الأكسدة والاختزال في التنفس الخلوي

التحليل الكهربائي للماء هو تحلل الماء (H₂O) إلى عنصريه الأساسيين، الأكسجين (O₂) والهيدروجين (H₂)، وذلك بتمرير تيار كهربائي خلاله. عند الكاثود، يُختزل جزيئان من الماء لتكوين غاز الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد. وعند الأنود، يتأكسد جزيئان من الماء لتكوين غاز الأكسجين والبروتونات وإلكترونات.

A method using high-pressure saturated steam at high temperatures to sterilize equipment and supplies. A typical cycle is 121 °C (250 °F) at 100 kPa (15 psi) above atmospheric pressure for 15 minutes. This combination of heat and moisture effectively denatures proteins and enzymes, killing all microorganisms, including resilient bacterial spores.

الجهد الزائد هو فرق الجهد (الجهد) بين جهد الاختزال المُحدد ترموديناميكيًا لنصف التفاعل والجهد الذي تُرصد عنده عملية الأكسدة والاختزال تجريبيًا. يُمثل هذا الجهد الطاقة الإضافية اللازمة لتجاوز حواجز التنشيط لتفاعل القطب الكهربائي بسرعة كبيرة. وهو عامل أساسي في كفاءة الطاقة في جميع العمليات التحليلية الكهربائية.

يُعدّ الجهد الكهروكيميائي أساسيًا للحياة، إذ يُحرّك العمليات عبر أغشية الخلايا. تُنشئ مضخات الأيونات تدرجات تركيز نشطة، بينما تُنشئ النفاذية الانتقائية لقنوات الأيونات جهدًا كهربائيًا (جهد الغشاء). يُحدّد التدرج الكهروكيميائي الناتج التدفق السلبي للأيونات، وهو أمرٌ بالغ الأهمية لإشارات الأعصاب (جهد الفعل)، وانقباض العضلات، وإنتاج الطاقة الخلوية (تخليق ATP) في الميتوكوندريا.

SAL هو مقياس كمي يمثل احتمالية بقاء كائن حي دقيق واحد قابل للحياة على عنصر ما بعد التعقيم. والمقياس الكمي المطلوب عادةً للأجهزة الطبية هو [latex]10^{-6}[/latex]، مما يعني احتمال واحد في المليون لوحدة غير معقمة. ويقر هذا النهج الاحتمالي بأنه لا يمكن إثبات العقم المطلق، بل يمكن الاستدلال عليه إحصائيًا فقط من خلال التحقق من صحة العملية.

The MTT assay is a colorimetric method for assessing cell metabolic activity, which serves as a proxy for cell viability, proliferation, and cytotoxicity. Viable cells with active mitochondria contain reductase enzymes that convert the yellow tetrazolium salt MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) into an insoluble purple formazan. The amount of formazan produced is proportional to the number of living cells.

ينص هذا القانون على أن كتلة المادة المتغيرة عند القطب أثناء التحليل الكهربي تتناسب طرديًا مع كمية الكهرباء المنقولة. ويعبر عن هذه العلاقة بالمعادلة [latex]m = \frac{Q}{F} \frac{M}{z}{z}[/latex]، حيث m هي الكتلة، وQ هي الشحنة الكهربائية الكلية، وF هي ثابت فاراداي، وM هي الكتلة المولية، وz هي عدد تكافؤ أيونات المادة.

A physical sterilization method that removes microorganisms from liquids and gases by passing them through a filter with a pore size small enough to retain the microbes. A common pore size for sterilizing filtration is 0.22 micrometers (µm), which effectively removes most bacteria. This technique does not kill microorganisms but physically separates them, making it ideal for heat-labile solutions.

قيمة D هي الوقت المطلوب عند درجة حرارة محددة لقتل 90% (أو تخفيض لوغاريتم واحد) من مجموعة الكائنات الحية الدقيقة المستهدفة. وهي معلمة حاسمة في التعقيم الحراري، حيث تقيس مقاومة الميكروب للحرارة. على سبيل المثال، إذا كان تعداد جراثيم [latex]10^6[/latex] لديه قيمة D-دقيقتين، فإن الأمر يستغرق دقيقتين لتقليلها إلى [latex]10^5[/latex].

A low-temperature chemical sterilization method using ethylene oxide gas. It is effective for sterilizing heat-sensitive and moisture-sensitive materials like plastics, electronic devices, and optical instruments. The process involves alkylation, where EtO disrupts the DNA and proteins of microorganisms, preventing their replication. It requires careful control of gas concentration, temperature, humidity, and exposure time.

Cytotoxicity is the quality of a substance or cell being toxic to other cells. Cytotoxic agents can induce cell death through necrosis, where the cell membrane loses integrity leading to lysis and inflammation, or apoptosis, a controlled, programmed cell death process. This is distinct from cytostatic agents, which only inhibit cell division without directly causing cell death.

Natural Killer (NK) cells are cytotoxic lymphocytes of the innate immune system, critical for early defense against viral infections and cancer. Unlike T cells, they do not require prior sensitization. NK cells identify and kill target cells that have downregulated MHC class I molecules—a common immune evasion tactic by tumors and viruses—through a "missing-self" recognition mechanism, inducing apoptosis via perforin and granzymes.

المحاكاة الحيوية نهجٌ ابتكاريٌّ يسعى إلى إيجاد حلول مستدامة للتحديات البشرية من خلال محاكاة أنماط واستراتيجيات الطبيعة المُجرّبة. الفكرة الأساسية هي أن الطبيعة، عبر 3.8 مليار سنة من التطور، قد حلّّت بالفعل العديد من المشاكل التي نواجهها. يتضمن هذا النهج مراقبة تصاميم وعمليات الكائنات الحية والنظم البيئية والتعلم منها لابتكار تصاميم أكثر استدامة.