انواع و کاربرد میکروارگانیسم‌هاچیست؟
بانک جلبک
امروزه استفاده از میکروارگانیسم‌ها در صنایع و رشته‌های مختلف مانند صنایع غذایی،تصفیه پساب، آرایشی و … مورد توجه قرار گرفته است. یکی از شاخه‌های میکروارگانیسم‌ها، ریزجلبک‌ها هستند که کاربردهای متنوعی دارد. در دنیا سازمان‌های متعددی تحت عنوان بانک جلبک یا کلسیون جلبک وجود دارد که این ریزجلبک‌ها را پرورش و نگهداری کرده و به علاقه مندان عرضه می‌کنند. زیست‌فناوری
پیشینهٔ به‌کارگیری میکروارگانیسم‌ها برای تولید مواد خوراکی مانند نان، سرکه، آبجو، ماست، شراب و پنیر به بیش از ۸ هزار سال پیش برمی‌گردد. نقش میکروارگانیسم‌ها در تولید الکل و سرکه در سدهٔ پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جستجوی روشی بودند تا از ترش‌شدن شراب و آبجو هنگام جابه‌جایی آن‌ها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند. آنان از لویی پاستور درخواست کمک کردند. لویی پاستور پی‌برد که مخمرها در خلأ قند را به الکل تبدیل می‌کنند. این فرایند تخمیر بی‌هوازی نام دارد؛ و نیز دریافت که ترشیدگی و آلودگی بر اثر فعالیت باکتری‌هایی است که الکل را در حضور اکسیژن به اسید استیک تبدیل می‌کنند. زیست‌نانوفناوری
میکروارگانیسم‌ها می‌توانند وضعیت اکسیداسیون فلزات را تغییر دهند به همین دلیل به‌تازگی به‌کارگیری میکروارگانیسم‌ها برای ساخت نانوذرات کاربردی توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌است. این فرایندهای میکروبی فرصت‌های تازه‌ای برای کشف کاربردهای جدید از جمله بیوسنتز نانومواد فلزی را فراهم کرده‌اند. برعکس روش‌های فیزیکی و شیمیایی، فرایندهای میکروبی مرتبط با ساخت نانومواد، می‌توانند در فاز آبی و تحت شرایط بی‌خطر محیطی انجام شوند. این روش‌ها به حوزه‌ای جذاب در تحقیقات زیست نانوفناوری سبز و حرکت آن به سمت توسعه پایدار، تبدیل شده‌اند .
زیست‌تراشه
ریزتراشه‌های الکترونی برای ردیابی تغییرات در خواص الکـتـریکـی با استـفـاده از پیـوند زنی DNA)DNA hybridization) و محصور سازی پروتئین به صورت مطالعاتی و پژوهشی به کار می‌روند. حسگرهای انتقال دهنده سیگنال‌های الکتریکی بیو مولکـولی و سلولی که برای تحلیل‌های آنالیتیک مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله کاربردهای این دسته هستند. اصولاً، این حسگرها برای کشف و آشکـارسازی الکـتروشیـمیـایی فعـال ازجمـله رنگ‌های آلی (organic dyes)، ترکیبات فلزی، آنزیم‌ها یا نانوذرات فلزی مناسب هستند (شکل ۳.) برای این دسته سه گروه فعالیت و کاربرد در نظر گرفته می‌شود: ۱)اندازه‌گیری جریان (amperometry): که برای اندازه‌گیری میزان جریان الکتریکی در نرخ انتقال الکترون در فرایندهای اکسایش - کاهش به کار می‌رود. ۲)اندازه‌گیری پتانسیل (potentiometry): که برای اندازه‌گیری میزان تغییرات پتانسیل در الکترودها با توجه به یون‌ها واکنش‌های شیمیایی داخلی به کار می‌رود. ۳)اندازه گیـری نارسانایی (impedimetry): که برای اندازه‌گیری میزان هدایت و رسانندگی در محیط بین دو الکترود اتفاق می‌افتد، به کار می‌رود. Lab-on-Chip اصول LOC بر اساس تجمع‌سازی تمامی دستگاهای ضروری در یک ریزتراشه برای نمایش ترکیبات بیوشیمی پیچیده و فرایندهای شیمیایی (که معمولاً با حجم زیاد تجهیزات آزمایشگاهی انجام شده) است. درساختار LOCها، کانال‌های کم عرض، پمپ‌ها، اتاقک‌های سخت با دستگاه‌های الکترونی و نوری، حسگرها و محرک‌ها برای اجرای مراحل چندگانه برنامه‌ها می‌تواند وجود داشته باشد. گستره فعالیت و کاربرد این ریزتراشه زیستی، در تمامی فضاهای کاری ریز اندازه از پروتئین‌شناسی و ژنتیک تا اطلاعات زیستی است. سیستم مرتب‌سازی سلولی Cell sorting system() برای کشف و آشکارسازی سلول از دو روش مرتب‌سازی و شمارش سلولی استفاده می‌شود. روش مبتنی بر LOC دارای قابلیت تکثیرپذیری و تفکیک پذیری مناسب در ابعاد سلولی با قطر ۶/۰میکرو متر است. بیشترین تمرکز کاری بر روی جایگزینی مرسوم اتاقک سیال با دستگاه‌هایی با ابعاد کوچک (ریزتولیدات) است. ازاین‌رو سلول‌ها، ذرات و معرف‌ها می‌توانند به وسیله فشار، حرکت ذرات معلق نارسنا بر اثر جریان و نفوذپذیر الکتریکی دستکاری شوند. آگار
بررسی میزان تحرک محیط‌های دارای آگار و آگارز نیز مانند ژله متخلخلند و می‌توانند برای اندازه‌گیری حرکت میکروارگانیسم‌ها و جنبش آن‌ها مورد استفاده قرار گیرند. میزان تخلخل ژل نسبت مستقیمی با غلظت آگارز موجود در محیط دارد؛ بنابراین بر اساس آزمایش مورد نظر، غلظت مطلوب انتخاب می‌شود. یک راه متداول به منظور بررسی تحرک میکروارگانیسم‌ها این است که نمونه میکروارگانیسم را در یک بلوک از مواد غذایی حاوی آگار در عمق فرو می‌بریم. سلول‌ها تلاش می‌کنند تا در ساختار ژل مانند رشد کنند. سویه‌های متحرک قادرند به آرامی در داخل ژل حرکت کرده و رشد کنند. حرکت این میکروارگانیسم‌ها با گذر زمان قابل مشاهده خواهد بود در حالی که سویه‌های غیر متحرک تنها در محلی که نمونه اولیه وارد شده‌است، رشد می‌کنند. ساختمان آزمایشگاه
ساختمان آزمایشگاه برحسب آنکه برای چه نوع فعالیتی مورد استفاده قرار خواهد داشت متفاوت است. مثلاً آزمایشگاه‌هایی که فقط برای یک کار تشخیص معمولی مورد استفاده است با آزمایشگاهی که برای یک کار تحقیقاتی با یک میکروارگانیسم خطرناک کار می‌کند، از نظر ساختمان، وسایل حفاظتی و ایمنی به‌طور کامل فرق دارد. سازمان بهداشت جهانی آزمایشگاه‌ها را از این نظر به سه گروه زیر تقسیم کرده‌است:این آزمایشگاه برای کارهای معمولی و کار کردن با میکروارگانیسم‌های گروه ۱ و ۲ ساخته می‌شود، در کل برای کار در این آزمایشگاه‌ها مقررات خاصی باید رعایت شود: کالبدشناسی
تقسیم‌بندی‌های مختلفی برای کالبدشناسی وجود دارد که هر یک از دیدگاه خاصی ارائه می‌شود. به‌طور مثال، می‌توان به انواع کالبدشناسی از نظر نوع دید اشاره کرد. در این تقسیم‌بندی که به دو بخش کالبدشناسی ماکروسکوپی|کالبدشناسی ماکروسکوپی (آناتومی گروس) و آناتومی میکروسکوپی قابل ارائه‌است، منظور اصلی در کاربرد یا عدم استفاده از وسایل کمکی در تشریح می‌باشد. کالبدشناسی میکروسکوپی را می‌توان به دو زیر شاخهٔ بافت‌شناسی و جنین‌شناسی تقسیم نمود. نانومواد
یکی از موارد مهم کاربرد نانوتکنولوژی ساخت ترکیبات پیچیده از چند ماده مختلف است. برای مثال با استفاده از لوله، سیم و ذرات نانو محصولات چند منظوره‌ای تولید می‌شود که هم دارای خواص هر یک از عناصر تشکیل دهنده است و هم ساختار جدیدی با کاربردهای پیشرفته دارد. این مواد در علوم پزشکی، در وسایل بصری، الکترونیک و مغناطیسی به کار می‌روند. همچنین کربن سیاه که اندازه آن به چند ده نانو می‌رسد برای تقویت لاستیک وسایط نقلیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از یک نوع خاک رس در ابعاد نانو نیز برای ساختن سپرهای مقاوم وسایط نقلیه استفاده می‌شود. میکروباتیک
استفاده از میکروبات‌ها به ابزارهای پیشرفته و حسگرهایی نیازمند است که در مقیاس میکرو کار می‌کنند. اما مقیاس‌بندی پدیده‌های فیزیکی حتی یک دستکاری ساده را هم چالش‌برانگیز می‌کند. نحوهٔ حرکت میکروبات‌ها تابعی از هدف و اندازهٔ آن‌هاست. در اندازه‌های کوچکتر از میلی‌متر، دنیای فیزیک نیازمند راه‌های عجیبی برای حرکت است. عدد رینولدز برای روبات‌های پرنده تقریباً برابر با یک است؛ در واقع «پرواز» در این روبات‌ها به حای اصل برنولی، از گرانروی هوا استفاده می‌کند. روبات‌هایی که در مایعات حرکت می‌کنند ممکن است مانند نوع متحرک باکتری E. coli، به تاژکهای چرخشی احتیاج داشته باشد. حرکت جهشی از لحاظ مصرف انرژی بسیار کارآمد است و به روبات این اجازه را می‌دهد که بر روی سطوح مختلف حرکت کند. آزمایشگاه روی تراشه
اگرچه کاربردهای LOC نو و نسبتاً کم است اما علاقهٔ روبه رشد شرکت‌های شیمیایی و گروه‌های پژوهش‌های کاربردی در زمینه‌های متفاوت زیر دیده شده است: تحلیل (مانند تجزیه و تحلیل شیمیایی، نظارت بر محیط زیست، تشخیص پزشکی و cellomics) و شیمی ترکیبی (مثل غربالگری سریع و میکروراکتورها برای اقلام دارویی) از پژوهش در سیستم‌های LOC انتظار می‌رود علاوه بر توسعهٔ بیشتر در بخش کاربرد قطعات، به کمک نانوتکنولوژی به سمت کاهش مقیاس ساختارهای حمل وکنترل مایعات پیش برود. کانال‌هایی با ابعاد میکرو و نانومتری، پیچ‌های DNA، شناسایی و تحلیل سلول منفرد ونانوسنسورها، اجازه می‌دهد که گونه‌های زیستی و ملکول‌های بزرگ از راه‌های جدیدی با هم واکنش دهند. کتاب‌های زیادی نوشته شده که جنبه‌های مختلفی از این ابزار شامل انتقال مایعات، ویژگی‌های سیستم و کاربردهای زیستی- تحلیلی را پوشش می‌دهد. شکل‌دهی میکرو
ساخت به عنوان یک اصطلاح برای صنعت عبارت است از تولید محصولاتی که برای یک کاربرد خاص طراحی شده‌اند. در حال حاضر تقاضا برای محصولات / سیستم‌ها و قطعات مینیاتوری / میکرو در حال افزایش است. به عنوان مثال سیستم‌های مکانیکی الکتریکی میکرو، میکرو سیستم‌ها، میکرو رآکتورها، سلول‌های سوختی، دستگاه‌های میکرو مکانیکی، قطعات میکرو پزشکی و غیره؛ که در حال حاضر به‌طور متداول در وسایل نقلیه، هواپیماها، ارتباطات و امکانات IT، لوازم خانگی و دستگاه‌های پزشکی و ایمپلنت استفاده می‌شوند. همچنین با این وجود به عنوان فناوری نانو بیشتر و بیشتر رشد کرده و بیشتر قطعات، مبتنی بر فناوری نانو پدید آمده است. مانند دستگاه‌های نانو برای سنسورها، ارتباطات و درمان پزشکی، نانو مواد و پوشش دهی سطوح برای افزایش کارایی و غیره. برای تولید این محصولات در حجم تولید بالا، ارتباط مؤثر بین دنیای ساخت ماکرو و نانو ضروری است. ساخت میکرو پلی بین ساخت ماکرو و ساخت نانو است. میکروسکوپ الکترونی
میکروسکوپ‌های الکترونی از میدان‌های مغناطیسی شکل استفاده می‌کنند تا سیستم‌های لنز نوری الکترونی را تشکیل دهند که مشابه لنزهای شیشه ای میکروسکوپ نوری است. میکروسکوپ‌های الکترونی برای بررسی زیر ساختاری طیف گسترده‌ای از نمونه‌های بیولوژیکی و معدنی از جمله میکروارگانیسم‌ها، سلول‌ها، مولکول‌های بزرگ، نمونه‌های بیوپسی، فلزات و کریستال‌ها استفاده می‌شوند. از نظر صنعتی، میکروسکوپ‌های الکترونی اغلب برای کنترل کیفیت و تجزیه و تحلیل شکست استفاده می‌شوند. میکروسکوپ‌های الکترونیکی مدرن با استفاده از دوربین‌های دیجیتالی و قاب‌های مخصوص قاب برای گرفتن تصاویر میکروگراف الکترونی تولید می‌کنند. میکروگرم
در دستگاه متریک میکرو معادل یک میلیونیم هر چیزی است و میکروگرم (µg یا mcg) معادل یک میلیونیم یک گرم یا یک هزارم میلی‌گرم است. این مقدار از کوچکترین مقدارهایی است که در مقیاس ماکروسکوپیک به کار می‌رود. اگرچه نماد این شدت میکرو حرف یونانی است اما سازمان‌های بهداشتی استفاده از آن را در نسخه‌ها توصیه نمی‌کنند چرا که امکان دارد با حرف انگلیسی m اشتباه شده و موجب اوردوز هزاربرابری شود به همین دلیل کوتاه‌نویسی mcg توصیه شده‌است. بیوکاتالیز
به‌کارگیری آنزیم‌ها و سلول‌های کامل قرن هاست که برای بسیاری از صنایع مهم بوده‌است. بارزترین کاربرد در مشاغل غذایی و آشامیدنی بوده‌است که تولید شراب، آبجو، پنیر و غیره به اثرات میکروارگانیسم‌ها بستگی دارد. نانوباکتری
نانو باکتری نام همگانی است که به طبقه‌ای از میکروارگانیسم‌ها به ویژه میکرو ارگانیسم‌های واجد دیواره سلولی با اندازه‌ای بسیار کوچکتر از حداقل اندازهٔ پذیرفته شده برای حیات اطلاق می‌شود. نانو باکتری‌ها اندازه‌ای نزدیک ۲۰۰ نانومتر دارند؛ این اندازه از میکرو ارگانیسم‌ها به راستی کوچکترین حدی است که از راه میکروسکوپ نوری استاندارد قابل مشاهده‌است. ریزآران‌ای
یک ریزآران‌ای (microRNA یا به اختصار miRNA) یک مولکول کوچک RNA غیرکدکننده است که در گیاهان، جانوران و برخی از ویروس‌ها یافت می‌شود. این RNAها در یوکاریوت‌ها یا هوهسته‌ها نیز دیده می‌شوند و حدود ۱۷–۲۳ نوکلئوتید طول دارند. وظیفهٔ اصلی آن‌ها در تنظیم بیان ژن پس از رونویسی است که با برهمکنش با آران‌ای پیک (mRNA) و خاموش کردن آن تولید پروتئین ژن مورد نظر را سرکوب و بعضاً فعال می‌کنند. ۶۰ درصد ژنوم پستانداران را تشکیل می‌دهند و ژنوم انسان می‌تواند حدود ۱۰۰۰ نوع از آن‌ها را رمزدهی کند. در متازوآها و قارچ‌ها و حتی گیاهان و جانوران انواع مختلف آن‌ها وجود دارد. میکروبیوم‌ها
پوست: ارگانیسم اصلی آن استافیلوکوک‌ها (مانند اپیدرمیدیس و اورئوس) می‌باشد. استرپتوکوک‌ها و ارگانیسمهای بی هوازی مانند پروپیونی باکتریوم آکنه نیز دیده می‌شوند. خوردگی میکروبی
خوردگی میکروبیولوژیکی (MIC) به نوعی از خوردگی اطلاق می‌شود که به واسطه میکروارگانیسم‌هایی به وجود آمده باشد، که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نباشند. میکروجلبک‌ها، قارچ‌ها و باکتری‌ها می‌توانند باعث سرعت بخشیدن به فرایند خوردگی یا تغییرمکانیسم فرایند خوردگی شوند. این موجودات شامل انواع میکروسکوپی مثل باکتری‌ها و انواع ماکروسکوپی مثل جلبک‌ها و جانوران دریایی دیگر هستند. موجودات میکروسکوپی و ماکروسکوپی در محیط‌های دارای pHهای ۰ تا ۱۱، درجه و حرارت‌های ۳۰ تا ۱۸۰ درجه فارنهایت و تا فشارهای 15000 PSI زندگی می‌کنند و تکثیر می‌یابند. فعالیت‌های بیولوژیکی ممکن است بر خوردگی در محیط‌های مختلفی مثل خاک، آب طبیعی و آب دریا، محصولات نفتی و مایعات روغن کاری تأثیر بگذارد. میکرو ارگانیسم‌ها هیچ نوع به خصوصی از خوردگی را ایجاد نمی‌کنند بلکه آن‌ها با حمله موضعی باعث ایجاد حفره، افزایش خوردگی فرسایشی، افزایش خوردگی گالوانیکی، ترک خوردگی حاصل از خوردگی تنشی و شکست هیدروژنی می‌شوند. خوردگی میکروبی برای تمام فلزات و آلیاژها به استثنای تیتانیوم و آلیاژهای با درصد بالای کروم نیکل گزارش شده‌است. این نوع خوردگی برای مواد فلزی و غیر فلزی که در معرض آب دریا، آب مقطر، سوخت‌های هیدروکربنی نفت خام و نفت تقطیر شده، مواد شیمیایی مورد استفاده در فرایند، مواد غذایی، بدن انسان، بزاق، و فاضلاب اثبات شده‌است. هم چنین مواردی گزارش شده‌است که این نوع خوردگی در جاهایی که اصلاً مورد انتظار نیست با سرعت بالایی اتفاق می‌افتد. این موجودات بعضی مواد را تغذیه کرده و مواد دیگر را به وجود می‌آورند. این پروسس‌ها می‌تواند به طرق زیر بر رفتار خوردگی اثر بگذارد: خوردگی
SRBهمه جا یافت می‌شوند، بی هوازی‌های بسیار متفاوتی هستند (در ضمن بیماری‌زا نیستند). متداول‌ترین آن‌ها Desulfovibrioاست. یک میکرو ارگانیسم می‌تواند به راحتی به سطح بچسبد لایه‌هایی را به نام بیو فیلم تشکیل دهد، بدین صورت که ابتدا بخش‌های آلی روی سطح مواد می‌چسبند. میکروارگانیسم‌ها خواص سطحی مواد بخصوص بار استاتیکی و قابلیت خیس شوندگی آن را تغییر می‌دهند. سپس باکتری‌ها جذب سطح می‌شوند و رشد می‌کنند تا کلونی‌ها را تولید کنند، بنابراین میکرو فیلم‌ها رشد خواهند کرد. این لایه‌ها می‌توانند خیلی نازک باشند یا رشد کنند و به ضخامت سانتیمتر هم برسند. بیوفیلم‌ها با یک ساختار غیر یکنواخت شناخته می‌شوند. ماکروفاژ
این بیگانه‌خواران بزرگ، اساساً در تمام بافت‌هایی که در آن با حرکات آمیبی جهت یافتن بیماری‌زاهای بالقوه گشت می‌زنند، یافت می‌گردند. آن‌ها به اشکال مختلفی (با نام‌های مختلف) در سراسر بدن در می‌آیند (مثل هیستوسیت‌ها، سلول‌های کوپفر، ماکروفاژهای آلوئولار، میکروگلیاها و سایر اشکال). اما همه آن‌ها بخش‌هایی از دستگاه فاگوسیت تک‌هسته‌ای می‌باشند. آن‌ها در کنار عمل بیگانه‌خواری، نقش حیاتی در دفاع غیر اختصاصی داشته (دستگاه ایمنی ذاتی) و همچنین به شروع سازوکار دفاع اختصاصی (دستگاه ایمنی تطبیقی) نیز با بکارگیری بقیه سلول‌های ایمنی چون لنفوسیت‌ها، کمک می‌کنند. به عنوان مثال، ماکروفاژها از نظر عرضه آنتی‌ژن به لنفوسیت T اهمیت دارند. در انسان‌ها، بدعملکردی ماکروفاژها، موجب بیماری‌های جدی چون بیماری گرانولوماتوز مزمن شده که منجر به عفونت‌های مکرری می‌گردد. مهرزنی
درحالی که مفهوم مهرزنی ورق‌های فلزی به‌طور سنتی استفاده در ابعاد ماکرو را در ذهن تداعی می‌کند، گرایش به کوچک سازی تحقیقات را به سمت مهرزنی میکرو سوق داده است. همین فرایند در ابعاد میکرو کاربردهایی نظیر: اتصال دهنده‌ها و بدنه‌های الکتریکی، دستگاه‌های اپتیکی، میکرو فنرها برای میکرو سوییچ‌ها، میکرو روپوش‌ها برای تفنگ‌های الکترونی و میکرو بسته‌بندی، میکرو لمینیت‌ها برای میکرو موتورها و تجهیزات سیالاتی، میکرو چرخدنده‌ها برای میکرو تجهیزات مکانیکی، میکرو چاقوها برای جراحی و میکرو کانال‌ها برای جلوگیری از خوردگی را دارند که بیان گر استفادهٔ مداوم آن در زندگی هرروزهٔ بشر است و اهمیت بالای این فرایند را می‌رساند. کوارک (لبنیات)
هیدرولیزهای کازئین یا پپتون‌های کازئین در میکروبیولوژی تا حدی به عنوان جزئی از محیط‌های کشت یا محلول‌های غذایی برای کشت میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود، به عنوان مثال در کازئین-سویا پپتون آگار. شکل‌دهی میکرو
با توجه به محصولات میکرو و مینیاتوری، قطعات فلزی ورقه‌ای شامل کاربردهای زیر می‌شود:اتصال‌های الکتریکی، تقسیم‌بندی‌های کوچک برای دستگاه‌های نوری، فنرهای کوچک برای میکرو سوئیچ‌ها، فنجان‌های میکرو برای تفنگ‌های الکترونی و بسته‌بندی میکرو، ورقه‌های میکرونی برای میکرو موتورها و دستگاه‌های سیالی، چرخ دنده‌های میکرو برای دستگاه‌های مکانیکی میکر، چاقوهای میکرو برای جراحی‌های پزشکی و غیره؛ بنابراین، قطعات فلزی ورقه‌ای میکرو و مینیاتوری با زندگی روزمره وابسته شده‌است. آرکی‌ها
در بیشتر قرن بیستم، پروکاریوتها به عنوان یک گروه واحد از موجودات در نظر گرفته می‌شدند و براساس بیوشیمی، مورفولوژی و متابولیسم طبقه‌بندی می‌شدند. میکروبیولوژیست‌ها می‌توانند میکروارگانیسم‌ها را بر اساس ساختار دیواره‌های سلولی، شکل‌ها و موادی که مصرف می‌کنند طبقه‌بندی کنند.در سال ۱۹۶۵، امیل زاکراندل و لینوس پائولینگدر عوض با استفاده از توالی‌های ژن‌ها در پروکاریوت‌های مختلف پیشنهاد شد که نحوه ارتباط آنها با یکدیگر بررسی شود. این روش فیلوژنتیک روش اصلی است که امروزه استفاده می‌شود. زیست‌فناوری گیاهی
۲. استفادهٔ کنترل شده از عوامل بیولوژیکی از قبیل میکروارگانیسم‌ها یا اجزاء سلولی برای استفاده مفید بیگانه‌خوار
بیگانه‌خوارها می‌توانند با تغییر شکل در غشاء سلولی خود پای کاذب ایجاد کنند، و به این ترتیب دور سلول‌های بیگانه را احاطه کرده و آن‌ها را در واکوئل سیتوپلاسم خود محبوس کنند. آنگاه، لیزوزوم‌های آن آنزیم‌های لازم برای هضم سلول بیگانه را ترشح کرده و آن را از بین می‌برند. بیگانه‌خوارها عبارت اند از درشت‌خوارها، مونوسیت‌ها، نوتروفیل‌ها و ماستوسیت‌ها. بلع و هضم میکروارگانیسم‌ها توسط دو گروه اصلی از سلولها تحت عنوان میکروفاژها و ماکروفاژها (Microphage & Macrophage) انجام می‌گیرد. میکروفاژها نوتروفیلهای چند هسته‌ای هستند که قابل تقسیم شدن نبوده و دارای عمر کوتاهی هستند. این سلولها دارای گرانولهایی هستند که حاوی تعداد زیادی از فاکتورهای Bacteriocidal (کشنده باکتری) و ذخیره گلیکوژن می‌باشند. گلیکوژن تحت شرایط بی هوازی در مسیر گلیکولیز به مصرف می‌رسد و انرژی لازم جهت فعالیت بیگانه خواری را فراهم می‌کند. ماکروفاژها از منوسیتهای مغز استخوان حاصل می‌شوند و تحت عنوان سیستم رتیکولواندوتلیال در بافتهای مختلف جایگزین می‌گردند. برخلاف سلولهای پلی مورف، ماکروفاژها، دارای عمر طولانی هستند و دفاع اصلی را در برابر باکتریهای چرک زا(pyogenic) بعهده دارند. سطوح ضد میکروب
یک سطح ضد میکروبی سطحی شامل یک عامل ضد میکروبی است که توانایی میکروارگانیسم‌ها برای رشد بر روی سطح ماده را مهار می‌کند. این سطوح به‌طور گسترده برای استفاده در زمینه‌های مختلف از جمله کلینیک‌ها، صنعت و حتی خانه مورد بررسی قرار می‌گیرند. رایج‌ترین و مهم‌ترین استفاده از پوشش‌های ضد میکروبی در زمینه بهداشت و درمان برای استریل کردن دستگاه‌های پزشکی برای جلوگیری از عفونت‌های مرتبط با بیمارستان است، که تقریباً ۱۰۰۰۰۰ مرگ در ایالات‌متحده را به خود اختصاص داده‌است. علاوه بر دستگاه‌های پزشکی، کتان و لباس می‌توانند محیط مناسبی برای بسیاری از باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها فراهم کنند تا در تماس با بدن انسان که امکان انتقال بیماری‌های عفونی را فراهم می‌کند، رشد کنند. سطوح ضد میکروبی در فرایندهای مختلفی عامل بازدارنده رشد میکروب می‌شوند. یک پوشش ممکن است بر روی سطحی که دارای ترکیب شیمیایی است و برای میکروارگانیسم‌ها سمی است، اعمال شود. در عوض، می‌توان سطح را با جذب یک پلیمر یا پلی پپتید یا با تغییر ریز ساختار و نانو ساختار آن، عامل بازدارنده کرد. نوآوری در سطوح ضد میکروبی باعث کشف این موضوع شده‌است که مس و آلیاژهای آن (مس، برنز، کوپرونیکل، مس - نیکل - روی و غیره) مواد ضد میکروبی طبیعی هستند که خواص ذاتی برای تخریب طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها را دارند. مطالعات فراوانی در مورد اثرات ضد میکروبی در رابطه با اثرات مس برای از بین بردن باکتری‌ها صورت گرفته‌است. از جمله باکتری و ویروس‌های: استافیلوکوکوس، انتشار کلواستریدیوم، ویروس آنفلوانزا، آدنوویروس و قارچ. O157 H استافیلوکوکوس مقاوم به متی سیلین برای رسیدن به این امر ماهیت فیزیکی سطح، یا آرایش شیمیایی می‌تواند دستکاری شود تا محیطی ایجاد شود که میکروارگانیسم‌ها به دلایل مختلف نمی‌توانند در آن ساکن باشند. مواد فتوکاتالیتیکی برای توانایی خود در کشتن بسیاری از میکروارگانیسم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و بنابراین می‌توانند برای سطوح خود تمیزکننده و همچنین تمیز کردن هوا، تصفیه آب و فعالیت ضد توموری مورد استفاده قرار گیرند. میکروبیوم‌ها
میکروبیوم بدن بر روی پوست، مخاطها و دستگاه گوارش قرار دارد و بر دو نوع است: اروبیک
(کربوهیدراتها، پروتئینها و چربیها که به درشت مغذیها معروف هستند انرژی مورد نیاز فعالیت را فراهم میکنند و مواد اولیه مورد نیاز جهت بهبود و ترمیم بافتهای بدن را مهیا میکنند. ویتامینها، مواد معدنی و دیگر مواد شیمیایی گیاهان نظیر آنتیاکسیدانها و غذاهای گیاهی به ریزمغذیها شهرت یافتهاند؛ زیرا بدن به مقادیر بسیار کمی (میلیگرم یا میکروگرم) به آنها نیازمند است). میکروب
کلمهٔ [میکروب] از دو کلمهٔ یونانی به معنی (کوچک) و (زیستن) گرفته شده‌است و به هر موجود ریز و ذرّه‌بینی گفته‌می‌شود. به عبارتی، به موجودات بسیار کوچک که تنها با میکروسکوپ، قابل‌دیدن هستند، میکروب گفته‌می‌شود. مهم: انواع میکروب: ۱-باکتری ۲-ویروس ۳-آغازیان ۴-قارچ‌های ذرّه بینی بیوچیپ سانتریفوگال میکروفلوئیدیک
واحدهای مختلفی در ساختار این دیوایس وجود دارد که شامل دریچه‌ها، اندازه‌گیری حجم، مخلوط-کن و تغییر جریان می‌شود. این واحدها ساختارهای مختلفی را برای کاربردهای گوناگون ایجاد می‌کنند. سطح اطمینان استریل
توجه به این نکته ضروری است که در میکروبیولوژی غیرممکن است ثابت شود که همه میکروارگانیزم‌ها نابود شده‌اند زیرا اولاً ممکن است غیرقابل کشف بودنشان تنها به دلیل این باشد که لحظه آزمون در محیط مناسب فعالیت نباشند و دوماً ممکن است شامل میکروارگانیزم‌های کشف نشده باشند، بنابراین در این شرایط از ضریب احتمالی SAL (یا احتمال غیراستریل ماندن یک ذره) استفاده می‌شود. ریزسیستم‌های زیست‌الکترومکانیکی
برخی از اصلی‌ترین کاربردهای Bio-MEMS شامل: کاربردهای ژنتیکی یا ژنومی، پروتئینی، تشخیص مولکولی، تشخیص بیماری در محل بستر بیمار، مهندسی بافت، آنالیز تک سلولی و دستگاه‌های میکرونی با قابلیت ایمپلنت است. طبیعت
اولین شکل حیات که بر روی کره زمین گسترش یافت، میکروب‌ها بودند، و تا یک میلیارد سال قبل، پیش از ظهور ارگانیسم‌های چند سلولی، آن‌ها تنها موجودات زنده بودند. میکروارگانیسم‌ها، ارگانیسم‌های تک سلولی هستند که به‌طور کلی میکروسکپیک اند، و از آنچه که چشم بشر قادر به دیدنش است، کوچکند. آن‌ها شامل باکتری‌ها، قراچ‌ها، باستانیان و آغازیان می‌باشند. میکروبلاگینگ
·       بلاگر غذا و خوراک – Food Blogger ضدعفونی‌کننده
آنتی‌بیوتیک‌های وسیع الطّیف، آن‌هایی هستند که در مقابل انواع مختلف میکرو ارگانیسمها فعّال می‌باشند. مانند تتراسایکلین که در مقابل بسیاری از باکتری‌های گرم منفی، کلامیدیا، مایکوپلاسما و ریکتزیاها مؤثر است. آنتی‌بیوتیک‌های با طیف محدود، آن‌هایی هستند که فقط در مقابل یک میکرو ارگانیسم یا طیف بسیار محدودی از میکروارگانیسم‌ها فعّال می‌باشند؛ مانند وانکومایسین که عمدتاً در مقابل کوکسی‌های گرم مثبت مانند استافیلوکوکها و انتروکوکها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ماکروفاژ
ماکروفاژها، به غیر از التهاب و تحریک دستگاه ایمنی، نقش ضد التهابی مهمی داشته و می‌توانند از طریق آزادسازی سیتوکین‌ها، موجب کاهش واکنش ایمنی گردند. ماکروفاژهایی که التهاب را تشدید می‌کنند، به نام M1 شناخته شده، در حالی که ماکروفاژهای کاهنده التهاب و تشویق کننده ترمیم بافتی را M2 می‌نامند. این تمایز، منعکس کننده متابولیسمشان است؛ ماکروفاژهای M1 توانایی منحصر بفردی در متابولیزه کردن آرژنین به مولکول‌های «قاتل»، یعنی نیتریک اکسیدها دارند، در حالی که ماکروفاژهای M2 توانایی منحصربفردی در متابولیزه کردن آرژنین جهت ترمیم مولکول اورنیتین دارند. با این حال، این دوگانگی اخیراً با کشف پیچیدگی‌های بیشتر، مورد تردید و پرسش قرار گرفته‌است. زندگی دریایی
ریزاندامگان (میکروارگانیسم‌ها یا میکروب‌ها) در حدود ۷۰ درصد از زیست‌توده دریایی را تشکیل می‌دهند. میکروب یک جانداران میکروسکوپی است که به خاطر جثه ریزش قابل رویت با چشم غیر مسلح نیست. یک میکروب می‌تواند تک‌یاخته‌ای باشد یا چندیاخته‌ای. ریزسیستم‌های زیست‌الکترومکانیکی
میکروفلوئیدها به منظور شبیه‌سازی بهتر محیط in vivo از طریق طراحی توپوگرافی و بیوشیمیایی سطوح جهت کنترل زمانی-فضایی اتصال سلول‌ها و هم چنین به حداقل رساندن حجم مرده در تکنولوژی کمک باروری به کار می‌روند. وجود میکرو پمپ‌ها و دریچه‌ها موجب می‌شود فرایند ملال‌آور توزیع مدیوم به صورت خودکار انجام شود. هم چنین سنسورهای متنوع برای کنترل کیفیت بلادرنگ و هم‌زمان به کار برده می‌شود. مواد مغذی
مواد مغذی ، به اجزای مفید در غذای مصرفی یک موجود زنده (ارگانیسم) گفته می‌شود که آن موجود برای زنده ماندن و رشد خود به آن مواد نیازمند است. «درشت مغذی‌ها» حجمِ اصلیِ انرژیِ موردِ نیازِ سیستمِ سوخت‌وسازِ بدنِ موجودِ زنده را، برای ادامهٔ امور زندگیش فراهم می‌کنند، در حالی که عناصری که مصرف کم‌تری دارند: «ریز مغذی‌ها»، ارائهٔ کوفاکتورهای فرعی ضروری را که برای سوخت‌وساز بدن اجرا می‌شود بر عهده دارند. هر دو نوع از مواد مغذی را می‌توان از محیط زیست به دست آورد. میکرو المان‌ها برای ساخت و ترمیم بافت‌ها و تنظیم فرایندهای بدن به کار می‌روند، در حالی که درشت مغذی‌ها به انرژی تبدیل می‌شوند و این‌گونه از آن‌ها استفاده می‌گردد؛ مورد استفادهٔ آن‌ها انرژی است. میکروب
ریزاندامگان برای سوخت‌وساز و انجام فرایندهای زیستی خود از منابع آلی و معدنی موجود در محیط تغذیه می‌کنند. این ارگانیسم‌ها طی فرایندهای متفاوت، هنگامی که در معرض یون‌های فلزی قرار می‌گیرند، آن‌ها را در درون یا بر روی دیوارهٔ سلولی خود انباشته می‌کنند. این انباشتگی اغلب منجر به تولید ذراتی است که در اندازه‌های نانو دسته‌بندی می‌شوند. پیزوالکتریکی
نانو حسگرها به شدت حساس، کم مصرف و البته بسیار کوچکند. آن‌ها می‌توانند در شناسایی علائم مولکولی بیماری در خون، مقادیر جزئی گازهای سمی در جو و آلودگی‌ها در غذا مورد استفاده قرار گیرند. اما منابع انرژی و مدارهای لازم برای فعال‌سازی این وسایل کوچک ساخته شدن آن‌ها را دشوار می‌کند. هدف ونگ، نیرو بخشیدن به دنیای نانو توسط مولدهای کوچکی که از پیزوالکتریک بهره می‌برند است. اگر او موفق شود، نانو حسگرهای زیستی و شیمیایی قادر خواهند بود به خودشان نیرو ببخشند. مهندسی میکروفرایند
در حالی که ابعاد هر کانال منفرد کوچک است، یک دستگاه مهندسی میکرو فرایند (رآکتور میکرو ساختار) می‌تواند چند هزار از این کانال‌ها را شامل شود، و سایز کلی این رآکتور ممکن است به چند متر برسد. هدف مهندسی میکرو فرایند در وهله اول کوچک سازی دستگاه‌های تولیدی نیست، بلکه افزایش بازده و بهگزینی واکنش‌های شیمیایی و در نتیجه کاهش هزینهٔ تولیدات شیمیایی است. این هدف می‌تواند با استفاده از واکنش‌های شیمیایی که در حجم‌های بیشتر قابل اجرا نیستند، یا با اجرای واکنش‌های شیمیایی با پارامترهایی (دما، فشار، غلظت) که در حجم‌های بزرگتر به خاطر محدودیت‌های ایمنی قابل دستیابی نیستند، حاصل شوذ. برای مثال انفجار مخلوط استوکیومتریک دو واحد حجم گاز هیدروژن و یک واحد حجم گاز اکسیژن در میکروکانال‌هایی که قطرشان به اندازه کافی کم است، گسترش نمی‌یابد. به این ویژگی «ایمنی ذاتی» رآکتورهای میکرو ساختار گفته می‌شود. بهبود بازده و بهگزینی با استفاده از واکنش‌های جدید یا انجام واکنش‌ها با پارامترهای خیلی زیاد تحت عنوان «تقویت فرایندد» شناخته می‌شود.. نانوروباتیک
زمینه ظهور سیستمهای بیولوژیکی ترکیبی عناصر ساختاری بیولوژیکی و مصنوعی را برای کاربردهای زیست پزشکی یا روباتیک ترکیب می‌کند. عناصر تشکیل دهنده سیستم‌های بیو نانوالکترومکانیکی ) (BioNEMSاز نظر اندازه نانو ، به عنوان مثال DNA ، پروتئین‌ها یا قطعات مکانیکی نانوساختار هستند. مقاومت در برابر تیول-آن ebeam به نوشتن مستقیم از ویژگی‌های نانو ، و به دنبال آن عملکردی سطح مقاومت در برابر واکنش بومی با زیست مولکول‌ها اجازه می‌دهد. روشهای دیگر از ماده تخریب پذیر متصل به ذرات مغناطیسی استفاده می‌کنند که به آنها اجازه می‌دهد تا در اطراف بدن هدایت شوند. ]۵۴[ ریزاندامگان دریایی
میکروب‌های دریایی یا ریزاندامگان دریایی بر اساس زیستگاهشان، به عنوان ریزاندامگانی که در محیط دریا زندگی می کنند، (یعنی آب شور دریا یا اقیانوس یا آب لب‌شور پای‌رودهای ساحلی) تعریف می گردند. یک ریزاندام (یا میکروب) هر نوع جاندار زنده میکروسکوپی است که با چشم غیر مسلح دیده شود. ریزاندامگان بسیار متنوع اند. تنوعشان جانداران تک سلولی یا چندسلولی را در بر گرفته و شامل باکتری ها، باستانیان (آرکی‌ها)، ویروس ها و بسیاری از تک‌یاختگان می شود، همچنین برخی از قارچ‌ها، جلبک‌ها و حیواناتی نظیر چرخان‌تباران و پاروپایان را نیز شامل می شوند. بسیاری از حیوانات و گیاهان ماکروسکوپی، دارای مراحل جوانه زنی میکروسکوپی اند. برخی از میکروب‌شناسان نیز موجودات زیستی فعالی چون ویروس‌ها و ویروئید ها را به عنوان ریزاندامگان در نظر می گیرند در حالی که بقیه آن ها را غیر-زنده فرض می کنند. میکروبیوم‌ها
۲-فلور موقت یا گذرا: شامل میکروارگانیسمهای بیماری‌زا یا آنهایی که بالقوه بیماری‌زا هستند می‌شود که به مدت زمان کوتاهی در پوست یا مخاط جایگزین می‌شود. منشأ اینها از محیط بوده و در صورت آسیب دیدگی قادر به بازسازی کامل خود نمی‌باشند. نکته مهم اینجاست که فلور موقت در صورت وجود فلور ساکن نمی‌تواند بیماری‌زا باشد اما در حالت وجود زیادتر و رشد بیش از حد فلور ساکن بیماری ایجاد می‌گردد. ارگانیسم مدل
مدل‌های ارگانیسم ، مدل‌هایی همانند داخل بدن انسان هستند و به‌طور گسترده برای تحقیق بیماری‌های انسانی وقتیکه قرار است آزمایشی برای شناخت یک بیماری انسانی انجام شود ، مورد استفاده قرار می‌گیرد .این استراتژی بین تمام موجودات زنده مشترک است و مسیرهای متابولیک و رشد و نمو و مواد ژنتیکی را به صورت تکاملی پوشش می دهد . میکروپلاستیک
در تحقیقی برای بررسی میزان میکروپلاستیک‌ها در منابع آبی چهار نمونه مختلف شامل آب، رسوبات، ماهی و زالوی موجود در یک آبگیر جمع‌آوری گردید. آماده‌سازی نمونه‌ها و استخراج میکروپلاستیک‌ها با در نظر گرفتن متدهای بهینه‌سازی شده و مناسب برای انجام فرایند آنالیز با دستگاه تبدیل فوریه یا دستگاه FTIR انجام پذیرفت نمونه پس از آماده‌سازی با حساسیت و سرعت بالایی توسط دستگاه طیف‌سنج مادون قرمز FTIR مورد آنالیز قرار گرفت و طیف جذبی آن بدست آمد. سپس نتایج حاصل از آنالیز دستگاه FTIR به‌طور دقیقی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و درصد وجود هر کدام از ترکیبات پلاستیکی PE, PP, PVC, PS, PUR و استئارات زینک در نمونه تعیین گردید. با وجود مواردی که گفته شد هنوز میزان تجمع میکروپلاستیک‌ها در بدن آبزیان و منابع آبی مختلف و اثرات زیانبار آنها بر روی زندگی انسان‌ها و محیط زیست طبیعی به دلیل فقدان پروتکل‌های استاندارد به‌طور دقیق مشخص نشده‌است. به همین دلیل نیاز است که بررسی‌های دقیق تر و مطالعات گسترده‌تری در زمینه آلودگی منابع زیستی با میکروپلاستیک‌ها صورت گیرد.دانشمندان معتقدند که کودهای کشاورزی عمده‌ترین حامل میکروپلاستیک‌ها هستند. در بسیاری کشورها فاضلاب از طریق موادی که به منظور تصفیه به آن اضافه می‌شود در زمین‌های کشاورزی به عنوان کود مورد استفاده قرار می‌گیرد. اضافه شدن مواد تصفیه به فاضلاب آن را تبدیل به مایه ای نیمه جامد شبیه لجن می‌کند که در اصل حاوی ذرات شسته شده از محصولات آرایشی و الیاف مصنوعی موجود در پوشاک شسته شده در ماشین‌های رختشویی هستند مشخص نیست وقتی این ذرات پلاستیک وارد چرخه محیط زیست می‌شوند از کجا سر درمی‌آورند پروفسور «آن مری ماهون» از پژوهشگران انستیتو تکنولوژی دوبلین می‌گوید: «ضروری است که ما از آنچه بر خاک و درون آن جریان می‌یابد آگاهی کامل بیابیم. آیا ذرات پلاستیک روی خاک می‌مانند؟ آیا وارد بافت عمودی خاک می‌شوند؟ اگر این ذرات در جریان نهرها و مسیل‌هایی که به اقیانوس‌ها می‌رسند قرار نگیرند اثرات آن‌ها بر زنجیره تولیدات کشاورزی را نمی‌توان نادیده گرفت» وی آلودگی میکروپلاستیک را مورد تحقیق قرار داده و ذرات پلاستیک را در آب لوله‌کشی آشامیدنی دوبلین، چاه‌های آب و نیز آب‌های بطری شده ایرلند یافته‌است. تأثیر میکروپلاستیک بر گیاهان و در نتیجه زنجیره گسترده مواد کشاورزی خوراکی هنوز کامل نیست اما مشخص شده‌است کرم‌های خاکی که در معرض ذرات پلاستیک قرار گرفته‌اند رشد کم‌تر و عمر کوتاه تری داشته‌اند. مواد ذره ای پلاستیک علاوه بر خاک هوا را نیز آلوده ساخته‌اند پروفسور «فرانک کلی» مدیر پژوهش‌های محیط زیست کالج کینگ لندن که گروه او بر روی وجود ذرات پلاستیکی در هوای لندن تحقیق می‌کند معتقد است که حضور این ذرات پلاستیک در هوا قطعی است مسئله تعیین میزان آن هاست یک منبع حامل میکروپلاستیک در هوا همان کودهای فراورده ازفاضلاب هاست که این ذرات را در هوا پراکنده‌می‌سازد. در هوای درون خانه‌ها نیز مواد میکروپلاستیک وجود دارند مواد برخاسته از فرش‌های بافته شده با الیاف مصنوعی و آنچه از لباس‌های ما جدا می‌شود حامل این ذرات هستند. میکروبادی
میکروبادی‌ها انواع گوناگونی از اجسام موجود در مایع درون‌سلولی هستند. میکروبادی معمولاً یک وزیکول با شکل کروی با قطری که از ۰٫۲ تا ۱٫۵ میکرومتر متغیر است. میکروبادی‌ها در سیتوپلاسم یاخته پیدا می‌شوند، اما تنها با میکروسکوپ الکترونی می‌توان آن‌ها را دید. آن‌ها توسط یک غشای دو لایه‌ای فسفولیپیدی احاطه شده‌اند و حاوی ماتریسی از ماده درون‌یاخته‌ای از جمله آنزیم‌ها و پروتئین‌های دیگر هستند، اما به نظر نمی‌رسد که دارای ماده ژنتیکی باشند تا بتوانند خود را تکثیر کنند. ریزسیال‌شناسی
به‌طور معمول، میکرو به معنی یکی از ویژگی‌های زیر است: به‌طور معمول سیالات حرکت کرده، مخلوط شده، جدا شده، یا به عبارت دیگر پردازش می‌شوند. کاربردهای متعددی تکنیک‌های کنترل پسیو سیال مانندنیروهای مویرگی را به کار می‌گیرند. در برخی کاربردها، ابزارهای محرک خارجی به صورت اضافی برای حمل و نقل مستقیم محیط استفاده می‌شوند. نمونه‌هایی از این ابزار محرک‌های چرخشی اعمال‌کننده نییروهای گریز از مرکز برای انتقال سیال بر روی تراشه‌های غیرفعال هستند. ریزسیال‌شناسی فعال به کنترل تعریف شده سیال کاری توسط اجزای فعال (میکرو) مانند ریزپمپ‌ها یا ریزدریچه‌ها اشاره دارد. میکروپمپ‌ها سیالات را با یک رفتار پیوسته ذخیره می‌کنند یا برای دوز استفاده می‌شوند. میکرودریچه‌ها جهت جریان یا شیوه حرکت مایعات پمپ شده را تعیین می‌کنند. اغلب فرایندهایی که به‌طور معمول در آزمایشگاه انجام می‌شوند، بر روی یک تراشه کوچک به منظور افزایش کارایی و تحرک و همچنین کاهش حجم نمونه و واکنش دهنده، به صورت مینیاتوری یا کوچک شده درآورده می‌شوند. دیفیوزر
در مورد روش‌های بیولوژیک هوازی تصفیه فاضلاب نیاز به تأمین اکسیژن مصرفی توسط انواع میکروارگانیزم‌های تجزیه کننده مواد آلی است. این امر توسط انواع دیفیوزرهای حباب ریز قابل دستیابی است. همچنین در رابطه با حذف مواد معلق، چربی و روغن با روش‌های مختلف شناور سازی به منظور تزریق یکنواخت گاز (هوا یا نیتروژن) از این تجهیز استفاده می‌شود. میکروبیوم‌ها
میکروبیوم (به انگلیسی: Microbiome) به معنای کلی و فراگیر زیست‌بوم ریزاندامگان (میکروارگانیسم‌ها)، همهٔ ژنها و تودهٔ سلول‌های ریزاندامگان با در نظر نگرفتن سرده و گونه‌ی آن‌ها، مستقر در یک بخش ویژه را گویند. میکروبیوم، رابطهٔ همزیستی با جانور میزبان دارند. این به این معنی است که این ریزاندامگان هم می‌توانند همسفره باشند، هم بیماری‌زا. مثلاً به تمامی باکتری‌ها، قارچها و دیگر انواع میکروب‌هایی که به‌طور بومی در پوست انسان زندگی می‌کنند، میکروبیوم پوست می‌گویند. بزرگترین میکروبیوم بدن انسان، میکروبیوم دستگاه گوارش تحتانی و به‌طور خاص روده بزرگ می‌باشد. این اصطلاح گرچه بیشتر در پزشکی بکار رفته است، ولی در دیگر شاخه‌های علم میکروبیولوژی نیز معتبر است. مثلاً میکروبیوم خاک دشت مغان، یا میکروبیوم فاضلاب شهری اصفهان. میکروبیوتا
میکروبیوتا ، «جوامع بوم‌شناختی از میکروارگانیسم‌های همسفره، هم‌زیست و بیماری‌زا اند.» درون و روی تمام جانداران چندسلولی که تا به امروز مطالعه گردیده‌اند، یافت شده. میکروبیوتا، شامل باکتری‌ها، آرکی‌ها، آغازیان، قارچ‌ها و ویروس‌ها (البته در مورد تعریف ویروس به عنوان موجود زنده اختلاف نظر وجود دارد) می‌گردد. میکروبیوتا را از نظر ایمنی‌شناختی، هورمونی و هم‌ایستایی متابولیکی، برای میزبانشان مهم تلقی کرده‌اند. اصطلاح "میکروبیوم"، یا گردایه‌ای از ژنوم‌های میکروارگانیسمی را که در یک کنام محیطی ساکنند را توصیف می‌کنند، یا خود میکروارگانیسم‌ها را. همزیستی قارچ‌ریشه
تولید محصول در سیستم‌های کشاورزی می‌تواند پایدار باشد، به شرطی که سیستم به عنوان یک واحد بوم‌شناختی در نظر گرفته شود. وحدت شبکه بوم‌شناختی زیست، متزلزل است و کار کشاورزی بدون بی‌نظمی و اغتشاش، امکان‌پذیر نیست. ریسه‌های مایکوریزایی به عنوان بخش‌های مهمی از این شبکه، همچنان تا حد زیادی ناشناخته هستند و در آثار و بحث‌های مربوط به آگرواکولوژی به‌طور برجسته به آنها پرداخته نشده‌است. دلیل این مسئله احتمالاً، سخت و پیچیده بودن و در نتیجه تخصصی‌تر بودنِ کار با میکروارگانیسم‌های خاک نسبت به کار با گونه‌های زیستی روی خاک است. با این وجود، میکروارگانیسم‌های خاک با کارکردهای مختلف از رشد گیاه پشتیبانی می‌کنند و آسیب دیدن هر یک از این کارکردها ممکن است باعث ایجاد ضعف در تولید پایدار شود. از تسهیل واکنش‌های شیمیایی به وسیله متابولیسم میکروبی گرفته تا ایجاد نیروهای کشنده‌ای که توده‌های گلی را به خاک معمولی تبدیل می‌کنند، جزو این کارکردها هستند. شرایط لازم برای پشتیبانی از این کارکردها باید فراهم شود و در صورت از دست رفتن، احیا گردد تا نه تنها کشاورزی مقرون‌به‌صرفه باشد، بلکه تبدیل به یک عملیات بوم‌شناختی شود. قارچ‌های مایکوریزایی در توازن و هماهنگی گیاه و خاک برای کمک به پایداری در کشاورزی، بسیار مهم هستند. پیل سوختی میکروبی
سلول های سوختی میکروبی بدون واسطه می توانند روی فاضلاب کار کنند و انرژی را مستقیماً از گیاهان خاص و O دریافت کنند. این پیکربندی به عنوان پیل سوختی میکروبی گیاهی شناخته می شود. گیاهان احتمالی عبارتند از ، ، برنج، گوجه فرنگی، لوپین و جلبک. با توجه به اینکه نیرو از گیاهان زنده (تولید انرژی در محل) گرفته می شود، این نوع می تواند مزایای اکولوژیکی را ارائه دهد. ریزکنترل‌گر
میکروکنترلر برای کاربردهایی که در آن‌ها قیمت و اندازه سیستم مهم است، مناسب است. زیرا اضافه کردن حافظه، پورت I/O تایمرها و مدار واسط لازم به میکرپروسسور سبب افزایش قیمت و اندازه سیستم می‌شود. میکروکنترلرها به‌طور گسترده‌ای در تولید سیستم‌های تک‌منظوره به کار می‌روند. منظور از سیستم تک‌منظوره سیستمی است که از میکروکنترلر یا میکرپروسسور فقط برای یک کار استفاده می‌کند. مانند پردازنده درون یک موس که تنها به منظور یافتن مکان اشاره گر موس و ارسال آن به PC برنامه‌ریزی شده‌است. این سیستم‌ها در مقابل سیستم‌های چند منظوره قرار می‌گیرند. که نمونه بارز آن یک PC است که می‌تواند برای کاربردهای متعدد و گوناگونی همچون واژه‌پردازی، بازی‌های ویدئویی، سرویس شبکه و ... مورد استفاده قرار گیرد. این توانایی PC در اجرای کارهای گوناگون به دلیل وجود سیستم عاملی است که نرم‌افزار کاربردی را در RAM بار می کند تا PC بتواند آن را اجرا کند. اما در یک سیستم تک‌منظوره تنها یک نرم‌افزار کاربردی موجود است که معمولاً درROM نوشته می‌شود. چند نمونه ساده از وسایلی که در ساخت آن‌ها از میکروکنترلرها استفاده شده‌است، عبارت اند از کنترل از راه دور تلویزیون، تلفن، دوربین فیلمبرداری، فاکس، چاپگر، دستگاه فتوکپی،سیستم‌های حفاظتی، دزدگیر و سیستم‌های کنترل صنعتی. میکروب
قبل از کشف میکروارگانیسم‌ها توسط فان لیوونهوک در ۱۶۷۵، چگونگی تبدیل انگور به سرکه یا شیر به پنیر و ماست یا چگونگی فساد مواد غذایی برای همه معمایی حل نشدنی بود. بعد از اینکه هوک گزارش داد موجودات زنده‌ای وجود دارند که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند، برای مدت کوتاهی این سؤال باز هم بی‌جواب ماند؛ چرا که هوک نتوانست ارتباط بین میکروارگانیسم‌ها با این معماها را توجیه کند؛ ولی چند سال بعد از کشف میکروارگانیسم‌ها و با مطالعه‌هایی که اسپالانزانی و پاستور انجام دادند علاوه بر پاسخگویی به این معماها، به فرضیه اشتباه و خرافاتی به وجود آمدن موجودات زنده از مواد غذایی در حال فساد هم پایان داده شد. سنتز نانوذرات توسط قارچ
برای توصیف جنبه‌های مختلف نانوذرات می‌توان از ابزارهایی چون:میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، تجزیه پراش ایکس، طیف‌سنجی و پراش پرتوهای ایکس استفاده کرد. هر دو میکروسکوپ ذکر شده به منظور تجسم مکان، اندازه و مورفولوژی نانوذرات استفاده شوند ولی طیف‌سنج برای تأیید ماهیت فلزی، اندازه و سطح تجمع استفاده می‌شود. تجزیه و تحلیل پراکندگی انرژی اشعه ایکس برای تعیین ترکیب عنصری و پراش اشعه ایکس برای تعیین ساختار کریستالوگرافی استفاده می‌شود. ارزیابی چرخه عمر
نوع چاه تا چرخ، نهاده معنی دار و عمده یا مدلی را دارا می‌باشد که توسط آزمایشگاه ملی آرگون ایجاد گردیده و توسعه یافته‌است. گازهای گلخانه‌ای، پراکنش منظم و همچنین کاربرد انرژی در جابجایی و حمل و نقل مدل‌هایی هستند که ایجاد گردیده و ارائه شده‌اند تا بدین ترتیب بتوان تأثیرات سوخت‌های جدید و تکنولوژی مرتبط با وسایل نقلیه را ارزیابی و بررسی نمود. این مدل می‌تواند تأثیرات کاربرد سوخت را با استفاده از ارزیابی چاه تا چرخ بررسی نماید در حالی که رویکرد گهواره تا گور مرسوم برای تعیین تأثیرات حاصل از خود وسایل نقلیه در نظر گرفته شده‌است. این مدل، کاربرد انرژی، پراکنش گاز گلخانه‌ای و ۶ مورد از آلاینده‌های دیگر را گزارش می‌دهد و همچنین نشان دهنده ترکیبات ارگانیک فرّار، منوکسید کربن، نیتروژن اکسید، مواد ذره‌ای با اندازه کوچکتر از ۱۰ میکرومتر، مواد ذره‌ای با اندازه کوچکتر از ۲٫۵ میکرومتر و همچنین اکسیدهای گوگرد می‌باشد. میکروماشین
در طول سالیان دراز کوچک کردن وسایل به منظور قابلیت انتقال بهتر پیشرفت های زیادی کرده است. در موارد زیر مقدمه ای راجع به چگونگی پیشرفت علم الکترونیک و میکروالکترونیک وهمچنین روند پیشرفت میکرو ماشین‌ها در دهه اخیر داده شده است. مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی بزرگی با موضوعاتی میان رشته ای در دانشگاه های معتبر دنیا تشکیل شده اند، که در ترکیب علمی و اجرایی آنها، می توان حضور متخصصان برجسته حوزه های مختلف علم و فناوری را مشاهده کرد. در ايران نيز فناوري میکروماشین و یا همان سيستم های ميكرو الكترومكانیک و سيستم های نانو الكترومكانیک به عنوان يكي از حوزه هاي اولويت دار دربين پژوهشگران شناخته شده است. و تقريبا تمامي دانشگاه هاي ايران به اين حوزه وارد شده اند. بطوريكه می توان به تعداد كثيری پايان نامه های كارشناسی ارشد و دكتری و همچنين صدها مقاله در زمينه مذكور اشاره كرد از طرف ديگر و در حال حاضر سيستم هاي ميكرو و نانو الكترومكانيك بطور اعم در صنايعي چون مخابرات ، صنعت خودروسازی ، پزشكی و بيوتكنولوژی ، سيستم های دفاعی ، دارویی ، و ... دارای كاربردهای متنوع هستند. بالاخص می توان به مواردی نظير سر سوزن های استفاده شده در حافظه های كامپیوتری ، اسپری جوهر در پرینتر های جوهر افشان ، سنسورهای فشار خون ، و ... اشاره نمود. با توجه به قابلیت های ذکر شده در حوزه های پژوهشی و صنعتی می توان گفت که رشته های دانشگاهی میان رشته ای مانند سیستم های میكرو و نانو الكترومكانیک ، قابلیت پرورش سرمایه منابع انسانی کشورها را در مفیدترین مسیرها دارند و اگر به این مهم توجه شود که منابع انسانی هر کشوری، ذاتاً ارزشمندترین سرمایه مادی و معنوی آن کشور هستند، باید به صراحت بیان کرد که یکی از راهبردی ترین اقدامات توانمندساز ملی، همانا تشکیل و راه اندازی رشته های نوین دانشگاهی با ویژگی بین رشته ای خواهد بود. مواد نانو متخلخل
مواد میکروپروس، مواد کریستالی با حفرات و قفسه‌های بهم پیوسته با ابعاد ۲۰ تا ۲۵ آنگسترم هستند که توزیع اندازه حفراتشان به شدت باریک بوده و مساحت سطح دورنی بزرگ‌تر از 300mg و حجم خالی (Void volume) بزرگ‌تر از 0.1 cmg دارند. از این مواد به صورت گسترده در کاربردهای کاتالیتیکی استفاده می‌شود. کاربردهای دیگر این مواد استفاده به عنوان غربال مولکولی (Molecular sieve)، مواد شکل گزین و جاذب می‌باشد. دو دسته اصلی مواد میکروپروس آلومینوسیلیکات‌ها و آلومینوفسفات‌ها هستند. میکروبیولوژی
میکروبیولوژی، (از یونانی [ ["mīkros" به‌معنای "کوچک، ریز" و ["bios"] به‌معنای "زندگی، زیست" و ["logia]" به‌معنای "سخن، گفتن" و در علوم به‌معنی مطالعه و شناخت) مطالعه ریزاندامگانی است که تک‌سلولی، چندسلولی یا بی‌سلولی هستند. میکروبیولوژی دربرگیرنده چندین زیرشاخه شامل ویروس‌شناسی، باکتری‌شناسی، آغازیان‌شناسی، قارچ‌شناسی، ایمنی‌شناسی و انگل‌شناسی است. پایش خوردگی
این پراب‌ها برای جمع‌آوری نمونه‌هایی برای تجزیه و تحلیل میکروبیولوژیک استفاده می‌شوند. میکروارگانیسم‌ها می‌توانند باعث تسریع روند خوردگی میکروبی شوند؛ بنابراین پایش خوردگی ناشی از آنها در اطلاع بموقع و انجام اقدامات پیشگیرانه مؤثر است. خوشه‌بندی
و کاربردهای دیگر توالی‌یابی
سایر کاربردهای توالی یابی شامل بررسی تعامل Long non-coding RNA و کروماتین، تعیین نواحی باز یا در دسترس یوکروماتین یا ChIRP-seq و نیز کاربرد در حوزه متاژنومیک اشاره کرد. متاژنومیکس شناسایی و مطالعه ماده ژنتیکی میکروبی است که به طور مستقیم از نمونه‌های محیطی بدست آمده‌است. شناسایی ارگانیسم‌های موجود در یک محیط خاص برای تحقیقات بوم‌شناسی، بیماری‌شناسی، میکروب‌شناسی حیاتی است. توالی‌یابی به محققان این امکان را می‌دهد تا به عنوان مثال انواع میکروب‌های موجود در یک میکروبیوم را شناسایی کنند. تعیین ساختار ژنتیکی
تعیین ساختار ژنتیکی برای طیف گسترده‌ای از موجودات همچون میکروارگانیسم‌ها هم کاربرد دارد. به عنوان مثال، تعیین ساختار ژنتیکی برای ویروس‌ها و باکتری‌ها نیز امکان‌پذیر است. در این زمینه، تعیین ساختار ژنتیکی می‌تواند در کنترل گسترش پاتوژن‌ها، با ردیابی منشأ شیوع آن‌ها کمک کند. این حوزه اغلب به عنوان اپیدمیولوژی مولکولی یا میکروبیولوژی پزشکی قانونی شناخته می‌شود. ریزسیستم‌های زیست‌الکترومکانیکی
الکتروکینتیک در Bio-MEMS برای جداسازی مخلوط مولکول و سلول استفاده می‌شود. در این روش از زمینه‌های الکتریکی استفاده می‌شود. در الکتروفورز یک نمونه که دارای بار الکتریکی است، مایع به علت میدان الکتریکی به کار برده شده به حرکت درمی آید. از الکتروفورز برای تفکیک کردن یون‌های کوچک، مولکول‌های آلی باردار، پروتئین‌ها و DNA استفاده می‌شود. با توجه به توضیحات داده شده می‌توان به این نتیجه رسید که الکتروفورز و میکروفلوییدیک می‌توانند اثر هم افزایی یا سینرژیک داشته باشند. به عنوان مثال درکانال‌های میکروفلوییدی به دلیل آن که گرمای حاصل از اعمال ولتاژ را می‌توان به راحتی از محل حذف کرد، می‌توان از ولتاژهای بالاتری استفاده کرد. نانوروباتیک
نانو روبوتها ماشینهایی در اندازه 0.1-10 micron هستند که از اجزاء نانومتری ساخته می‌شوند و طراحی و تولید آنها در رشته‌های مهندسی مطرح می‌شود. در سالهای اخیر از این ماشین‌های مولوکولی در زمینه‌های مختلف علمی استفاده شده‌است. به‌طور مثال در نانوفناوری پزشکی از این روباتهای مولکولی برای ارسال دارو و ترمیم سلولها و تصویربرداری از آنها، استفاده شده‌است. همچنین درتحقیقات آزمایشگاهی دارای ظرفیت‌های بالایی هستند. مثلاً یک بیوسنسور که از یک دریچه نانومتری برای عبور سلولهای ویژه استفاده می‌کند در واقع یک نانوروبوت است که در زمینه جداسازی و تشخیص کاربرد فراوان دارد. امروزه از منابع طبیعی باکتری‌های مختلف، نظیر E.coli ویروس‌ها و اسیدهای نوکلئیک DNA و همچنین با استفاده از صنعت الکترونیک بیوچیپها و سنسورهای الکترونیکی مختلفی برای طراحی و ساخت نانوروبات‌ها استفاده می‌شود. کمپوست
میکروارگانیسم‌ها نقشی حیاتی در تجزیه مواد آلی موجود در توده کمپوست بر عهده دارند. مواد ارگانیک موجود در کمپوست در حقیقت مواد غذایی میکروارگانیسم‌هایی می‌شوند که نقش این میکروارگانیسم‌ها نگه داشتن خاک در وضعیتی سالم و متعادل است. در نتیجه تغذیه میکروارگانیسم‌ها از مواد آلی مواد مورد نیاز گیاه همچون نیتروژن، پتاسیم و فسفر تولید می‌شوند و در نتیجه تنها تعداد اندکی از مواد مغذی می‌ماند که باید به خاک افزوده شود. با مخلوط مناسب از آب، اکسیژن، کربن و نیتروژن، میکرو ارگانیسم‌ها قادر به شکستن مواد آلی تولید کمپوست می‌شوند. در واقع فرایند کمپوست کاملاً وابسته به میکرو ارگانیسم‌ها و نقش آن‌ها در شکستن مواد آلی است. انواع بسیاری از میکروارگانیسم‌های موجود در کمپوست فعالند که متداول‌ترین آن‌ها گونه‌های زیرند: عدم وجود یک جامعه میکرو ارگانیسم سالم دلیل اصلی آهسته پیش رفتن برخی کمپوست‌ها در مزارع یا محیط زیست است. از اینرو استفاده و تزریق باکتری‌ها به شکل چشمگیر این فرایند را تسریع نموده و بوهای نامطلوب را سرکوب می‌نماید. فعالیت این میکروارگانیسم‌ها سبب تولید ترکیبات هوموسی شده که به راحتی توسط گیاه جذب می‌شود. علاوه بر میکروارگانیسم‌ها کرم‌های خاکی نیز با خوردن مواد آلی درون کمپوست و حفر تونل و هوارسانی کمک شایانی به فرایند کمپوست می‌کنند. میکروباتیک
میکرو روبات‌ها با ظهور میکروکنترلرها در دههٔ آخر قرن بیستم و پیدایش سیستم‌های مکانیکی مینیاتوری سیلیکونی (MEMS) متولد شدند. البته بسیاری از میکرو روبات‌ها به جز در حسگرها از سیلیکون در قطعات مکانیکی خود استفاده نمی‌کنند. اولین تحقیقات و طراحی‌های مفهومی از چنین روبات‌های کوچکی در اوایل دههٔ هفتاد میلادی به عنوان تحقیقات محرمانه در سازمان‌های اطلاعاتی آمریکا صورت گرفتند. کمک به نجات اسیران جنگی و ماموریت‌های شنود الکترونیکی اطلاعات از جمله کاربردهایی بود که در آن زمان برای این روبات‌ها در نظر گرفته شده بود. پیش‌زمینهٔ فناوری‌های کوچک‌سازی هنوز به صورت کامل توسعه نیافته بودند، بنابراین ساخت یک نمونهٔ اولیه به کندی پیش می‌رفت. از سال ۲۰۰۸ میلادی، کوچکترین میکرو روبات‌ها از دستگاه‌های میکروالکترومکانیکی استفاده می‌کنند که انرژی الکتریکی را به حرکت خطی تبدیل می‌کنند. توسعهٔ ارتباطات بی‌سیم، به خصوص وای-فای، ظرفیت ارتباطی میکروبات‌ها را تا حد زیادی افزایش داده‌است. این افزایش ارتباطات باعث افزایش هماهنگی میکروبات‌ها برای انجام کارهای پیچیده‌تر نیز شده‌است. از جمله تحقیقات اخیر انجام شده در رابطه با ارتباطات بین میکروبات‌ها، یک گروه ۱۰۲۴تایی از روبات‌ها در دانشگاه هاروارد است که خود را به شکل‌های گوناگون درمی‌آورد. میکروب
احتمال وجود میکروارگانیسم‌ها یا میکروب‌ها قرن‌ها قبل از کشف این موجودات زنده مورد بحث دانشمندان گوناگونی واقع شده بود. تا اینکه نهایتاً در قرن ۱۷ میلادی بشر به وجود چنین موجوداتی اطمینان حاصل کرد. احتمال وجود چنین موجودات در آیین برهمایی ذکر شده‌است. همچنین فردی به نام مارکوس ترنتیوس وارو که یک رومی بود در مورد زندگی یا کشاورزی در نزدیکی لجن زار هشدار داد و این‌گونه نوشت: «... و موجوداتی وجود دارند که با چشم دیده نمی‌شوند و در هوا معلق هستند و از طریق دهان و بینی وارد بدن می‌شوند و بیماری ایجاد می‌کنند.» این کتاب که کشاورزی نام داشت در قرن ۱ قبل از میلاد نوشته شده بود. کاربردهای صنعتی نانوتکنولوژی
به‌طور معمول اعضا قابل کاشت در بدن، مانند دریچه‌های قلب، ساخت اندام‌های مورد نیاز در ترمیم‌های ارتوپدی ساخته شده از تیتانیوم و فولادهای ضدزنگ با سایر اعضای بدن سازگاری دارند ولی متأسفانه ممکن است در طول عمر بیماران دچار خوردگی شده و کارایی خود را از دست بدهند. استفاده از نانو کریستال‌های اکسید زیرکونیوم، به عنوان یک عنصر بسیار سخت، غیرخورنده و مقاوم در مقابل واکنش‌های بدن و سازگاری با آن جایگزین بسیار خوبی برای روش‌های متداول است. نانو کریستال‌های «سیلیکون کربید» به علت وزن کم، مقاومت بسیار عالی و سازگاری با اعضای بدن برای ساخت دریچه‌های مصنوعی قلب در آینده به کار خواهد رفت. ساخت ربات‌هایی با کاربردهای بسیار متفاوت در بدن در اندازه‌های کوچک بخش مهمی از کاربردهای وسیع اینگونه مواد را شامل می‌شود. جداسازی (میکروبیولوژی)
همچنین برای ارگانیسم‌هایی که به خوبی شناسای و تعیین ویژگی نشده‌اند، توالی یابی کل ژنوم (Whole genome sequencing) پیشنهاد می‌شود. میکرواری دی ان ای (DNA microarrays) نیز می‌تواند به منظور شناسایی مورد استفاده قرار گیرد. ضدعفونی‌کننده
میکروب کش هرگونه زیست‌کش است که عفونت‌های میکروبی شامل عفونت‌های ویروسی و باکتریایی را از بین می‌برد. زیست‌کش یک ماده شیمیایی یا میکروارگانیسم است که می‌تواند هر گونه ارگانیسم مضر را با استفاده از روش‌های شیمیایی یا بیولوژیکی از بین برده، خنثی یا کنترل‌کند. میکروب کش‌هایی که تنها ویژهٔ نابود سازی ویروس‌ها هستند شامل داروهای ضد ویروسی و ویروس‌کشها می‌باشند. میکرونیزه سازی
واژه میکرونیزه سازی معمولاً به کاهش میانگین قطر ذرات تا اندازه میکرومتر اشاره دارد ، اما همچنین می تواند کاهش بیشتر در مقیاس نانومتر را نیز شامل شود. از کاربردهای این صنعت میتوان به تولید مواد شیمیایی فعال ، مواد تشکیل دهنده مواد غذایی و داروسازی اشاره کرد. همه این دسته بندی ها به منظور افزایش بازدهی و کارایی در محصول نهایی، نیاز به این دارند که تا ابعاد میکرو متر (ترجیحاً بین 1 تا 20 میکرون) ریز شوند. سطوح ضد میکروب
رنگدانه‌های فعال مانند TiO۲ و ZnO بر روی بس‌ترهای شیشه‌ای، سرامیکی و فولادی برای اهداف خودتمیزکاری و ضد میکروبی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برای فعالیت باکتریسیدال فتوکاتالیتیک در کاربردهای تصفیه آب، مواد بس‌تر دانه‌ای به شکل ماسه‌های پشتیبان پوشش‌های ترکیبی آناتاز روتایل TiO۲ مورد استفاده قرار گرفته‌اند. فتوکاتالیستهای نیمه‌هادی اکسید مانند TiO۲ با تابش بیش از شکاف باند الکترونیکی ماده واکنش می‌دهند که منجر به تشکیل جفت الکترون - حفره (اکسایتون‌ها) و تولید ثانویه گونه‌های رادیکال از طریق واکنش با جذب در سطح فتوکاتالیست می‌شود که منجر به یک اثر اکسیداتیو یا کاهشی می‌شود که موجودات زنده را تجزیه می‌کند. میکروباتیک
میکروبات‌ها به دلیل اندازهٔ کوچکشان به طور بالقوه بسیار ارزان هستند، و می‌توانند در گروه‌های بزرگ برای کاوش در محیط‌هایی که برای انسان‌ها یا روبات‌های بزرگ‌تر بسیار کوچک یا خطرناک است، استفاده شوند. انتظار می‌رود که میکروبات‌ها برای پیدا کردن بازماندگان زیر آوار بعد از زلزله به کار برده شوند. میکروبات‌ها نیرو یا قدرت محاسباتی چندانی ندارند، اما می‌توانند این کمبود را با تعداد زیادشان (ازدحام روباتیک) جبران کنند. مانند فناوری چاپ سه بعدی، میکروبات‌ها نسبت به تولید انبوه برای درست‌کردن اشیاء پیچیده به تعداد کم راه‌حل کارآمدتری هستند. این موضوع به خاطر این است که میکروبات‌ها می‌توانند بارها برای انجام کارهای متفاوت برنامه‌ریزی شوند. یکی از کاربردهای احتمالی میکروبات‌ها، کمک به تولید تعداد محدودی برد الکترونیکی برای ساختن نمونهٔ اولیه از دستگاه‌های الکترونیکی است. میکروبات‌ها می‌توانند کارگشای خوبی برای سر هم کردن دستگاه‌هایی که ترکیبی از قطعات الکترونیکی و نوری هستند، مانند رابط کابل فیبر نوری، باشد؛ چون از آنجایی که قطعات سیلیکونی و نوری نمی‌توانند هم‌زمان در کارخانه‌ها پردازش شوند، صنعت معمولاً برای سر هم کردن این قطعات از مونتاژ دستی استفاده می‌کند. یکی از روبات‌های ساخته شده در آزمایشگاه میکروروباتیک دانشگاه هاروارد، روباتی به نام RoboBee است که تنها ۱۰۰ میلی‌گرم وزن دارد و می‌تواند مانند یک زنبور پرواز کند و به هر سطحی بچسبد. این روبات می‌تواند به جای پهبادهای کوچک به کار گرفته شود و مدت بیشتری در هوا بماند. ریزسیستم‌های زیست‌الکترومکانیکی
مثالی از کاربرد Bio-MEMS در جراحی در شکل مشاهده می‌شود: یک کاتتر بالون قلبی که حاوی سنسورهای دما، سنسورهای الکتروکاردیوگرافی و تعدادی LED است. پلاک‌های متشکل از میکروسوزن‌های transdermal در مقایسه با تزریق دارو از طریق سوزن‌های hypodermic کمتر تهاجمی است. میکروسوزن‌ها، سیستم‌های فرمولاسیون و سیستم‌های قابل کاشت و ایمپلنت، Bio-MEMSهای قابل استفاده برای توزیع و تحویل دارو هستند. گوارگام
در صنایع مختلفی از قبیل صنایع غذایی و صنایع دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. افزودنی‌های زیست تخریب‌پذیر
برخی از میکروارگانیسم‌ها می‌توانند به‌طور مستقیم قطعات پلاستیکی را مصرف کرده و از کربن به عنوان منبع تغذیه استفاده کنند. به عنوان مثال به‌طور تجربی نشان داده شده‌است"Brevibacillus borstelensis" , "Rhodococcus rubber" , "Pseudomonas chlororaphis"، و "Comamonas acidovorans" TB-35 همگی از عمل مستقیم برای مصرف پلی اتیلن استفاده می‌کنند. برای سایر پلاستیک‌هایی که کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، محققان تنها یک گونه از میکروب را یافته‌اند که قادر به تجزیه مستقیم پلاستیک خاص است. در حال حاضر تحقیقات بیشتری برای کشف سایر سویه‌های میکروبی که می‌توانند به‌طور مؤثر پلاستیک‌ها را تجزیه کنند، در حال انجام است. ریزاندامگان هم‌زیست انسان
ریزاندامگانِ هم‌زیست انسان یا میکروبیوم انسان ("به انگلیسی: Human microbiome") به زیست‌بوم میکروبی، قارچی بدن انسان گفته می‌شود که نوعی هم‌زیستی و هم‌سُفرگی با بدن پیدا کرده‌اند و وجودشان بخشی از سازوکار طبیعی و گاه ضروری و بایسته بدن گردیده است. این زیست‌بوم دربرگیرنده باکتریها، قارچها و باستانیان است که به همراه تمامی ژنها و توده سلولی اشان بدون در نظر گرفتن سرده و گونه اشان در بخش‌های مختلف بدن زندگی می‌کنند «ریزاندامگانِ هم‌زیست» در انسان اغلب بر روی پوست، مخاط‌ها و دستگاه گوارش قرار دارد و بر دو نوع است: باکتری
باکتری‌ها دامنه‌ای از پروکاریوتها هستند. این جانداران که عمدتاً اندازه‌ای در حد چند میکرون دارند از جمله اولین جانداران پدید آمده بر روی کره زمین هستند. این جانداران ساده از متنوع‌ترین و مهم‌ترین میکروارگانیسمها به‌شمار می‌روند. بیوترنسفورماسیون
روش‌های اصلاح زیستی و زیست دگرگونی به‌طور طبیعی با مهار تنوع کاتابولیک میکروبی به تخریب، تبدیل یا تجمع طیف عظیمی از ترکیبات از جمله هیدروکربن (به عنوان مثال نفت)، هیدروکربن‌های پلی آروماتیک (PAHs)، مواد دارویی، مواد پرتوزا و فلزات کمک می‌کند. پیشرفت‌های اخیر در آنالیزهای دقیق ژنومی، پروتئوم، بیوانفورماتیک دربارهٔ میکروارگانیسم‌های سازگار با محیط زیست اطلاعات زیادی در مورد زیست دگرگونی و مسیرهای آن و همچنین توانایی موجودات برای انطباق با تغییر شرایط محیطی به ما می‌دهد. درازگودال ماریانا
در این درازگودال تعداد زیادی میکروب فعالند. این میکروب‌ها هم اندازهٔ باکتری‌ها هستند. دو دسته اصلی میکروب به نام باکتری و آرکیا وجود دارد و این‌ها هم در همین ابعاد هستند. تحلیل میزان اکسیژن در نمونه‌ها نشان‌دهندهٔ حضور مقدار زیادی میکروب است. زیست‌تجزیه پذیری
سورفاکتانت زیستی، که یک سورفاکتانت خارج سلولی ترشح شده توسط میکروارگانیسم هاست، فرایند زیست تخریب‌پذیری را افزایش می‌دهد. مواد زیست تخریب پذیر، عموماً مواد آلی هستند که به عنوان یک مادهٔ غذایی برای میکروارگانیسم‌ها به‌کار می‌روند. از آنجا که میکروارگانیسم‌ها بسیار متعدد و متنوع هستند طیف وسیعی از ترکیبات از جمله هیدروکربن‌ها (به عنوان مثال نفت)، پلی کلریدبای فنیل‌ها (PCBها)، هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه ای (PAHها) و مواد دارویی را تجزیه می‌کنند؛ تجزیهٔ مواد زیست تخریب پذیر ممکن است شامل هر دو مرحلهٔ زیستی و غیر زیستی باشد. همزیستی قارچ‌ریشه
یک راه‌حل برای حل مشکل بی‌نظمی خاک، کاهش در شدت بیل‌زنی است. با این حال، در کشاورزی مدرن، سنتی و مبتنی بر مواد شیمیایی، سیستم‌های بدون بیل‌زنی اغلب نیازمند مقادیر افزایش‌یافته زیست‌کش‌ها برای کنترل علف هرز و آفت هستند. این زیست‌کش‌ها ممکن است ارگانیسم‌های نامطلوب را کنترل کنند، اما در این فرایند می‌توانند بر ارگانیسم‌های مطلوب نیز تأثیر بگذارند. قارچ‌های مایکوریزایی از جمله این اهداف ناخواسته هستند. از آنجا که آنها به‌طور همزمان بخش جدایی‌ناپذیر گیاه میزبان خود و جامعه میکروبی خاک هستند، ممکن است مستقیماً تحت تأثیر زیست‌کش‌ها قرار بگیرند یا از طریق تأثیر بر گیاه میزبان یا ارگانیسم‌های خاک میزبان، آسیب ببینند. این تعاملات پیچیده، برای پایداری مهم هستند، زیرا وقفه‌های ایجاد شده در رشد ریسه‌ای VAM به دلیل کاربرد زیست‌کش، جلوگیری از نفوذ به ریشه و تغییر در ترکیب گونه‌های موجود در خاک می‌تواند برای باروری خاک و تولید گیاه مهم باشد. استفاده از برخی مواد شیمیایی در کشاورزی مبتنی بر زیست‌شناسی قابل توجه است، زیرا تأثیرات بسیار سمی ناخواسته بر ارگانیسم‌های مطلوب مانند قارچ‌های VAM دارد، در حالی که برخی دیگر از این مواد، قدرت نفوذ و هاگ‌سازی VAM را تقویت می‌کنند. قارچ‌کش‌ها نیز ممکن است تشکیل مایکوریزا را با تغییر رقابت میکروبی در خاک یا کنترل پاتوژن‌های گیاهی، بهبود بخشند. قارچ‌های VAM ممکن است مقاومت گیاه میزبان را در برابر فشار آفت‌کش‌ها افزایش دهند. کاربرد زیست‌کش‌ها با استفاده از دانشی که از تأثیرات آنها بر قارچ‌های VAM و نیز بر پاتوژن‌ها و آفت‌ها داریم، می‌تواند از نظر افزایش توان قارچ‌های VAM به عنوان عوامل کنترل بیولوژیکی و نیز از نظر اهمیت آنها در سلامت عمومی و رشد سیستم گیاه-خاک از لحاظ عملی مهم باشد. مخالفت‌ها با فرگشت
در پاسخ به این نمونه‌ها، خلقت‌گرایان مشخص می‌کنند که منظور ایرادات آن‌ها فقط ماکرواُرگانیسم است، نه میکرواُرگانیسم. اکثر سازمان‌های خلقت‌گرا وقوع کوتاه‌مدت و نسبتاً کوچک تغییرات تکاملی را رد نمی‌کنند، که حتی در رشد و پرورش سگ هم مشاهده شده. در عوض، خلقت‌گرایان وقوع تغییرات بزرگِ تکاملی در طول دوران‌ها را رد می‌کنند، که امکان مشاهدهٔ مستقیم آن وجود ندارد، و تنها از فرایندهای میکروفرگشتی (ریزتکاملی) و آثار و نشانه‌های فرایندهای ماکروفرگشتی (تغییر تکاملی عظیم) استنتاج شده‌اند. طبق تعریفی که زیست‌شناسان از ماکروفرگشت می‌دهند، هم میکروتکامل و هم ماکروفرگشت مشاهده شده. برای مثال، گونه‌زایی، بر خلاف تصور غلط عمومی، به دفعات بسیاری مشاهده شده. علاوه بر آن، سنتزِ تکاملیِ امروزه در فرایندهایی که با نظریهٔ تکاملی توصیف شده، تمایزی بین ماکروفرگشت و میکروفرگشت قائل نمی‌شود. پیخاب
موثرترین راه فرآوری پیخاب استفاده از ریزاندامگان کارآ(میکروارگانیسم‌های مؤثر) موجود در محلول بیولوژیکی «ای ام» است. با افزوده شدن میکروارگانیسم‌های مفید به پیخاب؛ فراینده تجزیه بیولوژیکی، غنی سازی و تنظیم BOD و COD به مراتب تسریع شده و شاهد کاهش چشمگیر بوهای نامطبوع حاصل از فرار گازها خواهیم بود. نتایج محصول به مقدار زیادی به زمان ماند پیخاب بستگی دارد. میکروبادی
ریزتن، میکروبادی یا سیتوزوم نوعی اندامک است که در یاخته‌های گیاهان، جانوران و آغازیان جانورمانند یافت می‌شود. اندامک‌های خانواده میکروبادی‌ها شامل پراکسی‌زوم، گلی‌اکسی‌زوم، گلیکوزوم و هیدروژنوزوم است. در مهره‌داران، میکروبادی‌ها به ویژه در کبد و کلیه فراوانند. نشریه بین‌المللی میکروب‌شناسی سیستماتیک و تکاملی
نشریه بین‌المللی میکروب‌شناسی سیستماتیک و تکاملی ()، یک مجله علمی-تخصصی با داوری همتا به زبان انگلیسی است که پژوهش‌های سامانه‌شناسی میکروبیولوژی از جمله طبقه‌بندی، نامگذاری، شناسایی، تبارزایش، فرگشت و تنوع زیستی انواع میکروارگانیسم‌ها، از جمله پروکاریوتها، مخمرها و شبه‌مخمرها، تک‌یاخته‌ها و جلبک‌ها را پوشش می‌دهد. میکروباتیک
در حالی که میکرو پیشوندی است که معمولاً به معنی «کوچک» تلقی می‌شود، استفاده از این پیشوند با توجه به استانداردهای طولی از سردرگمی جلوگیری می‌کند. در نتیجه یک میکرو روبات دارای ابعاد مشخصه در یا کوچکتر از یک میلی‌متر است، یا قابلیت دستکاری اجزا با ابعاد ۱ تا ۱۰۰۰ میکرومتر را دارد. ذرات فوق ریز
UFPها کاربردهای گوناگونی در زمینه‌های پزشکی و تکنولوژی دارند. به عنوان مثال آنها در تشخیص تصویرها و در سامانه‌های دارورسانی که سامانه گردش خون را هدف قرار می‌دهد استفاده می‌شود و در آخر عبور از سد مغز خون یکی دیگر از ویژگی و کاربردهای این ذرات است. برخی از UFPها مانند نانوساختارهای مبتنی بر نقره دارای خواص ضد میکروبی هستند که برای التیام زخم‌ها و جلوگیری از عفونت ارگان‌های داخلی بدن مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حوزهٔ فناوری نیز UFPهای مبتنی بر کربن، کاربردهای فراوانی در رایانه‌ها دارند. به عنوان مثال استفاده از نانولوله‌های کربن و گرافن در قطعات الکترونیکی و همچنین سایر اجزای رایانه و مدار است. برخی از UFPها خصوصیاتی مشابه گازها یا مایع‌ها دارند و در پودرها و روان‌کننده‌ها استفاده می‌شوند. میکروبلاگینگ
·       بلاگر خودرو – car influenster بیوانفورماتیک ساختاری
به طور کلی، پروتکل‌های پهلوگیری برای پیش‌بینی کنش‌های بین مولکول‌های کوچک و پروتئين‌ها استفاده می‌شوند. با این حال، پهلوگیری را می‌توان برای تشخیص ارتباطات و حالات اتصال بین پروتئین‌ها، پپتید‌ها، مولکول‌های DNA یا RNA، کربوهیدرات‌ها، و دیگر درشت‌مولکول‌ها استفاده کرد. میکروبیولوژی
باکتری‌ها را می‌توان جهت تولید صنعتی آمینواسیدها مورد استفاده قرار داد. گونه باکتریایی "Corynebacterium glutamicum"، یکی از مهم ترین گونه‌های باکتریایی است که تولید آمینو اسیدهای سالانه آن به بیش از دو میلیون تن می‌رسد، که عمدتاً شامل L-گلوتامات و L-لیزین است. از آنجا که برخی از باکتری‌ها قادر به سنتز آنتی‌بیوتیک اند، می‌توان از آن‌ها جهت مصارف پزشکی بهره برد، همچون پیچیده‌قارچ‌ها که جهت تولید آنتی‌بیوتیک‌های آمینوگلیکوزیدی ازشان استفاده می‌شود. میکروماشین
میکروماشین اجسام مکانیکی هستند که به روش کلی مانند مدارهای مجتمع ساخته می‌شوند. به‌طور کلی اندازه آنها بین ۱۰۰ نانومتر تا ۱۰۰ میکرومتر در نظر گرفته می‌شود، اگرچه این موضوع قابل بحث است. کاربردهای میکروماشین ها شامل شتاب‌سنجهایی است که تشخیص می‌دهند ماشین با جسمی برخورد کرده و کیسه هوا را فعال می‌کند. سیستم‌های پیچیده دنده و اهرم یکی دیگر از کاربردها است. ژنتیک میکروبی
به عنوان مثال سرعت رشد بالا و زمان کوتاه زاد و ولد میکروارگانیسم‌ها باعث شده تا دانشمندان به منظور مطالعه تکامل از آنها استفاده کنند. همچنین در ژنتیک میکروبی به منظور مطالعه فرایندها و مسیرهایی که در آنها انسان‌ها و میکروب‌ها مشابه هستند (همچون متابولیسم دارو)، از میکروب‌ها استفاده می‌کنند. میکروباتیک
استفادهٔ اصلی میکروبات‌ها در پزشکی، درمان سرطان خواهد بود. داروهای درمان سرطان که امروزه به کار می‌روند، در کل بدن گردش می‌کنند و علاوه بر سلول‌های سرطانی، سلول‌های سالم را هم از بین می‌برند. می‌توانیم به وسیلهٔ میکروبات‌های قابل دفع، دارو را به تومور برسانیم و آن را آزاد کنیم. این روبات‌ها از میدان مغناطیسی یک دستگاه ام‌آرآی به عنوان منبع قدرت استفاده می‌کنند. میکروباتیک
میکروباتیک یا میکرو روباتیک (به زبان انگلیسی: Microbotics) شاخه‌ای از روباتیک است که با مطالعه و کاربری روبات‌های مینیاتوری مانند روبات‌های متحرک در ابعاد میکرومتر سر و کار دارد. این اصطلاح همچنین می‌تواند برای رباتهایی که قابلیت به کار گیری قطعات در ابعاد میکرومتر را دارند استفاده شود. میکروباتیک دستکاری روباتیک اشیاء با ابعاد مشخصه در محدودهٔ میلی‌متر به میکرومتر و همچنین طراحی و ساخت عوامل روباتیک با ابعاد مشخصهٔ مشابه را شامل می‌شود. ریزسیستم‌های زیست‌الکترومکانیکی
برخی کاربردهای ریزآرایه‌ها شامل موارد زیر هستند:غربالگری نوزادان، تشخیص ریسک یک بیماری و پیش‌بینی روش‌های مؤثر درمان و مسئله پزشکی شخصی یا Personalized medicine ریزسیال‌شناسی
علاوه بر microarrays, biochipes برای الکتروفورز دو بعدی، تجزیه و تحلیل ترانسکتیکوم، و تقویت PCR طراحی شده‌است برنامه‌های کاربردی دیگر عبارتند از الکتروفورز و کروماتوگرافی مایع مختلف برای پروتئین و DNA، جداسازی سلول، به ویژه جداسازی سلول‌های خونی، تجزیه و تحلیل پروتئین، دستکاری و تجزیه و تحلیل سلولی، از جمله تجزیه و تحلیل زنده زنده و جذب میکرو ارگانیسم. افزودنی‌های زیست تخریب‌پذیر
در شرایط هوازی، میکروارگانیسم‌ها از اکسیژن به عنوان گیرنده الکترون استفاده می‌کنند. محصولات به دست آمده دی‌اکسید کربن (CO ) و آب (H O) هستند. نمونه‌هایی از شرایط هوازی برای تجزیه زیستی میکروبی شامل محل دفن زباله و رسوبات است. همزیستی قارچ‌ریشه
قارچ‌های مایکوریزایی آبدانه‌ای-آربوسکولی (VAM)، هم برای ریشه و هم برای خاک، هم‌زیست محسوب می‌شوند. ساخت مسلیوم ریشه این قارچ‌ها که اندام‌های مکنده چندشاخه یا آربوسکول در آن ایجاد می‌شود، تماس نزدیکی با سلول‌های بافت ریشه دارد. این آربوسکول‌ها، پایگاه‌های انتقال مواد مغذی از قارچ به گیاه و مواد جذب‌کننده نور از گیاه به قارچ و نهایتاً خاک هستند. میسلیوم خاک به ریزوسفر محدود نمی‌شود، بلکه به خاک خارج از ریزوسفر نیز گسترش می‌یابد. ریسه‌های مناسب قارچ وارد میکروپورهای خاک می‌شوند و در تماس نزدیک با حوزه میکروبی ریزوسفر و همچنین خاک خارج از ریزوسفر هستند. بیوتروف‌های حیاتی قارچ‌های VAM نیاز خود به کربن کاهش‌یافته را از ریشه‌های زنده تأمین می‌کنند. آنها این کربن را با ارگانیسم‌های خاک تقسیم می‌کنند که این ارگانیسم‌ها ممکن است از آن به شکل ماده مترشحه یا با خراشیدن مستقیم ریسه‌ها استفاده کنند؛ بنابراین، برای زیست‌شناس گیاه-خاک، مایکوریزا یا ریشه قارچ، یک ارگانیسم هم‌زیست است که جوانه گیاه را که تبدیل‌کننده انرژی‌ست با آب و مواد مغذی خاک مرتبط می‌کند و این سیستم پیچیده را قادر می‌سازد تا به عنوان یک پیوستار عمل کند. همزیستی قارچ‌ریشه از نظر کشاورزی کاربردی، کلیدی برای تولید بیشتر و حفظ خاک در کشاورزی پایدار است.