تبلیغات
اندیشمند - لومینسانس در زیست شناسی :
اندیشمند

لومینسانس در زیست شناسی :

جمعه 1388/04/12

نویسنده: زاهد نورانی | طبقه بندی:شیمی، 

لومینسانس در زیست شناسی :

علوم صنایع زیستی یا زیست فناوری امروزه بخش قابل توجهی از منابع مالی دنیا را در اختیار خویش قرار داده است. البته مطمئنا گسترش روزافزون آن نیازمند فناوری های سریع تر، دقیق تر و ارزان تر است.

فناوری لومینسانس یکی از ابزارهای دقیق ، ارزان و حساسی است که در مسایل مختلف بیوفناوری همچون علوم پزشکی کشاورزی ، صنعت و معدن و صنایع دفاع استفاده دارد.

پیشرفت های اخیر در زمینه بیوفناوری ملکولی چندین ابزار از بیوفناوری جدید را در اختیار محققان قرار داده است که دارای مزیت هایی نسبت به دیگر ابزارها هستند.

از آن جمله می توان قابلیت بسیار بالای سنجش و سرعت را در سیستم های کمی لومینسانس و بیولومینسانس نام برد. بیولومینسانس BL یا نشر نور به وسیله موجودات زنده ، یکی از جالب ترین مباحث زیست شناسی است.

با توسعه تحقیقات مشخص شده است که بعضی از این سیستم ها کاربرد تجزیه ای دارند. در واقع مطالعات داخلی و خارج سلولی (in vitro in Vivo) در زمینه فرآیندهای بیولوژیک (مانند بیان ژن ، میانکش پروتئین پروتئین و پیشرفت بیماری) کاربردهای کلینیکی فراوان و کشف داروهای جدید را میسر کرده است.

از طرفی ، ادغام آنزیم های لومینسانس یا فوتوپروتئین ها با اجزای ویژه زیستی در زمینه ژنتیک به توسعه ابزارهای تشخیص زیستی بسیار حساس منجر شده است.

مزیت بسیار بالای کمی لومینسانس و بیولومینسانس قابلیت بسیار بالای اندازه گیری سیگنال است که در این قابلیت با استفاده از روشهای گوناگون فوتون های بسیار اندک اندازه گیری می شوند.

 

تشخیص با رادیو داروها

پزشکی هسته ای شاخه ای از پزشکی است که در آن تشعشع و خواص هسته ای نوکلوئیدهای رادیواکتیو و پایدار برای تشخیص و درمان امراض به کار می روند.

این امر می تواند بر پرتودهی مستقیم به وسیله یک چشم تشعشع خارجی و یا با تزریق داروهای نشاندار تحقق یابد. از جمله کاربرد این مواد، تشخیص انواع سرطان در مراحل مختلف است.

به این منظور سودمندترین رادیو ایزوتوپ ها هسته ای تابش کننده های گاما هستند، چرا که پرتوهای تابش شده از این مواد میزان پیشرفت سرطان در بافتهای بدن را بخوبی
مشخص می کند.

اما نباید فراموش کرد که پس از یک تابش شدید اشعه به بدن به منظور تشخیص سرطان علایم و عوارض متعددی در فرد تظاهر پیدا می کنند که از آن جمله می توان به تخریب ارگان های خون ساز، تاثیر روی سیستم گوارشی، مغز، غدد تناسلی و پوست به همراه علایمی همچون بی اشتهایی، سرگیجه ، استفراغ ، اسهال ، تعرق شدید، اختلال در تنفس ، لرزش بدن و تب اشاره کرد و البته این عوارض تنها مضرات استفاده از این روش تشخیصی نیست چرا که خود این تشعشعات می توانند انواع سرطان ها را در درازمدت ایجاد کنند.

در این میان استفاده از اشعه های یونیزاسیون در پزشکی برای امور تشخیص پدیده ای رو به گسترش است ، لذا از یک طرف استفاده از آن در امر بهبود زندگی و سلامت جامعه ضروری است و از طرف دیگر زیانبار بودن آن برای سلامت جامعه امری بدیهی به نظر می رسد.

راهی که برای رفع این تناقض وجود دارد استفاده کنترل شده و مطابق مقررات حفاظتی از این مواد است. ضمن آن که استفاده از ابزارهای تشخیص زیستی بسیار حساس به نظر می رسد که با توجه به طبیعی و بدون عارضه بودن گرفته بسیار مناسب تری خواهند بود.

 

کرمی که تقلید می شود

تنها واکنش آنزیماتیک بدن موجودات زنده که به تولید نور منجر می شود، آنزیم لوسیفراز است که از کرم شب تاب جدا و درون باکتری کلون می شود.

به گفته دکتر سامان حسینخانی عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس در دانشگاه تربیت مدرس در 4سال گذشته ژن سازنده آنزیم لوسیفر از 2گونه بومی ایران شناسایی و در بانک ژن ثبت شده است.

حسینخانی درخصوص نحوه کار در این طرح می گوید: ژن این آنزیم پس از انتقال به باکتری در تولید آنزیم مورد استفاده قرار گرفت.

پس از تخلیص آنزیم کیت سنجش ATPراه اندازی شد. در فاز بعدی با ایجاد جهش در ژن آنزیم نشر نور قرمز از سبز به قرمز تغییر یافته است.

قابلیت این ژن در حال حاضر انتقال به بدن موجود زنده به منظور تصویربرداری از بافتهای سرطانی در حال بررسی است.از آنجا که این واکنش در حضور ATPانجام می گیرد، قادر خواهیم بود با توجه به منحنی های استاندارد، میزان آن را اندازه گیری کنیم.

روشهای زیادی برای این منظور اعم از فیزیکی و شیمیایی ابداع شده است ؛ ولی روش اندازه گیری به کمک لوسیفر از کرم شب تاب حساسترین روش است.

با استفاده از این روش امکان تشخیص 10 -21 مو از ATPوجود دارد. این مقدار از ATP به اندازه ماده حیاتی یک باکتری است.

حسینخانی ساخت کیت سنجش ATPرا در این طرح برای اولین بار در کشور می داند و می افزاید: در بدن همه موجودات زنده از جمله باکتریها ATPوجود دارد. با توجه به حساسیت زیاد این روش نسبت به ATP، می توان از این سیستم برای اندازه گیری باکتری ها
استفاده کرد.

این روش امروزه حساس ترین روش برای اندازه گیری آلودگی باکتریایی در همه صنایع است. کلیه صنایعی که استریلیزه بودن برای آنها مهم است ، برای تایید محصولات خود از این روش استفاده می کنند.

در خاک شناسی نیز اندازه گیری میزان باکتری های خاک، کنترل مواد غذایی و آب با این روش انجام می شود. در ضمن به منظور بررسی حیات در کرات دیگر، کما این که سازمان NASA امریکا بر سنگهای آسمانی یا موادی را که از خارج جو از سوی فضانوردان آورده می شود، با ترکیبات سیستم BLکرم شب تاب مخطوط می کند از طریق میزان نور تولیدی به احتمال داشتن حیات در آن ها پی می برد.

 

تصویربرداری و ردیابی سلول های سرطانی

با استفاده از روش ایجاد جهش در ژن سازنده این آنزیم در حال حاضر در دانشگاه تربیت مدرس نور سبز تولیدی این آنزیم به نور قرمز تبدیل شده است.

نور قرمز براحتی از بافت های بدن موجودات زنده عبور می کند (برخلاف نور سبز). ژن تولیدکننده نور قرمز سپس به بافت های بدن موجودات زنده انتقال می یابد.

بیان پروتئین لوسیفراز و تولید نور قرمز براحتی می تواند با استفاده از دوربین های ویژه اندازه گیری شود و از این طریق وضعیت بافتهای نرمال و سرطانی تشخیص داده می شود.

همچنین با استفاده از این روش که روشی غیرمضر برای فرد میزبان است براحتی می توان مهاجرت سلول های سرطانی یا پدیده متاستاژ را بررسی کرد.

 

چرا شب تاب می درخشد؟

کرم شب تاب لفظی کلی است برای حشراتی که در شب می درخشند. این موجود برخلاف نام آن ، حشره ای است که جزو راسته سخت بالپوشان (Coleoptera) است. گونه های زیادی از این حشرات شناسایی شده اند.

نور تولیدی از آنها برای جلب جنس مخالف و همچنین در مواردی شکار طعمه است. در بعضی گونه ها در تمام مراحل دگردیسی حشره اعم از تخم ، لارو، حشره بالغ نر و ماده نورافشانی دیده می شود.

نام علمی گونه ای که در ایران غالب است و به فراوانی یافت می شود Lampyris turkestanicus است. نام انگلیسی این حشره firefly و عربی آن حباحب است. در بسیاری از گونه ها از جمله حشره ایران تنها جنس نر قادر به پرواز است و البته نور نیز می دهد

 

استفاده از سوسک شب تاب برای یافتن میکروب ها 

برای ارزیابی میکرب های موجود در شیر یا در اطاق عمل باید آنها را مانند سوسک های شب تاب ، درخشنده کرد.

اکنون این ویژگی سوسک های شب تاب یعنی لومینسانس شناخته شده و محققان روسی نه تنها آنزیم مورد نیاز برای لومینسانس را می سازند بلکه بر اساس آن بسته های آنالیز سریع را تولید می کنند ، این بسته های تشخیصی عملا امکان ارزیابی میکربها را در عرض چند دقیقه میسر می سازد.پیچیده ترین موارد نیازمند آنالیز شش ساعته است.

به گزارش مدیکال نیوز ، این روش براساس اندازه گیری شدت لومینسانس است که به محض تداخل یک آنزیم خاص بنام لوسیفراز با ملکولهای آدنوزین تری فسفوریک اسید (ATF) رخ می دهد.

این ماده منبع انرژی ارگانیسم های زنده و در هر بیوپلاستی موجود است و لذا در میکربها
هم وجود دارد.

در صورتی که غشای سلولهای میکربی تخریب شود ، ATF براحتی از آنها خارج شده و میزان آن ممکن است با کمک آنزیم لوسیفراز مشخص شود.

ارتباط بدین گونه است که : هرچه نمونه بیوپلاست بیشتری داشته باشد ، ATF بیشتری در محلول وجود خواهد داشت و با افزودن آنزیم در خشش بیشتری مشاهده می شود.

باید اشاره کرد که واژه "سریع" که در نام این روش بکار رفته بسیار حائز اهمیت است. نکته اینجاست که اکنون آنالیز آلودگی میکربی بطریق معمول انجام می گیرد.

یک نمونه در محیط کشت قرار داده می شود.اگر میکرو ارگانیسمی در نمونه وجود داشته باشد ، تکثیر می یابد و در عرض یک یا دوروز تعداد آنها معمولا برای شمارش زیر میکرسکپ به حد کفایت می رسد.

این روش نه چندان دقیق و وقت گیر است اما می توان انتظار داشت بزودی برای مثال در کنترل کیفی شیر دو روش انتخابی وجود داشته باشد و یکی از آنها استفاده از همین
ویژگی باشد.

این آنالیز استاندارد تنها چند دقیقه به طول می انجامد که 12 برابر کمتر از زمانی که روش رایج میکروبیولوژیک است.

نظرات() 
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.

← درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : زاهد نورانی

← لینکدونی

← طبقه بندی

← آرشیو

← لینکستان

← نظرسنجی

    نظرشما راجع به این وبلاگ چیست؟






← آخرین پستها

← نویسندگان

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :