে, যা ক্রস-দূষণের ঝুঁকি তৈরি করে। কিছু রোগ যেমন ক্রুটজফেল্ট-জ্যাকব রোগ এবং কুরু (উভয়ই পাগলাটে গরুর রোগের সাথে সম্পর্কিত) প্রিওনের সংক্রমণের কারণে ঘটে, যা সাধারণত স্থানীয় প্রোটিনের ভুল বা অনুপযুক্তভাবে ভাঁজ করা রূপ। প্রিওন দ্বারা দূষিত অস্ত্রোপচারের সরঞ্জামগুলির ভুল ভাঁজ করা প্রোটিনের সমস্ত ট্রেস উপাদানগুলি সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করার জন্য জীবাণুমুক্তকরণের একটি বিশেষ পদ্ধতির প্রয়োজন হয়, কারণ এগুলি সাধারণত ব্যবহৃত পরিষ্কার করার অনেক পদ্ধতির বিরুদ্ধে প্রতিরোধী। যাইহোক, কিছু ক্ষেত্রে, জৈব উপাদানগুলিতে প্রোটিন শোষণ একটি অত্যন্ত প্রতিকূল ঘটনা হতে পারে। জমাট বাঁধার কারণগুলির সংযুক্তি থ্রোম্বোসিসকে প্ররোচিত করতে পারে, যার ফলে স্ট্রোক বা অন্যান্য বাধা হতে পারে। কিছু যন্ত্র শরীরের অভ্যন্তরীণ পরিবেশের সাথে যোগাযোগ করার উদ্দেশ্যে তৈরি করা হয় যেমন সেন্সর বা ড্রাগ-ডেলিভারি যানবাহন, এবং প্রোটিন শোষণ তাদের কার্যকারিতাকে বাধা দেবে। প্রোটিনের মৌলিক উপাদানগুলি হল জৈব অণু যা অ্যামিনো অ্যাসিড সাবইউনিট দ্বারা গঠিত। প্রতিটি অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি পার্শ্ব শৃঙ্খলা থাকে যা পার্শ্ববর্তী পরিবেশের পিএইচ-এর পাশাপাশি তার নিজস্ব পৃথক মেরু/অ-মেরু গুণাবলীর উপর নির্ভর করে চার্জ অর্জন করে বা হারায়। চার্জযুক্ত অঞ্চলগুলি প্রোটিনটি অন্যান্য অণু এবং পৃষ্ঠের পাশাপাশি তার নিজস্ব তৃতীয় কাঠামোর (প্রোটিন ভাঁজ) সাথে কীভাবে যোগাযোগ করে তাতে ব্যাপক অবদান রাখতে পারে। তাদের হাইড্রোফিলিসিটির ফলস্বরূপ, চার্জযুক্ত অ্যামিনো অ্যাসিডগুলি প্রোটিনের বাইরের দিকে অবস্থিত থাকে, যেখানে তারা পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম হয়। এটি অ্যামিনো অ্যাসিডের অনন্য সংমিশ্রণ যা একটি প্রোটিনকে তার বৈশিষ্ট্য দেয়। পৃষ্ঠের রসায়নের ক্ষেত্রে, প্রোটিন শোষণ একটি গুরুত্বপূর্ণ ঘটনা যা কোনও উপাদানের বাইরের অংশে এই অণুগুলির সমষ্টি বর্ণনা করে। কোনও পৃষ্ঠের সঙ্গে প্রোটিনের সংযুক্ত থাকার প্রবণতা মূলত নির্ভর করে পৃষ্ঠের শক্তি, গঠন এবং আপেক্ষিক আধান বণ্টনের মতো উপাদানগত বৈশিষ্ট্যের উপর। অ্যামিনো অ্যাসিড এবং পৃষ্ঠের মধ্যে যোগাযোগের স্থানের সংখ্যা বেশি হওয়ার কারণে বড় প্রোটিনগুলি শোষণ করে এবং একটি পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত থাকার সম্ভাবনা বেশি থাকে (চিত্র 1)। প্রোটিন শোষণের শক্তি স্বতঃস্ফূর্ত প্রোটিন শোষণের পিছনে মৌলিক ধারণাটি হল যে গিবসের মুক্ত শক্তির আইন অনুসারে প্রাপ্ত শক্তির চেয়ে বেশি শক্তি মুক্ত হলে শোষণ ঘটে। এটি সমীকরণে দেখা যায়ঃ যেখানেঃ জি হল গিবস মুক্ত শক্তি টি হল তাপমাত্রা (এস. আই ইউনিটঃ কেলভিন) এস হল এনট্রপি (এস. আই ইউনিটঃ জুল প্রতি কেলভিন) এইচ হল এনথালপি (এস. আই ইউনিটঃ জুল) প্রোটিনের শোষণ স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটার জন্য, জি অবশ্যই একটি ঋণাত্মক সংখ্যা হতে হবে। ভ্রোম্যান এফেক্ট প্রোটিন এবং অন্যান্য অণুগুলি একটি পৃষ্ঠের বাঁধাই সাইটগুলির উপর ক্রমাগত একে অপরের সাথে প্রতিযোগিতায় থাকে। লিও ভ্রোম্যান দ্বারা বিকশিত ভ্রোম্যান প্রভাবটি অনুমান করে যে ছোট এবং প্রচুর পরিমাণে অণুগুলি প্রথম কোনও পৃষ্ঠকে আবরণ দেবে। যাইহোক, সময়ের সাথে সাথে, সেই নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের প্রতি উচ্চতর আকর্ষণ সহ অণুগুলি তাদের প্রতিস্থাপন করবে। এটি প্রায়শই রক্তের সংস্পর্শে আসা পদার্থগুলিতে দেখা যায় যেখানে ফাইব্রিনোজেন প্রথমে পৃষ্ঠের সাথে আবদ্ধ হবে এবং সময়ের সাথে সাথে কাইনিনোজেন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে। শোষণের হার প্রোটিনগুলিকে শোষণ করার জন্য, তাদের অবশ্যই প্রথমে এই এক বা একাধিক প্রধান পরিবহন পদ্ধতির মাধ্যমে পৃষ্ঠের সংস্পর্শে আসতে হবেঃ বিস্তার, তাপীয় পরিচলন, বাল্ক প্রবাহ বা তার সংমিশ্রণ। প্রোটিনের পরিবহন বিবেচনা করার সময়, এটি স্পষ্ট যে ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট, তাপমাত্রা, প্রোটিনের আকার এবং প্রবাহের বেগ কীভাবে একটি কঠিন পৃষ্ঠে প্রোটিনের আগমনকে প্রভাবিত করবে। নিম্ন প্রবাহ এবং ন্যূনতম তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টের পরিস্থিতিতে, শোষণের হার বিচ্ছুরণ হারের সমীকরণের পরে মডেল করা যেতে পারে। বিচ্ছুরণ হার সমীকরণ যেখানেঃ ডি হল বিচ্ছুরণ সহগ n হল প্রোটিনের পৃষ্ঠ ঘনত্ব কো হল প্রোটিনের বাল্ক ঘনত্ব টি হল সময় একটি উচ্চতর বাল্ক ঘনত্ব এবং/অথবা উচ্চতর বিচ্ছুরণ সহগ (আণবিক আকারের বিপরীত আনুপাতিক) ফলে প্রচুর সংখ্যক অণু পৃষ্ঠে পৌঁছায়। ফলস্বরূপ প্রোটিন পৃষ্ঠের মিথস্ক্রিয়া উচ্চ স্থানীয় ঘনত্বের অধিশোষিত প্রোটিনের ফলস্বরূপ, বাল্ক দ্রবণের তুলনায় 1000 গুণ বেশি ঘনত্বে পৌঁছায়। যাইহোক, শরীরটি অনেক বেশি জটিল, যার মধ্যে প্রবাহ এবং পরিচলন বিস্তার রয়েছে এবং এগুলি অবশ্যই প্রোটিন শোষণের হারে বিবেচনা করা উচিত। একটি পাতলা চ্যানেলে প্রবাহ এবং যেখানেঃ সি হল ঘনত্ব ডি হল বিচ্ছুরণ সহগ ভি হল প্রবাহের বেগ x হল চ্যানেলের নিচের দূরত্ব γ হল প্রাচীর শিয়ার হার বি হল চ্যানেলের উচ্চতা এই সমীকরণটি ধমনীতে বায়োমেডিকাল ডিভাইসে প্রোটিন শোষণ বিশ্লেষণের জন্য বিশেষভাবে প্রযোজ্য, যেমন। স্ট্যান্টস। প্রোটিন শোষণকে প্রভাবিত করে এমন বল এবং মিথস্ক্রিয়া প্রোটিন শোষণের ক্ষেত্রে চারটি মৌলিক শ্রেণীর বল এবং মিথস্ক্রিয়া হলঃ 1) আয়নিক বা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া, 2) হাইড্রোজেন বন্ধন, 3) হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া (মূলত এনট্রপিকভাবে চালিত), এবং 4) চার্জ-স্থানান্তর বা কণা ইলেক্ট্রন দাতা/গ্রহণকারী প্রকারের মিথস্ক্রিয়া। আয়নিক বা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া প্রোটিনের চার্জ তার অ্যামিনো অ্যাসিড পার্শ্ব শৃঙ্খলের পিকেএ এবং টার্মিনাল অ্যামিনো অ্যাসিড এবং কার্বক্সিলিক অ্যাসিড দ্বারা নির্ধারিত হয়। শারীরবৃত্তীয় অবস্থার উপরে আইসোইলেক্ট্রিক পয়েন্ট (পি. আই) সহ প্রোটিনের একটি ধনাত্মক চার্জ থাকে এবং শারীরবৃত্তীয় অবস্থার নিচে পি. আই সহ প্রোটিনের একটি ঋণাত্মক চার্জ থাকে। প্রোটিনের মোট আধান, তার উপাদানগুলির সমষ্টি আধান দ্বারা নির্ধারিত হয়, যার ফলে একটি শারীরবৃত্তীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে ইলেক্ট্রোফোরেটিক স্থানান্তর ঘটে। জলের উচ্চ দ্বি-বৈদ্যুতিক ধ্রুবকের কারণে এই প্রভাবগুলি স্বল্প-পরিসীমা, তবে, একবার প্রোটিনটি একটি চার্জযুক্ত পৃষ্ঠের কাছাকাছি গেলে, স্থির বিদ্যুত্ সংযোগ প্রভাবশালী শক্তিতে পরিণত হয়। হাইড্রোজেন বন্ধন জলের হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের প্রবণতা পলিপেপটাইডের যে কোনও গোষ্ঠীর মতোই। একটি ভাঁজ এবং সংযোগ প্রক্রিয়া চলাকালীন, পেপটাইড এবং অ্যামিনো অ্যাসিড গ্রুপগুলি জলের সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন বিনিময় করে। সুতরাং, হাইড্রোজেন বন্ধন একটি জলীয় মাধ্যমের প্রোটিন শোষণের উপর একটি শক্তিশালী স্থিতিশীল প্রভাব ফেলে না। হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া মূলত একটি জলীয় মাধ্যমের ক্রম/ব্যাধি ঘটনার কারণে এনট্রপিক মিথস্ক্রিয়া। ইন্টারফেসিয়াল অঞ্চলগুলি হ্রাস করার সাথে যুক্ত মুক্ত শক্তি জলে জলের ফোঁটা এবং বায়ু বুদ্বুদের পৃষ্ঠতলের এলাকা হ্রাস করার জন্য দায়ী। এই একই নীতি হ 'ল হাইড্রোফোবিক অ্যামিনো অ্যাসিড পার্শ্ব শৃঙ্খলগুলি জল থেকে দূরে অবস্থিত, জলের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া হ্রাস করে। অণুর বাইরের হাইড্রোফিলিক গোষ্ঠীর ফলে প্রোটিনের জলে দ্রবণীয়তা দেখা যায়। ইন্টারফেসিয়াল মুক্ত শক্তির ধারণার সাথে এই হাইড্রোফোবিক সম্পর্কগুলিকে চিকিত্সা করে এই ঘটনাটিকে চিহ্নিত করা যেতে পারে। তদনুসারে, কেউ এই মিথস্ক্রিয়াগুলির চালিকাশক্তিকে মোট আন্তঃপৃষ্ঠীয় মুক্ত শক্তির ন্যূনতমকরণ হিসাবে ভাবতে পারে, অর্থাৎ। ভূপৃষ্ঠের আয়তন হ্রাস করা। চার্জ-স্থানান্তর মিথস্ক্রিয়া চার্জ-স্থানান্তর মিথস্ক্রিয়া প্রোটিন স্থিতিশীলতা এবং পৃষ্ঠ মিথস্ক্রিয়ায়ও গুরুত্বপূর্ণ। সাধারণ দাতা-গ্রহণকারী প্রক্রিয়াগুলিতে, একজন অতিরিক্ত ইলেক্ট্রন ঘনত্ব উপস্থিত থাকার কথা ভাবতে পারেন যা একটি ইলেক্ট্রোফিলিক প্রজাতিকে দান করা যেতে পারে। জলীয় মাধ্যমে, এই দ্রবণীয় মিথস্ক্রিয়া মূলত পাই অরবিটাল ইলেক্ট্রন প্রভাবের কারণে হয়। প্রোটিন শোষণকে প্রভাবিত করে এমন অন্যান্য কারণগুলি-তাপমাত্রা তাপমাত্রা ভারসাম্য অবস্থা এবং প্রোটিন শোষণের গতিবিদ্যা উভয়ের উপরই প্রভাব ফেলে। উচ্চ তাপমাত্রায় শোষিত প্রোটিনের পরিমাণ সাধারণত ঘরের তাপমাত্রার তুলনায় বেশি হয়। তাপমাত্রার তারতম্য প্রোটিনের গঠনগত পরিবর্তন ঘটায় যা শোষণকে প্রভাবিত করে। প্রোটিনে এই গঠনমূলক পুনর্বিন্যাসের ফলে একটি এনট্রপি লাভ হয় যা প্রোটিন শোষণের জন্য একটি প্রধান চালিকা শক্তি হিসাবে কাজ করে। প্রোটিন শোষণের উপর তাপমাত্রার প্রভাব খাদ্য উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলিতে দেখা যায়, বিশেষত তরল খাবার যেমন দুধ যা তাপীয় চিকিত্সা করা হয় এমন সরঞ্জামের প্রাচীর পৃষ্ঠে গুরুতর কলুষতা সৃষ্টি করে। আয়নিক শক্তি আয়নিক শক্তি ডেবাই দৈর্ঘ্য নির্ধারণ করে যা একটি ইলেক্ট্রোলাইটে একটি নির্দিষ্ট চার্জের বৈদ্যুতিক সম্ভাবনার স্যাঁতসেঁতে দূরত্বের সাথে সম্পর্কিত। সুতরাং, আয়নিক শক্তি যত বেশি হবে চার্জ করা সত্তাগুলির মধ্যে স্থির বিদ্যুতের মিথস্ক্রিয়া তত ছোট হবে। ফলস্বরূপ, বিপরীতভাবে চার্জ করা সাবস্ট্রেটে চার্জ করা প্রোটিনের অধিশোষণ বাধাগ্রস্ত হয় যেখানে চার্জ করা সাবস্ট্রেট পছন্দ করার জন্য অধিশোষণ বৃদ্ধি পায়, যার ফলে অধিশোষণ গতিবিদ্যাকে প্রভাবিত করে। এছাড়াও, উচ্চ আয়নিক শক্তি প্রোটিনগুলিকে একত্রিত করার প্রবণতা বাড়ায়। মাল্টি-প্রোটিন সিস্টেম যখন কোনও পৃষ্ঠ একটি মাল্টি-প্রোটিন দ্রবণের সংস্পর্শে আসে, তখন নির্দিষ্ট প্রোটিন অণুগুলির শোষণ অন্যদের চেয়ে বেশি পছন্দ করা হয়। পৃষ্ঠের কাছে আসা প্রোটিন অণুগুলি বাঁধাই স্থানগুলির জন্য প্রতিযোগিতা করে। মাল্টি-প্রোটিন সিস্টেমে অণুগুলির মধ্যে আকর্ষণ ঘটতে পারে, যেখানে একক-প্রোটিন দ্রবণে আন্তঃআণবিক বিকর্ষণমূলক মিথস্ক্রিয়া প্রাধান্য পায়। উপরন্তু, একটি সময়-নির্ভর প্রোটিন বিস্তার রয়েছে, যেখানে প্রোটিন অণুগুলি প্রাথমিকভাবে পৃষ্ঠের ন্যূনতম বাঁধাই সাইটগুলির সাথে যোগাযোগ করে। পৃষ্ঠে প্রোটিনের বসবাসের সময় বৃদ্ধির সাথে সাথে, প্রোটিন অতিরিক্ত বাঁধাই সাইটগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়ার জন্য উন্মুক্ত হতে পারে। এর ফলে প্রোটিন এবং পৃষ্ঠের মধ্যে যোগাযোগ বিন্দুতে সময়-নির্ভর বৃদ্ধি ঘটে। এর ফলে অবশোষণের সম্ভাবনা আরও কমে যায়। প্রোটিন শোষণ সমাধান হ্রাস কৌশল অধ্যয়নের জন্য পরীক্ষামূলক পদ্ধতি এই কৌশলটি শোষণের আগে এবং পরে বাল্ক দ্রবণে প্রোটিনের ঘনত্বের পরিবর্তন পরিমাপ করে। প্রোটিনের যে কোনও ঘনত্বের পরিবর্তনকে অধিশোষিত স্তর, γp-এর জন্য দায়ী করা হয়। যেখানেঃ ভি = প্রোটিন দ্রবণের মোট আয়তন অ্যাটট = শোষণের জন্য উপলব্ধ মোট এলাকা এই পদ্ধতিতে কণা এবং পুঁতির অধিশোষকগুলির মতো একটি উচ্চ পৃষ্ঠ এলাকা উপাদানও প্রয়োজন। প্রোটিন অধিশোষণ গতিবিদ্যার পাশাপাশি অধিশোষিত প্রোটিন স্তরের কাঠামো পরিমাপের জন্য এলিপসোমেট্রি এলিপসোমেট্রি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। এটি একটি আলোকীয় কৌশল যা একটি পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলনের পরে আলোর মেরুকরণের পরিবর্তন পরিমাপ করে। এই কৌশলটির জন্য সমতলীয়, প্রতিফলিত পৃষ্ঠতল, বিশেষত কোয়ার্টজ, সিলিকন বা সিলিকা এবং প্রোটিন শোষণের উপর প্রতিসরাঙ্কের একটি শক্তিশালী পরিবর্তন প্রয়োজন। অ্যাটমিক-ফোর্স মাইক্রোস্কোপি (এ. এফ. এম) একটি শক্তিশালী মাইক্রোস্কোপি কৌশল যা ন্যানোস্কেলে নমুনা অধ্যয়নের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং প্রায়শই কোনও পৃষ্ঠে প্রোটিন বিতরণের চিত্র নিতে ব্যবহৃত হয়। এটি পৃষ্ঠের উপর স্ক্যান করার জন্য একটি টিপ সহ একটি ক্যান্টিলিভার নিয়ে গঠিত। এটি প্রোটিন-প্রোটিন এবং প্রোটিন-পৃষ্ঠের মিথস্ক্রিয়া পরিমাপের জন্য একটি মূল্যবান হাতিয়ার। যাইহোক, অনেক এ. এফ. এম গবেষণার সীমাবদ্ধ কারণ হল যে প্রায়শই পৃষ্ঠ শুকানোর পরে ইমেজিং করা হয় যা প্রোটিন ভাঁজ এবং প্রোটিন স্তরের কাঠামোকে প্রভাবিত করতে পারে। উপরন্তু, ক্যান্টিলিভার টিপ একটি প্রোটিনকে সরিয়ে দিতে পারে বা প্রোটিন স্তরকে ঢেকে দিতে পারে। উচ্চ সংবেদনশীলতার সাথে প্রোটিন শোষণ পরিমাপের জন্য সারফেস প্লাজমন অনুরণন (এসপিআর) ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। এই কৌশলটি পৃষ্ঠ প্লাজমনের উত্তেজনার উপর ভিত্তি করে, অনুদৈর্ঘ্য বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলি ধাতু এবং ডাইলেক্ট্রিকের মধ্যে ইন্টারফেসে উদ্ভূত হয়েছিল। 200 এনএম-এর মধ্যে অণু এবং পাতলা স্তরগুলির পরিবাহী পৃষ্ঠে জমা হওয়া সিস্টেমের অস্তরক বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে এবং এইভাবে এসপিআর প্রতিক্রিয়া, একটি ধাতব পৃষ্ঠে অণুগুলির উপস্থিতির ইঙ্গিত দেয়। কোয়ার্টজ স্ফটিক মাইক্রোব্যালেন্স কোয়ার্টজ স্ফটিক মাইক্রোব্যালেন্স (কিউসিএম) একটি ডিস্ক আকৃতির কোয়ার্টজ স্ফটিকের চারপাশে নির্মিত একটি অ্যাকোস্টিক সেন্সর। এটি বিপরীত পাইজোইলেক্ট্রিক প্রভাব ব্যবহার করে। কিউসিএম এবং কিউসিএম-ডি-এর মতো বর্ধিত সংস্করণগুলি প্রোটিন শোষণ অধ্যয়নের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, বিশেষত, লেবেল-মুক্ত প্রোটিন শোষণের রিয়েল টাইম পর্যবেক্ষণ। শোষণ অধ্যয়নের পাশাপাশি, কিউসিএম-ডি স্থিতিস্থাপক মডুলি, সান্দ্রতা এবং গঠনমূলক পরিবর্তন সম্পর্কিত তথ্যও সরবরাহ করে অপটিক্যাল ওয়েভগাইড লাইটমোড স্পেকট্রোস্কোপি অপটিক্যাল ওয়েভগাইড লাইটমোড স্পেকট্রোস্কোপি (ওডব্লিউএলএস) এমন একটি যন্ত্র যা একটি পাতলা-ফিল্ম অপটিক্যাল ওয়েভগাইডের উপর নির্ভর করে, যা একটি পৃথক সংখ্যক নির্দেশিত বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গকে আবদ্ধ করে। একটি গ্র্যাটিং কাপলারের মাধ্যমে নির্দেশনা অর্জন করা হয়। এটি ওয়েভগাইডের উপরে একটি পাতলা-ফিল্ম স্তরের কার্যকর প্রতিসরণ সূচকের পরিমাপের উপর ভিত্তি করে। এই কৌশলটি শুধুমাত্র অত্যন্ত স্বচ্ছ পৃষ্ঠগুলিতে কাজ করে। পৃষ্ঠে শোষিত প্রোটিনের পরিমাণ পরিমাপের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত অন্যান্য পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে রেডিও-লেবেলিং, লরি অ্যাসে, স্ক্যানিং অ্যাঙ্গেল রিফ্লেক্টোমেট্রি, মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন ফ্লুরোসেন্স, বাইসিনকোনিক অ্যাসিড অ্যাসে ইত্যাদি। ধাতুর সঙ্গে প্রোটিন শোষণ রাসায়নিক গঠন ধাতব বন্ধন ধনাত্মক ধাতব আয়ন এবং পার্শ্ববর্তী ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন মেঘের মধ্যে নির্দিষ্ট বন্ধনকে বোঝায়। এই আন্তঃআণবিক বল তুলনামূলকভাবে শক্তিশালী, এবং পরমাণুর পুনরাবৃত্ত স্ফটিক অভিমুখীকরণের জন্ম দেয়, যা এর জাল ব্যবস্থা হিসাবেও উল্লেখ করা হয়। বিভিন্ন ধরনের সাধারণ জাল গঠন রয়েছে এবং প্রত্যেকটির নিজস্ব অনন্য প্যাকিং ঘনত্ব এবং পারমাণবিক ঘনিষ্ঠতা রয়েছে। ধাতব আয়নগুলির ঋণাত্মক আধানযুক্ত ইলেক্ট্রন মেঘগুলি আধান বিকর্ষণের কারণে ঋণাত্মক আধানযুক্ত প্রোটিন অঞ্চলের আনুগত্যকে বাধা দেবে, এইভাবে একটি ধাতব পৃষ্ঠের সাথে প্রোটিনের উপলব্ধ বন্ধন স্থানগুলিকে সীমাবদ্ধ করবে। জাল গঠন উন্মুক্ত সম্ভাব্য ধাতু-আয়ন-নির্ভর আঠালো সাইটগুলির (এম. আই. ডি. এ. এস) সাথে সংযোগের দিকে পরিচালিত করতে পারে যা কোলাজেন এবং অন্যান্য প্রোটিনের জন্য বাঁধাই সাইট। ধাতুর পৃষ্ঠের বাল্কের তুলনায় বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে কারণ সাধারণ স্ফটিকাকার পুনরাবৃত্তিমূলক সাবইউনিটগুলি পৃষ্ঠে শেষ হয়। এটি একদিকে পার্শ্ববর্তী পরমাণু ছাড়াই পৃষ্ঠের পরমাণুগুলিকে ছেড়ে দেয়, যা সহজাতভাবে ইলেক্ট্রন বিতরণকে পরিবর্তন করে। এই ঘটনাটি আরও ব্যাখ্যা করে যে কেন পৃষ্ঠের পরমাণুগুলির বাল্কের চেয়ে বেশি শক্তি থাকে, যা প্রায়শই কেবল পৃষ্ঠ শক্তি হিসাবে উল্লেখ করা হয়। উচ্চ শক্তির এই অবস্থাটি প্রতিকূল, এবং পৃষ্ঠের পরমাণুগুলি উপলব্ধ প্রতিক্রিয়াশীল অণুগুলির সাথে আবদ্ধ হয়ে এটি হ্রাস করার চেষ্টা করবে। এটি প্রায়শই প্রোটিন শোষণের মাধ্যমে সম্পন্ন হয়, যেখানে পৃষ্ঠের পরমাণুগুলি আরও সুবিধাজনক শক্তি অবস্থায় হ্রাস পায়। শরীরের অভ্যন্তরীণ পরিবেশকে প্রায়শই প্রচুর পরিমাণে দ্রবীভূত অক্সিজেন, ইলেক্ট্রোলাইট, প্রোটিন এবং কোষ সহ পিএইচ 7.3-এ 37 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি জলীয় পরিবেশ হিসাবে মডেল করা হয়। দীর্ঘ সময়ের জন্য অক্সিজেনের সংস্পর্শে এলে, অনেক ধাতু জারিত হয়ে যেতে পারে এবং ইলেকট্রন হারিয়ে তাদের পৃষ্ঠের জারণ অবস্থা বাড়িয়ে তুলতে পারে। এই নতুন ক্যাটিয়ানিক অবস্থা পৃষ্ঠকে একটি নিট ধনাত্মক আধান এবং ঋণাত্মক আধানযুক্ত প্রোটিন পার্শ্ব গোষ্ঠীর জন্য একটি উচ্চতর আকর্ষণের সাথে ছেড়ে যায়। ধাতু এবং ধাতব মিশ্র ধাতুগুলির বিশাল বৈচিত্র্যের মধ্যে, শরীরে রোপন করার সময় অনেকগুলি ক্ষয়প্রবণ হয়। মানবদেহের মতো তড়িৎবিশ্লেষ্য সমৃদ্ধ জলীয় পরিবেশের সংস্পর্শে এলে আরও বেশি তড়িৎঋণাত্মক উপাদানগুলি দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। জারণ এবং ক্ষয় উভয়ই মুক্ত শক্তি হ্রাস করবে, এইভাবে Eq-এ দেখা প্রোটিন শোষণকে প্রভাবিত করবে। 1. ভূসংস্থানের প্রভাব পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং গঠন সমস্ত উপকরণের উপর প্রোটিন শোষণের উপর একটি অনস্বীকার্য প্রভাব ফেলে, তবে ধাতব যন্ত্র প্রক্রিয়াগুলির সর্বব্যাপীতার সাথে, এই প্রভাবগুলি প্রোটিনের আচরণকে কীভাবে প্রভাবিত করে তা সম্বোধন করা দরকারী। প্রাথমিক শোষণ গুরুত্বপূর্ণ, পাশাপাশি সংযুক্তি এবং অখণ্ডতা বজায় রাখা। গবেষণায় দেখা গেছে যে পৃষ্ঠের রুক্ষতা স্ক্যাফোল্ড প্রোটিন এবং অস্টিওব্লাস্টের আনুগত্যকে উৎসাহিত করতে পারে এবং এর ফলে পৃষ্ঠের খনিজকরণ বৃদ্ধি পায়। আরও ভৌগলিক বৈশিষ্ট্য এবং রুক্ষতা সহ পৃষ্ঠতলগুলিতে প্রোটিনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য আরও উন্মুক্ত পৃষ্ঠ এলাকা থাকবে। বায়োমেডিকাল ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে, মাইক্রোমেচিনিং কৌশলগুলি প্রায়শই পুনরুদ্ধারের সময় সংক্ষিপ্ত করার আশায় ইমপ্লান্টগুলিতে প্রোটিন আনুগত্য বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়। লেজার প্যাটার্নিংয়ের কৌশলটি খাঁজ এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা প্রবর্তন করে যা আঠালো, স্থানান্তর এবং সারিবদ্ধকরণকে প্রভাবিত করবে। গ্রিট-ব্লাস্টিং, বালি বিস্ফোরণের অনুরূপ একটি পদ্ধতি এবং রাসায়নিক খোদাই সফল পৃষ্ঠ রুঘনিং কৌশল হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে যা টাইটানিয়াম ইমপ্লান্টের দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্বকে উন্নীত করে। স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি হল এক্সট্রাসেলুলার ম্যাট্রিক্স এবং কোলাজেন সংযুক্তির পর্যবেক্ষিত বৃদ্ধির প্রত্যক্ষ ফলাফল, যার ফলে অ-রুক্ষ পৃষ্ঠের তুলনায় অস্টিওব্লাস্ট সংযুক্তি এবং খনিজকরণ বৃদ্ধি পায়। যাইহোক, শোষণ সবসময় কাম্য নয়। বিশেষ করে খাদ্য শিল্পে প্রোটিন শোষণের ক্ষেত্রে যন্ত্রপাতি শোষণ দ্বারা নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত হতে পারে। বায়োমেডিকাল ক্ষেত্রে প্রোটিন শোষণের কথা বিবেচনা করার সময় পলিমারগুলিতে প্রোটিন শোষণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। পলিমারগুলি এক বা একাধিক ধরনের "মেরস" নিয়ে গঠিত যা সাধারণত দিকনির্দেশক সমযোজী বন্ধন দ্বারা বারবার একত্রে বাঁধা থাকে। মেরস যোগ করার মাধ্যমে চেইনটি বাড়ার সাথে সাথে উপাদানটির রাসায়নিক এবং ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি মনোমারের আণবিক কাঠামো দ্বারা নির্ধারিত হয়। একটি পলিমার এবং তার উৎপাদন প্রক্রিয়ায় মার্সের ধরন বা প্রকারগুলি যত্ন সহকারে নির্বাচন করে, একটি পলিমারের রাসায়নিক এবং ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি একটি নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য নির্দিষ্ট প্রোটিন এবং কোষগুলিকে শোষণ করার জন্য অত্যন্ত উপযোগী করা যেতে পারে। গঠনের প্রভাব প্রোটিন শোষণের ফলে প্রায়শই উল্লেখযোগ্য গঠনমূলক পরিবর্তন ঘটে, যা প্রোটিনের গৌণ, তৃতীয় এবং চতুর্থ কাঠামোর পরিবর্তনকে বোঝায়। শোষণের হার এবং পরিমাণ ছাড়াও, অভিযোজন এবং গঠন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই গঠনমূলক পরিবর্তনগুলি লিগ্যান্ড, সাবস্ট্রেট এবং অ্যান্টিজেনের সাথে প্রোটিনের মিথস্ক্রিয়াকে প্রভাবিত করতে পারে যা আগ্রহের বাঁধাই সাইটের অভিযোজনের উপর নির্ভরশীল। প্রোটিন শোষণের ফলে এই গঠনমূলক পরিবর্তনগুলি প্রোটিনকে বিকৃত করতে পারে এবং এর স্থানীয় বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করতে পারে। পলিমার স্ক্যাফোল্ডগুলিতে শোষণ টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং একটি তুলনামূলকভাবে নতুন ক্ষেত্র যা একটি স্ক্যাফোল্ডিংকে একটি প্ল্যাটফর্ম হিসাবে ব্যবহার করে যার উপর কাঙ্ক্ষিত কোষগুলি প্রসারিত হয়। এটি স্পষ্ট নয় যে একটি নির্দিষ্ট টিস্যু প্রকারের জন্য একটি আদর্শ স্ক্যাফোল্ড কী সংজ্ঞায়িত করে। বিবেচনাগুলি জটিল এবং প্রোটিন শোষণ কেবল জটিলতা বাড়ায়। যদিও স্থাপত্য, কাঠামোগত বলবিজ্ঞান এবং পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, তবে অবক্ষয় এবং প্রোটিন শোষণের হার বোঝাও গুরুত্বপূর্ণ। যান্ত্রিক এবং জ্যামিতির প্রয়োজনীয়তা ছাড়াও, একটি উপযুক্ত স্ক্যাফোল্ড গঠন পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য ধারণ করবে যা নির্দিষ্ট আগ্রহের কোষের প্রকারের সংযুক্তি এবং স্থানান্তরের জন্য অনুকূলিত। সাধারণত, এটি পাওয়া গেছে যে স্ক্যাফোল্ডগুলি যা ইঞ্জিনিয়ার করা টিস্যুর প্রাকৃতিক পরিবেশের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ সেগুলি সবচেয়ে সফল। ফলস্বরূপ, প্রাকৃতিক পলিমারগুলি অনুসন্ধানে অনেক গবেষণা হয়েছে যা প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির মাধ্যমে নির্দিষ্ট নকশার মানদণ্ডের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া যেতে পারে। চিটোসান বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত পলিমারগুলির মধ্যে একটি কারণ এটি প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া গ্লাইকোসামিনোগ্লাইকানের (জিএজি) সাথে খুব মিল এবং এটি মানব এনজাইম দ্বারা অবনমিত হয়। চিটোসান চিটোসান একটি রৈখিক পলিস্যাকারাইড যা সংযুক্ত চিটিন-উদ্ভূত অবশিষ্টাংশ ধারণ করে এবং শরীরের অসংখ্য প্রোটিনের সাথে এর উচ্চ সামঞ্জস্যের কারণে জৈব উপাদান হিসাবে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়। চিটোসান ক্যাশনিক এবং এইভাবে বৈদ্যুতিনভাবে অসংখ্য প্রোটোগ্লাইকেন, অ্যানায়োনিক জিএজি এবং নেতিবাচক চার্জযুক্ত অন্যান্য অণুর সাথে প্রতিক্রিয়া করে। যেহেতু অনেক সাইটোকাইন এবং বৃদ্ধির কারণগুলি জি. এ. জি-র সঙ্গে যুক্ত, তাই চিটোসান-জি. এ. জি কমপ্লেক্সযুক্ত স্ক্যাফোল্ডগুলি বদ্ধ কোষ দ্বারা নিঃসৃত এই প্রোটিনগুলি ধরে রাখতে সক্ষম হয়। চিটোসানের আরেকটি গুণ যা এটিকে ভাল জৈব পদার্থের সম্ভাবনা দেয় তা হল দ্রবণে এর উচ্চ আধান ঘনত্ব। এটি চিটোসানকে অনেক জলে দ্রবণীয় অ্যানায়োনিক পলিমারের সাথে আয়নিক কমপ্লেক্স তৈরি করতে দেয়, প্রোটিনের পরিসীমা প্রসারিত করে যা এটির সাথে আবদ্ধ হতে সক্ষম এবং এইভাবে এর সম্ভাব্য ব্যবহারকে প্রসারিত করে। সারণি 1: কাঠামো, লক্ষ্য টিস্যু এবং অ্যাপ্লিকেশন কোষের ধরনের চিটোসান-ভিত্তিক স্ক্যাফোল্ড} প্রোটিন শোষণের পূর্বাভাস প্রোটিন শোষণ অনেক শিল্প ও বায়োমেডিকাল প্রয়োগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। প্রোটিন শোষণের সঠিক পূর্বাভাস এই ক্ষেত্রগুলিতে অগ্রগতি করতে সক্ষম করবে। বায়োমোলিকুলার অ্যাডসর্পশন ডেটাবেস (বিএডি) হল সাহিত্য থেকে সংগৃহীত পরীক্ষামূলক প্রোটিন অ্যাডসর্পশন ডেটা সহ একটি অবাধে উপলব্ধ অনলাইন ডাটাবেস। মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইস তৈরির জন্য উপকরণ নির্বাচনের জন্য এবং ল্যাব-অন-এ-চিপ ডিভাইসগুলির সর্বোত্তম অপারেটিং অবস্থার নির্বাচনের জন্য ডাটাবেসটি ব্যবহার করা যেতে পারে। বি. এ. ডি-তে উপলব্ধ নিউরাল নেটওয়ার্ক-ভিত্তিক ভবিষ্যদ্বাণী ব্যবহার করে পৃষ্ঠে শোষিত প্রোটিনের পরিমাণ পূর্বাভাস করা যেতে পারে। এই ভবিষ্যদ্বাণীটি বি. এ. ডি-তে উপলব্ধ সামগ্রিক তথ্যের জন্য 5 শতাংশের নিচে ত্রুটি হিসাবে বৈধ করা হয়েছে। অন্যান্য পরামিতিগুলি, যেমন প্রোটিন স্তরগুলির পুরুত্ব এবং প্রোটিন-আচ্ছাদিত পৃষ্ঠগুলির পৃষ্ঠের টানও অনুমান করা যেতে পারে। তথ্যসূত্র জৈব রসায়ন