روش هاي تشخيص سريع
عوامل بيولوژيك
دكتر علي كرمي
مركز پزشكي تحقيقات دفاع
بيولوژيك، پژوهشكده طب رزمي، دانشگاه علوم پزشكي بقيته الله (عج)
مقدمه
توجه
روزافزون به اهميت سلاح هاي بيولوژيك و افزايش تهديدهاي به كارگيري اين عوامل در
جنگ ها، عمليات تروريستي و تهاجم مخفيانه به منابع اقتصادي، ضرورت تشخيص سريع
عوامل بيولوژيك نظامي را بطور جدي مطرح ساخته است. هرچند بر خلاف عوامل شيميايي و
هسته اي كه در مقادير بسيار كم توسط دستگاه هاي تشخيصي بسيار سريع و حتي از فاصله
دور قابل شناسايي مي باشند عوامل بيولوژيك بدليل پيچيدگي ملكولي مشكلاتي را در امر
تشخيص سريع ايجاد مي نمايند.
مشكل
اساسي و اوليه در برنامهريزي و آمادگي براي مقابله با جنگ هاي ميكروبي، آگاهي از
وقوع حمله و حضور عوامل بيولوژيك در منطقه است. روش هاي ذكر شده در منابع آموزشي
دفاع برعليه جنگ هاي بيولوژيك و روش هاي تشخيص وقوع حمله، عمدتا مبتني بر علائمي
است كه پس از حضور و تاثير عوامل در موجودات زنده ايجاد مي شود. در واقع با اين
روش ها زماني تشخيص صورت مي گيرد كه عامل، موثر واقع شده و در حال توسعه است، در
حالي كه تشخيص حضور عامل بايد قبل از بروز علايم و صدمات بيشتر امكانپذير باشد.
هدف
از تشخيص سريع حمله يا حضور عوامل بيولوژيك، عبارت از آگاهي در زمان كوتاهي پس از
وقوع حمله و قبل از مبتلا كردن (ناتواني يا مرگ يا آلوده نمودن اهداف كه مي توانــد
انسان، منابع آب، دام ها و محصولات استراتژيك كشاورزي و غذايي)
است به نحوي كه اوّلا بتوان با اعلام هشدار، اقدامات حفاظتي فردي و جمعي ضروري را
انجام داد و ثانيا از توسعه عامل به ساير مناطق، جلوگيري كرده و نيروهاي مسئول
پدافند و امداد و درمان و بهداشتي به پاكسازي و قرنطينه و ساير اقدامات زمان حمله
بيولوژيك بپردازند.
روش
هاي آزمايشگاهــي متداول تشخيص ميكروب ها، استفاده از انواع كيت هاي تشخيصي، روش
هاي غيرابزاري مانند آگلوتيناسون با لاتكس و روش هاي دستگاهي پيشرفته مانند Bactec كه
براساس خواص بيوشيميايي به طور خودكار به تشخيص ميكروب ها مي پردازند، بدليل
محدوديت هاي كه دارند براي اهداف مورد نظر در مناطق جنگي، مناسب نبوده و قادر به
تفكيك عوامل بيولوژيك دستكاري شده با روش هاي مهندسي ژنتيك و عوامل عفوني عادي
نيست.
متاسفانه كاربردهاي غيرصلح
آميز از روش هاي مهندسي ژنتيك مي تواند يك ميكروب غيربيماريزا را به عاملي بسيار
كشنده تبديل نمايد. هم اكنون موارد بسياري از پيوند نمودن ژن هاي سموم بسيار
خطرناك مانند سم بوتولينوم، ريسين، آبرين، سم مار و عقرب و همچنين انتقال ژن هاي
رمزكننده عوامل كشنده عفوني مانند وبا، طاعون، سياه زخم به ميكروب هاي بي خطر
گزارش شده است و بديهي است در صورت بكارگيري روش هاي فوق براي تشخيص
اين عوامل، آن ها را بي خطر شناسايي خواهد نمود.
توسعه
روش هاي زيست شناسي ملكولي، شناسايي ژن هاي مسئول بيماريزايي و حدّت عوامل عفوني
خطرناك (Virulence
Factor)
و ژن هاي رمزكننده سموم خطرناك (Toxgene) اين امكان را فراهم ساخته است كه بتوان با اين روش ها
با دقت و سرعت فراوان به شناسايي اين ميكروب هاي خطرناك پرداخت. كارايي اين روش ها
در عرصه عمل و مناطق جنگي، مورد آزمايش بوده به نحوي كه در جنگ خليج فارس نيروهاي
متحد غربي با احتمال بكارگيري عوامل بيولوژيك توسط عراق از اين نوع روش ها استفاده
وتجهيزات مورد نظر را بكار گرفتند.
روش هاي نوين
تشخيص و طبقه بندي عوامل عفوني :
1 ) واكنش زنجيره اي توليد DNA در لوله آزمايش (PCR) ((Polymerase
Chain Reaction
2 ) كاوشگرهاي ژني
3 ) بررسي اسيدهاي نوكلئيك و تعيين
رديف آن ها
4 ) تراشه هاي ژني
5 ) روش هاي ايمني شناسي
6 ) فلوسيتومتري ـ مس اسپكترومتري
7 ) حِسگرهاي زيستي
روش PCR
واكنش
زنجيره اي تكثير ژن يا Polymerase
Chain Reaction سبب
تحول در عرصه هاي متنوعي از علوم پايه، پزشكي، كشاورزي و بخصوص زيست شناسي ملكولي
و بيوتكنولوژي گرديده است. اين روش در سال 1987 توسط كري موليس
ابداع و ثبت گرديد. اساس اين روش براساس فرايند رونوشت برداري DNA توسط آنزيم
پليمراز است كه در درون تمام سلول هاي زنده صورت مي گيرد. بدين صورت كه با طراحي
دو پرايمر كه رديف كوتاهي ازDNA تك
رشته اي شامل 17ـ25 باز به عنوان ابتدا و انتهاي ژني كه قرار است تكثير شود، و
قرار دادن واحدهاي ساختماني مورد نياز جهت رونوشت برداري شامل نوكلئوتيدهاي، dATP dCTP, dGTP, dCTP در
محيطي بافري مناسب و در دستگاه چرخه هاي حرارتي، آنزيم پليمراز قادر است طي مراحل
سه گانه زير اقدام به تكثير بخش مابين دو پرايمر نمايد.
مرحله اول يا جداشدن دو رشته (Denaturation) DNA
در
اين مرحله كه در دماي 95-90 درجه سانتيگراد صورت مي گيرد در اثر افزايش دما
باندهاي هيدرژني بين جفت بازهاي DNA شكسته و دو تك رشته ايجاد مي شود.
مرحله دوم يا اتصال پرايمرها (Anealling)
در
اين مرحله كه در دماي بين 80-40 درجه سانتيگراد صورت مي گيرد (كه براساس رديف
پرايمرها متفاوت مي باشد و هر جفت پرايمر داراي دماي بهينه اتصال است) پرايمرها كه
مكمل بخش ابتدايي و انتهايي ژن مورد نظر مي باشند به رديف مكمل خود در تك رشته DNA
موجود در محيط واكنش متصل مي شوند.
مرحله سوم (Extension)
در
اين مرحله كه در دماي 72 درجه سانتيگراد صورت مي گيرد آنزيم پليمراز موجود در
محيط واكنش از انتهاي 3 محل اتصال پرايمرشروع به تكثير و تكميل DNA با
نصب نوكلئوتيدهاي موجود در محيط به جايگاه هاي خود بر روي تك رشته در ادامه رديف
پرايمر براساس قانون مكمليت مي نمايد.
سكانس
بدين شكل كه از انتهاي محل اتصال پرايمر به رشته DNA مورد آزمايش شروع كرده و براساس موجود در آن باز مكمل
آن را قرار مي دهد. آنزيم هاي پليمراز قادر هستند در هر ثانيه بين 35 تا 100
نوكلئوتيد را در رشته متصل نمايند (بسته به نوع بافر و ساير شرايط محيطي و ساختار
نمونه) بنابراين در عرض مدت كوتاهي براساس اندازه مابين دو پرايمر از دو تك رشته
اوليه DNA مادر
دو رشته كامل در بخش بين دو پرايمر تكثير مي گردد. در اين زمان چرخه اول به پايان
مي رسد و تكرار مي گردد. يعني مجددا دما به 94 درجه افزايش مي يابد كه سبب جدا شدن
دو رشته DNA هم در نمونه و هم دو رشته قبلي حاصل تكثير در لوله مي
شود و در پي آن با كاهش دما به دماي اتصال پرايمرها و چسبيدن پرايمرها به تك رشته
هاي حاصل و افزايش دما به 72 درجه، چرخه دوم تكثير صورت مي گيرد كه نتيجه آن توليد
4 قطعه DNA محصول
مي باشد.
اين
روند بين 40-25 چرخه تكرار مي گردد و همچنان كه مشاهده شد به طور افزاينده اي
محصول، توليد مي گردد به نحوي كه از يك رشته DNA پس از 30 چرخه، تعداد بيشماري رونوشت از محصول تهيه مي
گردد كه با قرار دادن مقدار اندكي از محصول نهايي PCR در ژل
اگاروز قابل مشاهده است.
با
توجه به اينكه پليمرازهاي عادي، حساس به حرارت هستند لازم بود در هر چرخه آنزيم
اضافه شود كه با كشف پليمراز مقاوم به حرارت از يك نوع باسيلوس گرمازي موسوم به Thermus aquaticus با
يك مرحله اضافه كردن آنزيم در ابتداي PCR جدا شده از آب هاي گرم انجام واكنش، اين واكنش تا بيش
از 40 چرخه عملي گرديد.
با
توجه به قدرت انجام چرخه هاي مختلف، اين فرايند واجد حساسيت بسيار زيادي است به
نحوي كه قادر به شناسايي 002/0 پيكوگرم DNA يا حضور چند باكتري در نمونه مي باشد كه كارايي بسيار
با كاربردهاي بسيار متنوع وجود PCR بالايي در تشخيص عوامل بيولوژيك دارد. انواع بسيار
مختلف دارد مانند Long
PCR ، Rapid PCR ، Insitu PCR ، Multiplex Nested PCR ،
RT-PCR ، DOP-PCR Degenerate
Oligonucleotide ،
Random
PCR PCR-ELIZA ،
PCR از اين روش
جهت بررسي موتاسيون، شناسايي بيماري هاي Primed In Situ labeled (PRINS)وراثتي، شناسايي عوامل عفوني،
مطالعه و كلونينگ ژن ها و يا هرگونه مطالعه برروي ژن ها و پروتئين ها استفاده مي
شـود و بـه عنوان يك روش اساسي و كارا در زيست شناسي ملكولي، ميكرب شناسي ، ايمني
شناسي، بيوشيمي و علوم كاربردي مطرح است.
مقادير استاندارد PCR
براي
انجام واكنش PCR مقادير
استانداردي تعيين گرديده است كه در ابتداي شروع كار مي تواند مورد استفاده قرار
گيرد. البته در مورد موضوع خاص مورد بررسي مي توان مقادير مناسب و بهينه جهت كسب
نتايج مطلوب در هر آزمايشگاه را بطور نسبي تعيين نمود وليكن قطعا براي هر
آزمايشگاه و هر عامل و نوع نمونه، لازم است بهينه سازي ها صورت گيرد.
مقادير
مواد مورد نياز در يك: PCR استاندارد :
غلظت پرايمرها : ./1-6 mM (از 5 تا 20
پيكومولار در ميكروليتر مي تواند استفاده شود)
dATP, dCTP, GATP, Dttp,dNTP از
هركدام 100-200
mM
از
MgCl2به
مقدار 1-2/5 mM
bufferx10 :2.5 ulبراي
هر واكنش
آنزيم Taq ـ5/21- واحد
DNA مقادير مختلف
PH واكنش
9-3/8
شرايط و برنامه چرخه هاي PCR
علاوه
بر تهيه مواد و تركيبات فوق نوع دستگاه PCR از عوامل بسيار مهم در انجام آزمايش و همچنين برنامه اي
است كه در آن چرخه هاي
حرارتي يا Thermal
Cycler & PCR Machine صورت مي گيرد.
ـ چرخه هاي حرارتي:
از
عوامل بسيار مهم در كسب نتايج مناسب از PCR برنامه ريزي مناسب چرخه هاي حرارتي است كه در آن بايد
موارد زير مد نظر باشد:
1 ) زمان و دماي اوليه قبل از شروع
چرخه هاي اصلي (Hot Start)
2 )
زمان اوليه جدا شدن دو زنجيره (Denaturation)
3 )
زمان و دماي مرحله اتصال پرايمرها(Anealling)
4 )
زمان و دماي مرحله گسترش زنجيره(Extension)
5 )
زمان و دماي نهايي گسترش زنجيره
6 ) تعداد چرخه ها
زمان و دماي استاندارد يك PCR به شكل زير مي باشد
دما
و زمان هاي ارائه شده براساس نوع دستگاه و مشخصات بخش در حال بررسي مي تواند
متفاوت باشد.
مرحله 1ـ
94 درجه 5ـ3 دقيقه موسوم به Hot Start
مرحله 2ـ
94 درجه 1 دقيقه
مرحله 3ـ
80ـ45 درجه 1 دقيقه بسته به طول محصول متفاوت است.
مرحله 4ـ
72 درجه 2ـ1 دقيقه
مرحله 5ـ
72 درجه 10ـ5 دقيقه
تعداد چرخه
40ـ25 بسته به طول محصول متفاوت است.
مهمترين
عامل در اين بين دماي اختصاصي اتصال پرايمرها به DNA نمونه است كه به روش هاي مختلفي تعيين مي گردد.
روش محاسبه دماي اتصال پرايمرها
روش
عادي احتساب 2 درجه براي بازهاي A,T و مقدار 4 درجه براي بازهاي G,C است كه البته براي پرايمرهاي زير 25 باز مي تواند
استفاده شود.
روش
ديگر استفاده از برنامه اي متداول مولكولار بيولوژي مانند اليگو، DNASIS, DNASTAR و بسياري
ديگر از برنامه هاي موجود در شبكه اينترنت است كه با دادن رديف پرايمرها دماي
اتصال آن را ارائه مي دهد.
البته
شركت هاي توليد كننده پرايمر هنگام ارسال پرايمر دماهاي مختلف اتصال پيشنهادي را
براي هر پرايمر ذكر مي كنند كه براي شروع كار مي توان از آن ها براي شروع كار
استفاده كرد.
ولي
قطعا بايد جهت تعيين دماي اتصال مناسب هر پرايمر بهينهسازي صورت گيرد زيرا براساس
نوع نمونه و شرايط كار و دستگاه تفاوتي بين دماي محاسبه شده نظري با دماي واقعي
كار بدست مي آيد كه دستگاه گراديان در تعيين اين دما بسيار كارساز است.
آزمايشگاه
استاندارد محيط PCR
حساسيت
فوقالعاده واكنش PCR در
عين حاليكه يك مزيت اساسي در تشخيص سريع عوامل است در صورت عدم رعايت نكات ايمني
مي تواند مشكلساز باشد. حضور مقادير بسيار كم DNA مي تواند سبب بروز واكنش هاي متقاطع و آلودگي آزمايش
گردد. يكي از معضلات اساسي اين روش ديگري است كه سبب بروز پاسخ هاي DNA آلوده
شدن مواد اوليه به مواد ديگر مانند پرايمرها و نامناسب و يا اختلال در مسير واكنش
است.
در
صورت عدم رعايت نكات ايمني و بروز آلودگي رهايي از آن بسيار دشوار خواهد بود به
همين دليل مراكز تحقيقاتي و آزمايشگاه هايي كه بطورمكرر و با تعداد زياد آزمايش
فوق را انجام مي دهند و در عين حال نمونه هاي مختلفي وارد محيط كار مي شود نكات
ايمني خاصي را در طراحي آزمايشگاه و روش كار اعمال مي كنند تا از بروز اين
آلودگيها بكاهند.
نكات
اساسي اين روش ها در جداكردن محل سه عمليات اساسي براي انجام PCR است
كه مي تواند بسياري از مشكلات را حل كند:
·
بخش قبل از انجام آزمايش يا Pre PCR : در
اين بخش نمونه ها مراحل مقدماتي تهيه و آماده شدن را طي مي كنند. مانند استخراج
ژنوم و مراحل تخليص، رقيق كردن و غيره.
·
بخش انجام آزمايش يا PCR : در
اين بخش عمليات اصلي PCR صورت
مي گيرد و دستگاه چرخه هاي حرارتي جهت پيشگيري از هرگونه آلودگي در آن قرار گرفته
است. براي تركيب كردن واكنش از هودهاي مخصوصي استفاده مي شود كه مانع ورود مواد و
آلودگي هاي خارجي به داخل لوله PCR مي
شوند. زماني كه دستگاه بكار خود ادامه مي دهد از ورود هرگونه عامل آلودگي بداخل آن
جلوگيري مي شود.
·
عمليات پس از خاتمه چرخه ها يا Post PCR : در
اين محل نمونه هاي خارج شده از دستگاه را براي، الكتروفورز آماده مي سازند و
آزمايش جداسازي باندها و رنگ آميزي و مشاهده مي تواند در اين بخش صورت گيرد.
بنابراين
براي كسب نتايج مناسب از اين روش رعايت نكات ايمني، جداسازي اين سه بخش يا حداقل
تهيه هودهاي مخصوصي كه مانع آلوده شدن واكنش مي گردد توصيه مي گردد علاوه بر آن
رعايت نكات زير مي تواند منجربه كاهش آلودگي و افزايش كارايي شود :
·
از وسايل استريل استفاده شود (لوله ها، سرپيپت ها و
مواد مانند آب مقطر و غيره)
·
در هنگامي كه تعداد زياد نمونه و لوله ها وجود دارد
حتما master
mix تهيه
شود.
·
مواد اوليه را حتما در محيط عاري از آلودگي نگهداري
كنيد.
·
واكنش را در زير هود مخصوص يا محيط مناسبي كه جريان هوا
در آن وجود ندارد تهيه كنيد و در هنگام تركيب مواد از صحبت كردن خودداري نماييد
زيرا ذرات ريز بزاق و ميكروب هاي هوا مي تواند واكنش را آلوده سازد.
·
در هنگام تهيه multiplex PCR مراقب مخلوط شدن پرايمرهاي اصلي و ذخيره
باشيد.
·
داشتن آرامش و تمركز در هنگام آزمايش و تهيه برگه مخصوص
جهت آزمايشات كه نشان دهنده مراحل تركيب مواد، برنامه و محاسبات انجام شده است كمك
بسياري در پيشگيري از خطاهــاي احتمالي در تركيب مواد است كه يكي از اصلي ترين علل
كسب نتايج متناقض مي باشد. سعي كنيد قبل از آزمايش تمام محاسبات لازم و مقادير
مورد نياز را در يك برگه نوشته و سپس در مراحل كار با تيك زدن به هر تركيبي كه
اضافه مي كنيد از سير منطقي تهيه تركيب مطمئن باشيد.
ثبت شماره هاي دائمي
برروي لوله ها بنحوي كه در طول آزمايش ثابت بماند و ساير اطلاعات لازم
مي تواند از مخلوط شدن لوله ها در يك آزمايشگاه كه با نمونه هاي بسياري كار
مي كند جلوگيري نمايد.
·
از آنجا كه رفع اشكالات در مسير كار، نيازمند بررسي تك
تك عوامل است، لذا هرگز دو عامل را با هم تغيير ندهيد تا بتوانيد عامل مشكل ساز را
كشف كنيد.
به
عنوان مثال در حين انجام يكي از تحقيقات، در يك مرحله با پاسخ هاي بسيـار نامنـاسب
و غيرمنتظره اي مواجه شديم كه احتمال وقوع آلودگي در مراحل كار را نشان مي داد.
براي كشف علت عدم كسب پاسخ هاي مناسب و نتايج نادرست شروع به بررسي تك تك عوامل
دخيل در واكنش از بافر تا آنزيم را نموديم كه dNTP در
نهايت مشخص گرديد آلوده شده است و خوشبختانه ساير مواد سالم مانده بود كه موفق به
رفع مشكل شديم.
روش
هاي بسيار سريعتري مانند PCR سريع
نيز ابداع شده است كه در زماني كوتاهتر از 15 دقيقه به تشخيص عامل عفوني مي پردازد
كه همراه نمودن اين سيستم با دستگاه فلوريمتر (Flourimeter) براي
تشخيص پيشرفت فرايند با سرعتي فوقالعاده امكان شناسايي عوامل بيولوژيك را فراهم
ساخته است. در اين روش از مواد نشاندار فلورسانتي استفاده مي شود كه با پيوند با
مواد ژنتيكي در حال همانند سازي امكان اندازهگيري نور حاصل و تشخيص سريع را فراهم
مي سازد. اين نوع دستگاه ها به Real Time PCR مشهور هستند زيرا نتيجه فرايند در زمان وقوع در نمايشگر
رايانه نشان داده مي شود و نيازي به بررسي محصول در ژل الكتروفورز نيست. از انواع
اينگونه دستگاه ها مي توان به نوع Rapid PCR, ،
lightcycler اشاره
نمود. با استفاده از اين روش آزمايشگاه هاي سياري ساخته شده كه در منطقه عملياتي
به نمونه برداري و آزمايش مداوم مي پردازد. با توجه به نياز به تشخيصگرهاي
انفرادي، اخيرا دستگاه هاي فوقالعاده كوچك انفرادي با حجم هاي واكنش بسيار كم و
منبع تغذيه 9 ولت ساخته شده كه داراي محفظه واكنش از جنس سيليكون مي باشد و در
مناطق نظامي و عملياتي توسط افراد براي تشخيص سريع عوامل ميكروبي استفاده مي شود.
اين
نوع دستگاه موسوم به (Handheld Advanced
Nucleic Acid Analyzer) HANAA كه
در كف دست قرار مي گيرد و قادر است در عرض كمتر از 10 دقيقه عوامل متعددي را
شناسايي نمايد.
|
|
شكل
1 - دستگاه PCR كوچك دستي
موسوم به HANAA
تعيين رديف ژنها:
براي
افزايش دقت تشخيص به ميزان قابل اعتماد،
تعيين رديف
DNA يا RNAحاصل از
ازمايشPCR به كمك دستگاه خودكار تعيين رديف ژن و يا بررسي آن با الكتروفورز
موئين، امكان پذير است كه به كمك اشعه بسيار باريك ليزر رديف رمزهاي ژني خوانده مي
شوند. در اين صورت رمزهاي شناسايي شده بلافاصله به رايانه وارد شده و با مقايسه با
بانك اطلاعات هزاران ژن عوامل بيولوژيك احتمالي كه قبلا به حافظه آن داده شده نتيجه
تشخيص بلافاصله و با دقت فوقالعاده زياد گزارش مي گردد. اين روش همانند انگشت
نگاري ژنتيكي است و با توجه به ويژگي هاي خاص هر ميكروب به شناسايي مي پردازد و
مستلزم صرف وقتي بين 2 تا 5 ساعت مي باشد.
جديدترين
و سريعترين روش تعيين رديف ژن ها كه مي تواند كاربرد خوبي در شناسايي عوامل داشته
باشد به Pyrosequensing معروف
است كه توسط گروهي از محققين در دانشگاه صنعتي سوئد، ابداع گرديده و قادر است در
عرض كمتر از چند دقيقه قطعات كوچكي از DNA را شناسايي نمايد.
كاوشگرهاي ژني (Gene probe)
كاوشگرها
رديف كوچك و اختصاصي از DNA تك رشته اي هستند كه از روي رمزهاي
ژنتيكي ميكروب ها طراحي و سنتز شده و توسط مواد راديواكتيو مانند سولفور 35 يا
فسفر 32 و يا عوامل غيرراديواكتيو مانند فلورسانس، لومينسانس، ديگوكسي ژنين (Digoxygeni) و
انواع آنزيم ها و مواد ديگر نشاندار مي شوند. با اضافه كردن اين كاوشگرها به نمونه
در طي
مراحل دورگه سازي (اتصال كاوشگر به رديف مكمل خود) در صورت حضور عامل بيولوژيك
مورد نظر كاوشگر به طور اختصاصي به ژنوم نمونه مجهول در محل مشخصي متصل مي شود. با
شستشوهاي مكرر كاوشگرهاي اضافي و يا كاوشگرهايي كه بطور غيراختصاصي به جايگاه
هايي غير از محل اصلي و با پيوندي ضعيفتر در مقايسه با پيوند كامل در محل مورد نظر
متصل شده اند حذف شده و در مراحل آشكار سازي براساس نوع ماده نشاندار شناسايي صورت
مي گيرد. مي توان با مخلوطي از كاوشگرهاي مختلف به بررسي شناسايي چند عامل
بيولوژيك در نمونه مجهول پرداخت. آژانس تحقيقات پيشرفته دفاعي آمريكا (DARPA) Defence
Advance Research Program Agency)( با استفاده از كاوشگرهاي نشاندار شده با مواد فلورسانس و روش PCR سريع
دتكتورهاي انفرادي عوامل بيولوژيك را تهيه نموده است. بيوسنسورهاي
مجهز به كاوشگرهاي ژني براي تشخيص رديف خاصي از DNA عوامل
بيولوژيك نيز قادر به تشخيص عوامل است. اين بيوسنسورها حاوي ابزارهاي پيزوالكتريك
و اكوستيك امواج و همچنين روش فلورسانس داخلي (TIRF)
Total Internal Reflection Fluorscence)( مي باشد.
تراشه ژني (Genechip)
روش كاملا
نويني در عرصه تشخيص بسيار سريع عوامل بيولوژيك، سرطان ها و بيماري هاي ژنتيكي
است. دراين روش با استفاده از تراشه هاي الكترونيكي ده ها تا صدها هزار كاوشگر كه
براساس رديف DNA عوامل بيولوژيك طراحي شده است روي
آن نصب گرديده، امكان شناسايي انواع عوامل بيولوژيك وجود دارد.
به
عنوان نمونه تراشه ژني حاوي 15000 كاوشگر مختلف براي تشخيص سريع انواع ويروس ايدز
طراحي شده است. علاوه بر اين مي توان با روش تشخيص همزمان چندين عامل (Simultaeneous In Situ
Detection of Several Biological Agent با
بكارگيري كاوشگرهاي نشاندار شده اي كه دستگاه بتواند با رنگ هاي مختلف آن ها را
شناسايي نمايد، امكان شناسايي عوامل مختلف بيولوژيك در يك نمونه وجود دارد. دليل
اين عمل احتمال بكارگيريي بيش از يك عامل بيولوژيك در تهاجم ميكروبي جهت افزايش
كارايي، گمراه نمودن سيستم دفاع بيولوژيك و تاخير در تشخيص است.
بيوسنسورها يا حسگرهاي زيستي ((Biosensors
حسگرهاي
بيولوژيك كه تلفيقي از زيست شناسي و الكترونيك است با به كارگيري گيرنده هاي
اختصاصي كه مي تواند مبتني بر سيستم هاي آنزيمي و يا واكنش هاي پادتن و پادگن باشد
مورد استفاده قرار مي گيرد. استفاده از گيرنده هاي بسيار اختصاصي عوامل بيولوژيك و
پيوند آن با نشانگرهاي الكترونيك مي تواند به عنوان يك دتكتور فوق حساس و اختصاصي
عمل كند بنحوي كه با حضور غلظت بسيار كمي از عامل و پيوند آن با گيرنده اختصاصي با
ارسال امواجي سبب فعال شدن بخش الكترونيك حسگر شده و در نتيجه هشدار حضور عامل به
دستگاه ها و مراكز كنترل، صادر گردد.
روش هاي ايمونولوژيك:
يكي
ديگر از روش هاي ارزشمند تشخيصي كه كارايي آن در عرصه علوم پزشكي مشخص شده است روش
الايزا (ELISA) است
كه بدليل دقت و سرعت، مورد توجه مراكز دفاع نظامي قرار گرفته است و نيروهاي نظامي
غربي عمل كننده درجنگ خليج فارس بدليل ترس از بكاربردن عوامل بيولوژيك توسط عراق
از اين روش در آزمايشگاه سيار تشخيص عوامل بيولوژيك كه قادر است در عرض مدت كوتاهي
حضور چند عامل بيولوژيك در منطقه عمليات را در مقادير بسيار كم تشخيص دهد استفاده نمود.
با حركت خودرو در منطقه ، نمونه هوا بطور مداوم جمع آوري و توسط بيولومينومتر
موجود در آزمايشگاه سيار وجود عوامل بيولوژيك در نمونه را تشخيص مي دهد سپس يك
فلوسيتومتر با شكستن ذرات بيولوژيك به اجزاء آن به بررسي اينكه آيا اين عوامل
محيطي هستند يا باكتري عامل بيماريزا، مي پردازد و سپس دو دستگاه ديگر با استفاده
از واكنش آنتي بادي و آنتي ژن به بررسي حضور عوامل بيولوژيك جنگي در نمونه مي
پردازد. اين عمل با مخلوط كردن نمونه با پادتن هاي ضد عوامل مانند سم بوتولينوم ،
سم ريسين، عامل سياه زخم و عوامل ديگر مي پردازد. مدت آزمايش بين 10 تا 12 دقيقه
طول مي كشد.
تست
هاي نواري (Smart
Tickets)
(نوار باريكي از كاغذ حساس كه در آن پادتن هاي اختصاصي عوامل
بيولوژيك قرار دارد و در حضور عامل مورد نظر در نمونه با واكنش آنزيمي تغيير رنگ
مي دهد) به دليل سهولت استفاده در مناطق جنگي به شدت مورد توجه قرار گرفته و در
عرض كمتر از چند دقيقه تشخيص صورت مي گيرد. نيروهاي ناتو به دتكتورهايي از اين نوع
مجهز هستند كه قادر به تشخيص عوامل بيولوژيك شامل باكتري ها، ويروس ها و سموم
بيولوژيك است.
|
|
آژانس
تحقيقات پيشرفته دفاعي آمريكا به تهيه يك دتكتور بيولوژيك با استفاده از فيبر نوري
پوشيده با پادتن هاي اختصاصي ضد عوامل بيولوژيك پرداخته است. وزن اين دستگاه يك كيلوگرم
است و آزمايشات ، موفقيت آن در تشخيص سم بوتولينوم به ميزان 5 نانوگرم در ميلي
ليتر را در عرض كمتر از يك دقيقه نشان داده است و ساير عوامل مانند سم ريسين، و
عوامل سياه زخم و طاعون با تعداد 1000 باكتري در ميلي ليتر را ميتوان با اين
دستگاه تشخيص داد.
تجزيه پروتئيني جهت تشخيص عوامل:
از
پيشرفته ترين روش هاي تشخيص عوامل بيولوژيك تعيين نقشه پروتئيني آن ها به كمك روش
هاي ملكولي مانند الكتروفورز با لوله موئين است كه بخصوص براي تشخيص سموم يا
پپتيدهاي با منشاء بيولوژيك مانند برادي كينين، وازوپرسين، اكسي توسين، بومبزين، و
انكفالين ها به كار مي رود كه در عرض 10 دقيقه همه اين پپتيدها از هم تفكيك شده و
مورد شناسايي واقع مي شوند. با توجه به اينكه در ساختار اين مواد DNA
وجود ندارد از روش هاي بررسي ژني مانند PCR نمي توان به تشخيص آن ها پرداخت.
فلوسيتومتري (Flow cytometry)
از
روش فلوسيتومتري جهت بررسي خصوصيات سلول ها استفاده مي شود ولي اغلب اين دستگاه ها
بسيار بزرگ و غيرقابل حمل هستند. اخيرا فلوسيتومتر بسيار كوچك، دقيق و قابل حملي
موسوم به فلوسيتومتر كوچك (ميني فلــو) ساخته شده كــه در خــودرو تشخيص عوامــل
بيولوژيك ارتش آمريكا موسوم بــه بيدز BIDS Biological Integrated Detection System)) استفاده
مي شود. آئروسل هاي (ذرات كوچك قابل تنفس = افشانه) حاوي عوامل بيولوژيك در يك
نمونه مايع به اجزاء كوچكتر خود شكسته مي شوند و يك نوع رنگ با فرمول خاص به آن
اضافه مي شود سپس نمونه به مركز جريان سريعي از مايعي تزريق مي شود كه از روزنه اي
عبور يك باريكه نوري به آن تابيده مي شود و نور حاصل از بازگشت، اندازهگيري مي
شود. در صورت وجود سلول هاي باكتري در نمونه، نورهاي منعكس شده از آن در زوايا و
طول موج هاي مختلف با استفاده از فيلترهاي مخصوص و لوله تقويت كننده اي جمع آوري
شده و اطلاعات مربوطه در مورد شكل و اندازه و همچنين ميزان نور آن با روش Pattern recognition مورد
بررسي قرار مي گيرد. بدين طريق باكتري ها از بين ساير عوامل بيولوژيك محيطي مانند
دانه هاي گرده و گرده قارچ ها و غيره تفكيك مي شوند. اخيرا فلوسيتومتري با روش
جديد فسفورسانس، طراحي شده است كه مي تواند 60 نوع عامل بيولوژيك را بهطور همزمان
تشخيص دهد. اين دستگاه قادر است با روش هاي نوري و الكتريكي با سرعت 1000 سلول در
ثانيه با نمونه برداري مداوم به تشخيص حضور عوامل بپردازد. جهت تشخيص ذرات بسيار
ريز مانند ويروس ها و پروتئين ها، از دانه هاي بسيار ريز و مخصوصي كه سطح آن ها از
پادتن هاي ضد عوامل بيولوژيك پوشانده شده استفاده مي شوند. در صورت حضور عوامل
بيولوژيك ويروسي از طريق پادتن هاي اختصاصي به اين ذرات متصل شده و با شنناسايي
ذرات، تشخيص صورت مي گيرد.
گاز كروماتوگرافي و مس اسپكترومتري
از
اين روش ها قبلا براي تشخيص عوامل شيميايي استفاده شده است ولي تلاش براي استفاده
از آن براي تشخيص عوامل بيولوژيك بدليل بزرگي و شكننده بودن عوامل بيولوژيك براي
مس اسپكتروسكوپي مناسب امكانپذير نبوده است. آژانس تحقيقات دفاعي ارتش انگليس
توانسته است حضور پروتئين و ويروس ها را توسط مس اسپكترومتر نشان دهد. اين مشكل
توسط محققين اين آژانس با استفاده از سيستم يونيزه كننده به روش افشانه الكتريكي (Electerospray
Ionization)
كه امكان انجام آن را در فاز مايع، امكان پذير ساخته مرتفع شده
است كه در آن عامل بيولوژيك، بطور كاملا دست نخورده باقي مي ماند. اين روش همچنين
سبب مي شود كه يون ها چندين شارژ مختلف داشته باشند كه سبب كاهش نسبت جرم بــه
شارژ تا نقطه اي مي شــود كه قابل اندازهگيري براي دستگاه است.
روش
ديگر استفاده از دستگاه مالدي (MALDI) Matrix assisted laser
desorption ionization) است. در اين روش از يك تابش بسيار سريع ليزر براي
يونيزه كردن ملكول هاي درشت بيولوژيك قرار گرفته برروي يك سطح استفاده مي شود.
مركز تحقيقات بيماري هاي عفوني ارتش آمريكا در حال تهيه نوع بسيار كوچك مالدي
همراه با مس اسپكترومتر براي تشخيص عوامل بيولوژيك در منطقه جنگي است.
در دستگاه
تشخيص عوامل بيولوژيك ارتش انگليس موسوم به BDS (Biological Detection System) كه
در جنگ خليج فارس به كار گرفته شد از روش آنزيمي استفاده شد. آنزيم بكار رفته لوسيفراز
بود كه براي تشخيص حضور ATP كه
در تمام سلول هاي زنده وجود دارد استفاده مي شد. اين روش قادر است حضور 1000 سلول
باكتري را در نمونه در عرض چند دقيقه تشخيص دهد. آژانس تحقيقات وزارت دفاع انگليس
در حال تهيه يك لومينومتر جريان مداوم (Continuose-Flow luminometer) است كه با سرعت بالا و روشي آسان حضورATP را
در غلظت كم اندازه گيري كند. اين روش مي تواند براي ساخت سيستم هشدار دهنده حضور
غلظت بسيار كم مواد ميكروبي در عرض چند دقيقه به جاي ساعت ها و روزها در روش هاي
متداول استفاده شود.
روش
هاي ديگري چون مس اسپكترومتر با افشانه الكتريكي براي
تشخيص حضور عوامل بيولوژيك در ابر آئروسل توسط مركز جنگ هاي ميكروبي كانادا طراحي
و مورد استفاده قرار گرفته است كه به دستگاه سيبــــاد (((CIBADS) Canadian Integrated Biological Agent Detection
System يا
سيستم تشخيص عوامل بيولوژيك كانادا موسوم است. نوع جديد اين دستگاه موسوم به CIBAD II براي مركز تحقيقات دفاعي سافيلد كانادا (DRES) Defence
Research Stabilishment Suffield) ساخته مي شود كه واجـد بخش هاي تشخيص و شناسايي عامل
است كه شامل ابزارهـــاي نمونه گيري، دستگـــاه تشخيص ذرات فلورسنت فلاپس (FLAPS) Fluorescence Aerodynamic Particle Sizer)(
و حسگرهاي هواشناسي و گيرنده تعيين موقعيت ماهواره اي
(GPS)
Global Positioning System)( است.
ادعا مي شود كه
اين دستگاه تنهـا سيستم تشخيصي در جهان است كه قادر است حضور عوامل زنده را از بين
ساير ذرات موجود در نمونه هاي هوا تشخيص دهد. سيستم قادر است عوامل شيميايي و
بيولوژيك در غلظت هاي بسيار كم تا حدود پنج ذره عامل ميكروبي در يك ليتر هوا را
تشخيص دهد و دستگاه فلاپس مي تواند با بررسي ميزان فلورسانس ايجاد شده در اثرتابش
ليزر ماوراء بنفش تعيين كند كه ذرات بيولوژيك هستند يا غيربيولوژيك، آزمايشات
صحرايي با اين دستگاه انجام شده است و قادر است با جمع آوري نمونه ها و ارسال آن
به دستگاه شناسايي كه براساس روش هاي پادتن و پادگن و يا ساير روش هاي شناسايي عمل
مي كند به شناسايي عامل بپردازد. تمام مراحل جمع آوري نمونه تا شناسايي دقيق عامل
15 دقيقه طول خواهد كشيد. وزن سيستم شناسايي عوامل بيولوژيك CIBADS II به
45 كيلوگرم مي رسد و كاملا بطور خودكار عمل كرده و 1 كيلو وات انرژي مصرف مي كند.
ارتش
آمريكا سال گذشته خودرو مجهز به سيستم فلاپس و مس اسپكترومتر تشخيص عوامل شيميايي
بيولوژيك را وارد سرويس نظامي خود نموده، دستگاه دتكتور بيولوژيك نصب شده برروي
چرخ بال كه در سال 96 وارد كار شد واجد سيستم هاي تشخيص و هشدار مي باشد كه بيشتر
در سرويس هاي خارجي و نيروهاي عمل كننده در ساير كشورها و مناطق پر خطر عمل مي
كنند.
فرماندهي
سيستم هاي دريايي آمريكا به عنوان مركز اصلي ارائه دستگاه هاي تشخيص عوامل
بيولوژيك براي نيروهاي آمريكايي مستقر در ساير مناطق جهان است كه دستگاه دتكتور
بيولوژيك (IBADS) Interin Biological Agent Detection System) را در اختيار آنان قرار مي دهد. در سال 1996 تعداد 24
دستگاه از اين دتكتورها در مقر نيروهاي هوايي آمريكا مستقر در
كره جنوبي نصب شد.
روش هاي تشخيص از راه دور يا دور سنجي (Remot sensing)
ايدآل
ترين حالت جهت پيشگيري از صدمات سلاح هاي بيولوژيك تشخيص حضور عوامل بيولوژيك قبل
از رسيدن ابر آئروسل به منطقه استقرار نيروها مي باشد. تشخيص ذرات و آئروسل ها در
اتمسفر كه در هواشناسي پيشرفته كاربرد فراوان دارد به دور سنجي موسوم است كه
پيشرفته ترين آن ليدار (LIDAR) Iight Detection and
Ranging)
مي باشد كه براي تشخيص حضور عوامل بيولوژيك در ابر آئروسل پخش
شده در فواصل دور نيز مي تواند بكار رود كه با ارسال امواج ليزر با طول موج و
نوسان مشخص و برخورد به ابر آئروسل و بازگشت آن به آنتن هاي مخصوص توسط برنامه هاي
پيشرفته رايانه اي جذب ملكولي محاسبه و اطلاعات ساختاري ذرات موجود در آئروسل،
مورد شناسايي قرار مي گيرد. اين دستگاه داراي انواع ثابت و متحرك است. نوع متحرك
اين سيستم بر روي چرخ بال نصب شده و قادر است حضور ابر آئروسل بيولوژيك را در
فاصله 30 كيلومتري تشخيص دهد اين عمل با پردازش و محاسبه لحظه اي علائم دريافتي (Real Time Signal Processing) به
كمك پردازشگرهاي حاوي اطلاعات بيولوژيك صورت مي گيرد. دستگاه تشخيص سريع عوامل
بيولوژيك با سيستم تحريك نورماوراء بنفش بوسيله تريپتوفان عمل مي كند و به (SR-BSDS) (Short
Range Biological Standoff Detection System) موسوم است. هزينه ساخت اين دستگاه حدود 10 ميليون دلار
است. در ضمن بخش تحقيقات دفاع بيولوژيك ارتش آمريكا دستگاه ديگري از همين سيستم با
توان تشخيص در فواصل بيشتر قابل نصب بر روي چرخ بال تا فاصله 15 كيلومتر را نيز در اختيار
دارد.
از
دتكتورهاي ديگر عوامل بيولوژيك و نمونه بردارهاي هوا براي آئروسل هاي بيولوژيك مي
توان به واحد نمونه برداري و تشخيص دهنــده متحرك آئروسل هاي بيولوژيك يا ماسو (MASU) (Mobile Aerosole
Sampling Detection Unit) كه طرح مشترك كانادا و انگليس براي ساخت دتكتورهاي سريع
عوامل بيولوژيك است اشاره كرد كه با استفــاده از نمونه بردارهاي بسيـــار خوب
ديكوتوموس (Dichotomus
Sampler)
و تعيين انــدازه آئروســل به كمك دستگاه هاي اندازهگير
آئروديناميك ذرات (Aerodynamic
Particle Sizer) و همچنين اندازهگيرهاي آئروسل هاي بيولوژيك 6 ، 8 و يا
10 طبقه موسوم به اندرسن (كه قادر است اندازه آئروسل هاي بيولوژيك عوامل زنده را
مشخص كند) با لحاظ كردن عوامل منطقه
مانند اطلاعات جغرافيايي (سرعت باد، جهت باد، رطوبت، دما وپوشش منطقه) ديناميك ابر
آئروسل بيولوژيك، پراكندگي و غلظت آنرا محاسبه و اعلام مي نمايد.
آئروبيولوژي (Aerobiology)
خودرو
تشخيص عوامل بيولوژيك آمريكا (بيدز) با استفــاده از يك نمونه بردار
و انـــدازه
گيــر آئروسل آئروديناميك با حجم بالا (High Volume Aerodynamic
Particle Sizer) كه بطور مداوم از هوا نمونه برداري كرده و از يك مجرا
عبور مي دهد اندازه آئروسل ها تعيين مي شوند. بدين روش كه خروجي يك اشعه بسيار
باريك و دقيق ليزر به دو اشعه تقسيم مي شود و به دو نقطه در مسير مجراي عبور
آئروسل ها متمركز مي گردد نور بازتاب توسط ذرات در مسير عبور نمونه به يك لوله
تقويت كننده امواج جمع آوري و تقويت مي شود. زماني كه طول مي كشد تا ذره از بين دو
شعاع عبور كند براي اندازهگيري قطر ذره استفاده مي شود.
ارتش
آمريكا بودجه اي بالغ بر 8/31 ميليون دلار براي ساخت دستگاه تشخيص دقيق عوامل
بيولوژيك در محل ((JBPDS) Joint
Biological Point Detection System) براي جايگزيني با سيستم هاي بيدز و IBADS در نظرگرفته است كه در خودروها، كشتي ها،
مقرها و ايستگاه هاي شناسايي ثابت و سيار نصب خواهد شد. هدف تهيه دستگاهي با
اندازه كوچك، وزن كم و قدرت تشخيص سريع، سموم بيولوژيك، ويروس ها و باكتري ها
در زماني كوتاه است و براي دستيابي به اين هدف از تمام فن آوري هاي نوين شامل
كاوشگرهاي ژني، مس اسيكترومتري با افشانه الكتريكي و فلوسيتومتري با مواد پايدارتر
و شيمي تشخيص ساده تر استفاده مي شود.
وزارت
نيرو و آزمايشگاه ملي لوس آلاموس آمريكا سه نوع از دستگاه هاي تشخيص آئروسل از راه
دور را تهيه كرده كه قادر به نصب بر روي هليكوپتر و خودرو مي باشد. سال گذشته
فرماندهي نيروي هوايي آمريكا نصب اين دستگاه ها را برروي هليكوپترهاي Black Hawk تاييد
نمود. اين دتكتورها براساس سيستم ليدار كار مي كنند و قادر هستند كه تمام آئروسل
هاي بيولوژيك را براساس ميزان پخش، غلظت، موقعيت، و اطلاعات ديگر براي اهداف
تاكتيكي و فاصله 100 كيلومتر براي اهداف استراتژيك شناسايي نمايند. دتكتور
بيولوژيك راه دور ديگري توسط شركت Schwartz Electro Optics با بودجه 11 ميليون دلار از طرف فرماندهي دفاع بيولوژيك
ـ شيميايي آمريكا تهيه شده است. اين دتكتور ليزري برروي هليكوپترهاي UH-60 نصب
شده و با استفاده از سيستم پايدار كننده براي افزايش كارايي نيروهاي مخصوص براي
شناسايي دقيق جايگاه و مقر سلاح هاي شيميايي و بيولوژيك دشمن و سيستم انتقال آن ها
در فاصله 50 كيلومتري مي باشد.
اهداف
درازمدت اين تحقيقات تهيه خودرويي براي تشخيص عوامل بيولوژيك و شيميايي است كه
بدون نياز به كاربر انساني به طور مداوم به تشخيص سريع و هشدار حضور عوامل
بپردازد. بديهي است با افزايش سرعت و دقت دستگاه هاي تشخيص سريع عوامل بيولوژيك
امكان پيشگيري ازصدمات گسترده اين سلاح ها كه هر روز به عنوان تهديد بيشتري مطرح
مي گردند فراهم مي شود.
بررسي و كارايي
روش هاي مختلف در تشخيص عوامل بيولوژيك:
هيچ روش منفردي كه بتواند
تمام عوامل بيولوژيك و بيوتروريستي را با دقت كامل و در كم ترين زمان تشخيص دهد
وجود ندارد. زيرا عوامل بيولوژيك شامل عوامل ميكروبي (ويروس، ريكتزيا،
باكتري، قارچ و عوامل نوتركيب) و همچنين سموم پروتئيني (بوتولينوم، ريسين، ابرين و
سم استافيلوكوك) و سموم غيرپروتئيني مانند مايكوتوكسين ها نيازمند روش هاي
شناسايي خاص خود هستند. روش هاي ملكولي مبتني بر
اسيدنوكلئيك (DNA RNA) با آنكه توانايي بسياري در شناسايي عوامل متعدد
بيولوژيك مي باشند وليكن براي شناسايي سموم، لازم است از روش هاي دقيق ايمنولوژيك
استفاده نمود.
البته
فناوري نوين Micro
assay كه
مي تواند هم جهت تشخيص مواد ژنتيكي و هم پروتئين ها و ساير تركيبات آلي به كار رود
سرعت و دقت كار را افزايش داده است وليكن به دليل هزينه بسيار بالا هنوز در معدودي
آزمايشگاه هاي پيشرفته جهان كاربرد دارد و جهت كاربردهاي تشخيصي گسترده كاربرد
ندارد. البته با ارزان شدن و توسعه اين روش ها همانند روش PCR به طور گسترده تري استفاده خواهد شد.
بررسي روش هاي
مختلف با كارايي مناسب نشان مي دهد كه از بين تمام روش هاي موجود، روش PCR يكي از بهترين روش هاي تشخيص سريع عوامل بيولوژيك مي باشد.
از
روش هاي ارزشمند ديگر روش هاي نواري است كه با استفاده از آنتي
بادي هاي مونوكلونال اختصاصي عوامل
در عرض 15 دقيقه مي تواند با دقت نزديك به 90% به شناسايي تعدادي از اين عوامل
بپردازد. قيمت اين كيت ها در حال حاضر گران مي باشد (40 دلار براي هر كيت يكبار
مصرف) در عين حال حتما در صورت پاسخ مثبت توسط روش هاي ديگرارزيابي شود.
روش
هاي ايمنوفلورسانت
با استفاده از پادتن هاي مونوكلونال نيزواجد ارزش بسياري است. اين روش ها علاوه بر
تشخيص عوامل بيولوژيك ذكر شده جهت تشخيص سموم نيز بكار مي روند.
نكته مهم اين است كه در
صورت بررسي نمونه هاي مختلف جهت تشخيص حضور عوامل بيولوژيك زنده به روشهاي سريع،
حتما به طور همزمان بايد بررسي به روشهاي متداول براي هر عامل براساس پروتكل هاي
استاندارد آن (كشت وايزولاسيون) صورت گيرد.
منابع:
|
1 ) Computerized Nuclear,
Biological and Chemical (NBC) Analysis
System. The Commerce Business Daily, 8/21/96. 2 ) Whitten, W, B., M. J. Shapiro, J. M. Ramsey, and B.
V. Bronk. Appl. Opt. 34 (1995):
32.3-07. 3 ) Flemimger et al; Applied and Enviromental
Microbiology, 1995, p.
4357-4361. 4 ) Brecht et al; "Optical Probes and
Transducers"; Biosensors &
Bioelectronics ; PP. 923-936, 1995. 5 ) Vemon Loeb and Walter Pincus, Detector Reads DNA,
New Device can Sense Germ Arms, Washington Post,
March 3, 1999; page A20. 6 ) "The Utility of Sampling and Analysis for
Compliance Monitoring of thr BWC," Jonathan B.
Tucker, Editor, February 1997,
Lawrence Livermore National Laboratoy (Proceedings of a workshop held in Washington, DC in October
1996) 7 ) Chemical-biological agent mass spectrometer being
built at ORNL. Washington Fax
07/09/1998 July
9. 1998 8 ) Wittwer CT, et al. The LightCycler: a microvolume
multisample :with rapid
temperature control. Biotechniques 1997; 22 (1) 176-81. 9 ) U. S. Crops, Animals Vulnerable To Biological
Warfare, Fox News, October 27,
1999. 10 ) Kim Y,
et al. Bacterial fingerprinting by flow cytometry :bacterial species discrimination. Cytometry 1999; 36(4)
324-32. 11 ) Belgrader
P, Rapid Pathogen detection using a microchip PCR array instrument. Clin Chem 1998; 44(10): 2191-4. |
=========== فرازهائي از متن =============
|
متاسفانه كاربردهاي غيرصلحآميز روش هاي مهندسي ژنتيك مي تواند يك
ميكروب غيربيماريزا را به عاملي بسيار كشنده تبديل نمايد. هم اكنون موارد
بسياري از پيوند نمودن ژن هاي سموم بسيار خطرناك مانند سم بوتولينوم، ريسين،
آبرين، سم مار و عقرب و همچنين انتقال ژن هاي رمزكننده عوامل كشنده عفوني مانند
وبا، طاعون، سياه زخم به ميكروب هاي بي خطر گزارش شده است و بديهي است در صورت
بكارگيري روش هاي فوق براي تشخيص اين عوامل، آن ها را بي خطر شناسايي خواهد نمود. |
|
هيچ روش منفردي كه بتواند تمام عوامل بيولوژيك و بيوتروريستي را با
دقت كامل و در كم ترين زمان تشخيص دهد وجود ندارد. زيرا عوامل بيولوژيك شامل
عوامل ميكروبي (ويروس، ريكتزيا، باكتري، قارچ و عوامل نوتركيب) و همچنين سموم
پروتئيني (بوتولينوم، ريسين، ابرين و سم استافيلوكوك) و سموم غيرپروتئيني مانند
مايكوتوكسين ها نيازمند روش هاي شناسايي خاص خود هستند. |
|
|
