سایت ویستاژن در این مطلب به معرفی ایوان پیتروویچ پاولوف پرداخته است.

زندگی نامه ایوان پیتروویچ پاولوف 

ایوان پاولوف در 26 سپتامبر سال 1849 در شهر ریازان واقع در روسیه متولد شد. پدر او یک کشیش ارتدکس  فقیر بود که به مطالعه علاقه ی زیادی داشت. پاولوف در یک خانواده ی پرجمعیت سیزده نفره متولد شد. او فرزند اول این خانواده بود و به گفته ی خودش در دوران کودکی او   کنجکاوی فکری و انرژی غیر معمول داشت . پاولوف به باغبانی ، دوچرخه سواری ، شنا و بازی gorodki علاقه داشت و به مادرش که زنی خانه دار بود، در انجام کارها مثل نگه داری از خواهرو برادرهایش کمک می کرد. پاولوف در 5 سالگی نوشتن را آموخت با این حال به دلیل یک سانحه که در آن پاولوف از یک بلندی افتاد و دچار آسیب بسیار شدیدی شد تا 11 سالگی به مدرسه نرفت. پدرش او را در سن 11 سالگی به کلیسا سپرد ولی پاولوف به دلیل علاقه ی بسیارش به علوم ، کلیسا را ترک کرد و به فعالیت های مذهبی خود خاتمه داد. به دلیل وجود  روشنفکرانی چون پیساروف و کتاب هایی چون انعکاس های مغز نوشته ی بنیان گذار فیزیولوژی روسیه  ، سچنوف، پاولوف به رشته علوم طبیعی علاقه مند شد. وی در دانشگاه سن پترزبورگ در گروه فیزیک و ریاضیات ثبت نام نمود و به تحصیل پرداخت. پاولوف به دلیل داشتن استادان خبره ای چون مندلیف در شیمی معدنی، باتلروف در شیمی آلی و آی.اف تیسون در فیزیولوژی توانست نام خود را به عنوان یک آزمایشگر برجسته مطرح کند. او لیسانس خود را در رشته ی علوم طبیعی  سال 1875 دریافت کرد و اولین پروژه ی تحقیقاتی خود را در مورد فیزیولوژی اعصاب پانکراس ارائه داد و توانست جایزه معتبر دانشگاه را بدست آورد .پاولوف به دلیل علاقه به علوم طبیعی  این رشته را ادامه داد و به آکادمی جراحی امپریال رفت و دستیار معلم سابق خود الیاس ون سیون شد. پاولوف پس از مدتی به عنوان دستیار آزمایشگاه اوستیموویچ در بخش فیزیولوژیک انستیتیو دامپزشکی انتخاب شد و به مدت دو سال سیستم گردش خون را برای پایان نامه پزشکی خود بررسی کرد. در سال 1879 با دریافت جایزه مدال طلا از آکادمی نظامی پزشکی فارغ التحصیل شد . در همان سال بوتکین ( S.P Botkin) ] در اوایل دهه ی 80 به عنوان مشاور هیئت پزشکی وزارت امور داخلی شاهنشاهی و در سال 1873 به عنوان جراح امپراتور منصوب شد[ از او برای کار در آزمایشگاه بالینی و تحقیقاتی خود دعوت کرد و پاولوف توانست به طور مستقل بر روی آزمایشاتش به تحقیق و پژوهش بپردازد او به مدت 11 سال در آن آزمایشگاه به کار خود ادامه داد . او برای کارشناسی ارشد بورس تحصیلی آکادمی را دریافت کرد. کمک هزینه تحصیلی و سمت پاولوف به عنوان مدیر آزمایشگاه فیزیولوژیکی در کلینیک بوتکین باعث شد تا وی بتواند فعالیت های تحقیقاتی خود را ادامه دهد و در سال 1883 پایان نامه ی دکترای خود را با موضوع اعصاب قلب ارائه داد و ایده یا اصول اساسی را در مورد عملکرد تغذیه ای سیستم عصبی مطرح کرد. همکاری او با کلینیک بوتکین به ایجاد  الگویی اساسی در تنظیم رفلکس ها در فعالیت اندام های گردش خون منجر شد . پاولوف بعد از دوره دکترا به آلمان رفت و به مدت دو سال از سال  1884 تا 1886 در این کشور ماند . وی در آنجا در لایپزیگ با کارل لودویگ و ایمار کلی در آزمایشگاه Hidenhain  در برزلا نحوه هضم و گوارش سگ را مورد مطالعه قرار داد . مشکل اصلی آنها در آزمایشگاه حفظ عصب خارجی بود پاولوف تنواست با غلبه بر این مشکل و استفاده از یک بخش بیرونی معده روش را کامل کند . قسمت بیرونی آن را به عنوان کیسه ی Heidenhain یا پاولوف شهرت یافت . در سال 1890 در حالی که پاولوف به دنبال مقامی در دانشگاه سن پترزبوگ بود ، به عنوان استاد داروسازی در آکادمی پزشکی نظامی منصوب شد و به مدت پنج سال در این سمت باقی ماند. در سال 1891  به موسسه پزشکی تجربی در سن پترزبوگ دعوت شد تا اداره فیزیولوژی را به عهده بگیرد. طی یک دوره 45 ساله، تحت هدایت پاولوف این موسسه به یکی از مهم ترین مراکز تحقیقات فیزیولوژیکی در جهان تبدیل شد. او همچنین در سال 1895 ریاست فیزیولوژی را در آکادمی نظامی پزشکی به مدت سه دهه مداوم به عهده گرفت.

علت شهرت پاولوف

چیزی پاولوف به خاطر آن به شهرت رسید شرطی شدن کلاسیک بود. پاولوف به این نتیجه رسیده بود که وقتی به طور مثال یک مترونوم به همراه غذا به صدا درمی آید هنگام تهیه ی غذا سگ بزاق ترشح می کند . بعد از مدتی سگ بین صدای زنگ و غذا ارتباط برقرار کرد به طوری که بدون وجود غذا بزاق او ترشح می شد . در واقع سگ نسبت به محرکی که تا قبل از آن برایش بی معنی بود ، پاسخ می داد و به عبارتی نسبت به همراه بودن صدای زنگ و غذا شرطی شده بود . که این یک نوع یادگیری به نام شرطی شدن کلاسیک است. در این نوع یادگیری هرگاه یک محرک بی اثر( صدای زنگ ) به همراه یک محرک طبیعی ( غذا ) به جانور عرضه شود ، پس از مدتی به تنهایی باعث بروز پاسخ ( ترشح بزاق) می شود به این محرک جدید ( صدای زنگ) محرک شرطی می گویند . شرطی شدن کلاسیک در مورد انسان ها در دوران کودکی دیده می شود. همچنین از این نوع یادگیری در تبلیغات نیز استفاده می کنند به طور مثال استفاده از یک نوع موسیقی یا یک فرد مشهور در یک تبلیغ خاص پس از مدتی باعث می شود تنها با شنیدن آن موسیقی یا دیدن آن چهره، آن کالا در ذهن شما تداعی شود .

ایوان پاولوف در انستیتو ی طب تجربی بود که آزمایشات کلاسیک خود را بر روی غدد گوارشی انجام داد . او در مورد عملکرد معده سگ ها و بعدا کودکان تحقیق کرد او این کار را با بررسی غدد بزاقی و آنالیز آن انجام داد . او متوجه شد که سگ ها قبل از آنکه واقعا غذا به دهنشان برسد بزاق ترشح می کنند و این موضوع را به عنوان  یک رفتار روانشناختی بررسی کرد . طی یک عمل جراحی مری سگ را بیرون آورد و به خاطر همین عمل موفقیت آمیز و تحقیق بر تغذیه و هضم غذا جایزه نوبل را دریافت کرد. پاولوف عنوان اولین برنده ی جایزه ی نوبل فیزیولوژی  روسیه را در سال 1904 دریافت کرد. پاولوف در سال 1907 جایزه همکار انجمن سلطنتی (FRS) و در سال 1915 مدال کاپلی را دریافت کرد.

زندگی خانوادگی پاولوف

ایوان پاولوف یک عصب شناس ، فیزیولوژیست، روانشناس و پزشک برجسته ی روسی بود. پاولوف در سال 1881 ازدواج کرد ولی مدتی بعد از ازدواج دچار فقر شدیدی شدند . همسر او در اولین بارداری خود فرزندش را از دست داد و آنها برای بار دوم با احتیاط بیشتری اولین فرزند پسر خود را به نام Mirchik به دنیا آوردند ولی او را در کودکی از دست دادند و همسر پاولوف دچار افسردگی بسیر شدیدی شد با این وجود آنها چهارفرزند دیگر با نام های ولادیمیر ، ویکتور، وسولد و ورا داشتند . در نشریه ایی در نیویورک تایمز از او برای زحماتش برای پیشرفت علم علی رغم وجود شرایط نامناسب مثل جنگ و… قدردانی شد. او همچنین مخالفت هایی با کمونیسم شوروی داشت و به صورت علنی پاداش ها و موقعیت های پیشنهادی از سوی مقامات مخالف خود را رد می کرد .

پاولوف در سال 1936 و در سن 86 سالگی بر اثر بیماری ذات الریه درگذشت . اتاق کار و آزمایشگاه او به صورت موزه نگه داری می شود .  او در ساعات پایانی عمر خود در مورد تجربیاتش با دانشجویان خود گفت وگو کرد .

چند وصیعت علمی به جا مانده از پاولوف

 فقط ثبت کننده حقایق نباش; سعی کن به منشا راز آنها نفوذ کنی 

 الفبای علم را قبل از اینکه بخواهی به قله آن صعود کنی، یادبگیر 

 یادبگیر، مقایسه کن، حقایق را جمع آوری کن 

کتاب هایی چون به سوی روانشناسی و روانپزشکی علمی ( دو جلد ) اثر هاری کی ولز که کار های اساسی پاولوف بود و مجموعه مقالات روانشناسی از دیدگاه واقع گرایی در ارتباط با روانشناسی پاولوف از او وجود دارد .

 کتاب های پر فروش  ایوان پاولوف 

[Conditioned Reflexes] ،

[Psychopathology and Psychiatry]،

[Conditioned Reflexes   :  An Investigation…] ،

[The work of the Digestive Glands…] ،

[Die Arbit Der Verdauungsdrusen] ،

[I.P.Pavlov: selected works] و

[   Proba Fiziologicheskogo Ponimaniya …   ]

گردآورنده: سرکار خانم آیدا مظفرزاده 

سایت ویستاژن در این مطلب به توضیح رشته بیوتکنولوژی دارویی پرداخته است.

بیوتکنولوژی دارویی

بیوتکنولوژی دارویی، تخصصی از داروسازی است که باتوجه به بین رشته ای بودن علم بیوتکنولوژی، دارای اهمیت ویژه است. در واقع بیوتکنولوژی یک روش جدید برای تولید مواد است.

این تخصص  هنوز در کشور ما نوپا است و جای پیشرفت دارد، در گذشته این رشته به صورت مستقل نبود اما بعد از توسعه اش و استفاده از فناوری و دستگاه های پیچیده و پیشرفته، به عنوان یک تخصص مستقل عرضه شد. هدف این رشته تربیت نیروی متخصص در رشته ی بیوتکنولوژی دارویی هم برای رفع نیازهای آموزشی و پژوهشی در دانشکده های داروسازی است و هم برای پیشبرد ساخت و کنترل مواد اولیه ی داروهای بیولوژیک.

در این رشته، با استفاده از علوم سلولی_مولکولی، میکروبیولوژی و ژنتیک، مواد اولیه و محصول دارویی را به شکل انبوه با استفاده از باکتری ها و قارچ ها تولید می کنند؛ یا اینکه از میکروارگانیسم ها در ایمنی زایی و کنترل بیماری ها می شود استفاده کرد.

بازار کار این تخصص

در بسیاری از شرکتهای دارویی، مواد اولیه با کمک این متخصصین تولید می شود؛ که البته به تبع آن زمینه های تحقیقاتی برای سایر تخصص ها در مراکز تحقیقاتی و دانشگاها هم ایجاد می شود.
تولید فرآورده بیولوژیک دارویی و کنترل مواد داروهای بیولوژیک یکی از ویژه ترین اهداف این رشته است.

سرفصل ها این رشته

دروس اجباری و اختیاری دکتری تخصصی بیوتکنولوژی دارویی یا زیست فناوری دارویی مجموعا 26 واحد است که ب سرفصل هاش به صورت خلاصه ذکر می گردد.

تعداد کل واحدها 48 واحد
دروس اختصاصی اجباری :18 واحد
دروس اختصاصی اختیاری : 8 واحد
پایان نامه : 22 واحد

چارت این رشته

دروس تخصصی اجباری دکتری تخصصی بیوتکنولوژی دارویی

دروس تخصصی اختیاری دکتری تخصصی بیوتکنولوژی دارویی

دانشجو موظف است 8 واحد از دروس فوق را بگذراند.

رشته های مورد تأیید برای شرکت در آزمون دکتری تخصصی بیو تکنولوژی دارویی

دکتری عمومی: داروسازی، پزشکی وکارشناسی ارشد رشته های: زیست فنآوری دارویی، زیست فنآوری پزشکی ( بیوتکنولوژی پزشکی )، مهندسی شیمی ، بیوشیمی، زیست شناسی ، میکروب شناسی ، نانوتکنولوژی پزشکی و نانوتکنولوژی دارویی- زیست فناوری میکروبی وکارشناسی ارشدپیوسته داروسازی و کارشناسی ارشد ناپیوسته داروسازی ( به شرط دارا بودن کارشناسی داروسازی)

گردآورنده: محمد صادق سلمانیان نژاد

سایت ویستاژن در این مطلب به توضیح دستگاه الایزا ریدر و کاربردهای آن پرداخته است.

دستگاه الایزا ریدر

الایزا ریدرها که به آنها پلیت ریدر و یا میکروپلیت ریدر نیز گفته می شود،ابزارهایی هستند که در تشخیص رویدادهای زیست شناسی، شیمیایی یا فیزیکی نمونه ها در صفحه های میکروتیتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه کاربرد گسترده ای در کشف دارو، اعتبارسنجی‌های زیست‌شناسی، کترل کیفیت و فرآیندهای تولید در صنایع دارویی و زیست‌فناوری دارد. فرمت‌های رایج تر میکروپلیت که در تحقیقات آکادمیک و آزمایشگاه‌های تشخیص طبی مورد استفاده قرار می‌گیرد دارای ۹۶ چاهک(ماتریس ۸ در ۱۲) است. میکروپلیت های سنگین تر(که ۳۸۴ یا ۱۵۳۶ چاهک دارند) ، عموما برای غربالگری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد وتوان را افزایش و هزینه را کاهش می‌دهد.

حالت های تشخیصی رایج دستگاه میکروپلیت ریدر شامل جذب، مشاهده فلورسانس، لومینسانس، قطبش فلوئورسانس و Time-resolved fluorescence است.

جذب

تشخیص جذب در میکروپلیت ریدرها بیش از سه دهه است که قابل دسترس است و برای اعتبارسنجی هایی نظیر الایزا، اندازه گیری پروتئین و نوکلئیک اسید یا فعالیت آنزیم استفاده می‌شود. یک منبع نور نمونه را با استفاده از طول موج خاص (انتخاب شده توسط یک قطعه نوری یا مونوکروماتور) روشن می کند و یک ردیاب نور که در طرف دیگر چاه قرار دارد ، مقدار نور عبوری از طریق نمونه را اندازه گیری می کند. مقدار نور عبور داده شده،عموما به غلطت مولکول مورد نظر مربوط است. ارزیابی آمونیوم،نیترات،نیتریت،اوره،آهن و اورتوفسفات،نمونه‌هایی از آنالیزهایی هستند که به روش میکروپلیت ریدر تبدیل شده اند.بیشتر رنگ‌سنجی های شیمیایی اخیر،به طور مستقیم برای استفاده در میکروپلیت ریدر توسعه یافته اند.

فلورسانس

تشخیص فلوئورسانس در فرمت میکروپلیت به طور گستره در دو دهه‌ی اخیر گسترش یافته است.طیف کاربردهای آن بسیار گسترده تر از استفاده از جذب است اما این ابزار غالبا گران‌تر است.در این نوع ابزار،اولین سیستم نوری،نمونه را با استفاده از طول موج خاصی روشن می‌کند.در نتیجه‌ی این روشنایی،نمونه نور ساطع می‌کند و سیستم نوری ثانویه،این نور ساطع شده را جمع‌آوری می‌کند و آن را(با استفاده از یک فیلتر یا سیستم مونوکروماتور) از نور خارجی مجزا می‌کند و این سیگنال را با استفاده از یک ردیاب نوری همانند لوله‌ی فوتومولتیپلر اندازه گیری می‌کند.از مزایای این روش نسبت به مشاهده‌ی جذب،حساسیت است؛ و دامنه‌ی کاربرد که انتخاب گسترده ای از برچسب های فلورسنتی که امروزه موجود هستند،به دست می‌دهد. به عنوان مثال،تکینیکی که تصویربرداری کلسیمی نامیده می‌شود، شدت رنگهای حساس به کلسیم را برای ارزیابی میزان کلسیم داخل سلولی اندازه گیری می کند.

لومینسانس

لومینسانس نتیجه‌ی یک واکنش شیمیایی یا زیست‌شناسی است.ردیابی لومینسانس از لحاظ نوری ساده تر از فلورسانس است؛به این دلیل که لومینسانس نیازی به یک منبع نور برای تحریک ندارد.

یک سیستم نوری لومینسانس تشکیل شده از یک محفظه‌ی خوانش نور و یک ردیاب PMT. برخی از پلیت ریدر ها یک ردیاب PMT آنالوگ را بکار می‌برند درحالیکه بقیه دستگاه‌ها،یک ردیاب شمارنده‌ی فوتون دارند. شمارنده‌ی فوتون به طور گسترده ای به عنوان حساس ترین وسیله تشخیص لومینسانس پذیرفته شده است.برخی پلیت ریدر ها چرخ های فیلتر یا سیستم های نوری سنجش طول‌موج مونوکروماتور قابل تنظیم را برای انتخاب طول‌موج‌های لومینسانس خاص را پیشنهاد می‌دهند.

قطبش فلورسانس

این تکنیک نیز بسیار شبیه به ردیابی FI است.تنها تفاوت دراین است که این سیستم شامل فیلترهای پولاریزاسیون است که در مسیر نور قرارگرفته‌اند. نمونه های داخل میکروپلیت با استفاده از نور پولاریزه(قطبیده شده) تحریک می‌شوند. بسته به تحرک مولکول‌های فلورسنتی که در چاه ها هستند، نور ساطع شده می‌تواند پولاریزه یا غیرپولاریزه باشد.برای مثال،مولکول‌های بزرگ موجود در محلول(مثل پروتئین) که به خاطر اندازه‌شان نسبتا آرام می‌چرخند، وقتی با نور پولاریزه تحریک می‌شوند، نور پولاریزه را ساطع می‌کنند.از سوی دیگر،چرخش سریع مولکول‌های کوچک‌تر،سبب دپولاریزه شدن سیگنال می‌شود.سیستم تحریک در این پلیت ریدر،فیلترهای پولاریزه رابرای بررسی پولاریزه بودن (قطبیدگی) نور ساطع شده بکار می‌برد.سطح پایین پولاریزاسیون،نشان می‌دهد که مولکول ‌های کوچک آزادانه در محلول حرکت می‌کنند.سطح بالای قطبیدگی نور ساطع شده نشان‌دهنده‌ی این است که فلورسنت به یک کمپلکس مولکولی بزرگتر متصل شده است. در نتیجه،یکی از اساسی ترین کاربردهای ردیابی FI،ارزیابی اتصال مولکولی است؛زیرا می‌توان تشخیص داد که آیا یک مولکول کوچک فلورسنت به یک مولکول بزرگتر غیرفلورسنت متصل شده یا نه؛ بدین صورت که اتصال سبب کاهش سرعت چرخش مولکول فلورسنت، و درنتیجه افزایش پولاریزاسیون می‌شود.

Time-resolved fluorescence

Time-resolved fluorescence  یا TRF بسیار شبیه به اندازه گیری شدت فلورسانس (FI) است.  تنها تفاوت آنها در زمان بندی فرایند تحریک / اندازه گیری است.  هنگام اندازه‌گیری FI ، فرایندهای برانگیختگی و انتشار همزمان هستند و نور ساطع شده توسط نمونه در حین تحریک اندازه گیری می شود.هرچند سیستم های انتشار در از بین بردن نور تحریک قبل از رسیدن به ردیاب بسیار کارآمد هستند،میزان نور تحریک در مقایسه با نور انتشار به گونه ای است که اندازه گیری FI همیشه سیگنال های پس زمینه نسبتاً بالایی را نشان می دهد. TRF راه حلی برای این مشکل ارائه می‌دهد که مبتنی بر استفاده از فلورسنت های خاص تحت عنوان لانتانیدها است که این خاصیت را دارند که پس از گذشت مدت طولانی از تحریک (در حدود میلی ثانیه) ، از خود نور ساطع می‌کنند؛در صورتی که بیشتر رنگ‌های فلورسنت استاندارد فقط تا چند نانوثانیه پس از برانگیخته شدن،نور منتشر می‌کنند.در نتیجه می‌توان لانتانیدها را با استفاده از یک منبع نور پالس تحریک کرد و بعد نتیجه را اندازه‌گیری کرد.در این صورت پالس‌های زمینه‌ای در مقایسه با سنجش استاندارد FI کمتر خواهد بود. .اشکالاتی که وجود دارد این است که ابزارها و معرف‌ها معمولا گران هستند و این که کاربردها باید سازگار با استفاده از رنگ‌های لانتانید خیلی خاص باشند.کاربرد اصلی TRF در غربالگری دارو،تحت عنوان TR-FRET (time-resolved fluorescence energy transfer) یافت می شود.سنجش TR-FRET بسیار مقاوم است و می‌توان به راحتی آن را در مقادیر کوچک بکار برد.استحکام،قابلیت خودکارسازی و کوچک سازی ویژگی‌های مورد توجه در آزمایشگاه غربالگریست.

پراکندگی نور و نفلومتری

پراکندگی نور و نفلومتری،روش‌هایی برای تعیین قسمت حل‌نشده‌ی یک محلول هستند.یک باریکه‌ی نور از نمونه عبور داده می‌شود و این نور توسط ذرات معلق پراکنده می‌شود.نور پراکنده‌ای که در قسمت دیگر محلول اندازه‌گیری می‌شود،نشان‌دهنده‌ی مقدار ذرات حل‌نشده‌ی موجود در محلول است.کاربردهای رایج پراکندگی نور/نفلومتری، شامل غربالگری خودکار حلالیت دارو،سینتیک رشد میکروبی طولانی مدت،لخته سازی و… است.

ابزارها و ارزیابی‌ها

بسیاری از روش های تشخیصی(جذب،فلورسنت،لومینسنس و….) بصورت مستقل در میکروپلیت های اختصاصی در دسترس هستند،اما اغلب بصورت ترکیب شده در یک دستگاه یافت می‌شوند. همچنین ابزارهایی برای اندازه‌گیری نور دینامیک و استاتیک پراکنده شده از نمونه‌ها در میکروپلیت موجودند. محدوده‌ی کاربرد میکروپلیت ریدرهای چندحالته بسیار وسیع است. برخی از رایج ترین کاربردهای این دستگاه‌ها عبارتند از:

الایزا

ارزیابی پروتئین و رشد سلولی

اینتراکشن های پروتئین-پروتئین

ارزیابی نشانگرها

کمیت نوکلئیک اسید

اینتراکشن های مولکولی

فعالیت آنزیمی

سمیت سلولی

کمیت ATP

ایمنی‌سنجی

کشف دارو

درحالیکه پلیت ریدر عموما به موارد گفته شده در بالا اشاره دارد،ابزارهای متنوع دیگری نیز در دسترسند.چند نمونه از دستگاه‌هایی که با فرمت میکروپلیت ریدر کار می‌کنند عبارتند از:

-پلیت ریدر های ELISPOT:برای شمارش لکه‌های رنگی که در دوره سنجش ELISPOT شکل می‌گیرند،استفاده می‌شوند.

– High-content screening (HSC): سیستم‌های غربالگری که هر چاه را برای ردیابی جمعیت سلولی با وضوح بالا تصویرسازی می‌کنند.

-ابزارهای بدون لیبل که از میکروپلیت‌های تخصصی برای اندازه‌گیری وقایع اتصال،بدون استفاده از نشانگر های شیمیایی استفاده می‌کنند.

Gel documentation system

 Gel documentationبه ابزاری گفته می‌شود که به طور گسترده در آزمایشگاه های زیست شناسی مولکولی برای تصویرسازی و مستندسازی اسید نوکلئیک و پروتئین‌های نشاندار شده در ژل های پلی آکریلامید یا آگارز یا سلولز مورد استفاده قرار می گیرد . این ژل ها به طور معمول توسط اتیدیوم برومید یا سایر رنگ‌های اسید نوکلئیک مانند GelGreen،رنگ می شوند. سیستم ها بسته به توان و نوع نمونه ، تنظیمات متنوعی دارند. به طور کلی ، یک ژل داک شامل یک منبع نور ماوراء بنفش (UV) ، یک هود یا اتاق تاریک برای محافظت از منابع نوری خارجی و محافظت از کاربر در برابر اشعه ماوراء بنفش ، و یک دوربین CMOS برای ثبت تصویر است. ژل الکتروفورز در اتاق تاریک قرار می‌گیرد و نور (عموما فلورسانس) به ژل تابانده می‌شود؛ در نتیجه نشانگر هایی که به پروتئین یا DNA متصل شده و نسبت به نور حساسیت نشان می‌دهند،با تابش نور مرئی،پروتئین و یا DNA را بصورت رنگی نشان می‌دهند.و دوربین مخصوص عکس آن را ثبت میکند؛سپس اطلاعات مربوطه به وسیله‌ی نرم افزار های خاص قابل بررسی است.

مدلهای تصویری که اخیراً تولید شده اند همچنین شامل ویژگی هایی برای کنترل انواع فلورسانس و لومینسانس با دوربین هایی هستند که تا 60- درجه سانتیگراد خنک شده اند.  سایر ویژگی های پیشرفته عبارتند از: چاپ سریع روی دوربین و اتصال به Wi-Fi جهت کنترل توسط تلفن های هوشمند و تبلت.

کاربردها

تصویربرداری از ژل و بلات

 شمارش کلنی

 ایمنی‌سنجی

 تشخیص پروتئین

 تعیین تغییرات پس از ترجمه

 الکتروفورز دو بعدی

 کمیت پروتئین

انواع سیستم های ژل Doc

 نوع سیستم های مستندسازی ژل مورد نیاز آزمایشگاه، بستگی به روش کاربرد و تشخیص دارد.

 کِمی‌لومینسانس: به طور کلی برای وسترن بلات مورد استفاده می گیرد.

ردیاب های اتیدیوم برمید دیجیتال/CCD ، مادون قرمز ، کِمی‌لومینسانس ، فلورسانس 3 رنگ ، چگالی سنجی و نور مرئی در دسترسند تا خوانش کمی از نوارهای اسید نوکلئیک و پروتئین ، بلات های نقطه ای و میکروپلیت ها انجام گیرد.

 رادیوگرافی خودکار فیلم: برای رادیوایزوتوپ ها استفاده می شود.

 لیزر: حساسیت بالا و اندازه گیری دقیق برای رادیوایزوتوپ ها و انعطاف پذیری در انتخاب فیلترهای انتشار ؛ از جمله فیلترهای سفارشی برای رنگهایی مانند Cy.

Multiplex: چندین سیگنال فلورسنت را همزمان و در همان آزمایشات تشخیص داده و تصویر می‌کند و یا سیگنال های رادیوایزوتوپی، لومینسانس و رنگ سنجی را تشخیص می‌دهد.

Phosphoimager: حساسیت پیشرفته برای کاربردهای فلورسانس چندگانه و رادیو ایزوتوپ ها ، انعطاف در انتخاب فیلترهای انتشار ، از جمله فیلترهای سفارشی.

گردآورنده : سرکار خانم لیلا تنهایی

سایت ویستاژن در این مطلب به توضیح آنزم های محدود کننده پرداخته است. برگرفته شده از کتاب کلون سازی ژن های پروفسور براون.

آنزیم محدود کننده

پس از نمونه های خالص DNA گام بعدی در کلون سازی ژن ساختن مولکول DNA نوترکیب است برای تولید این مولکول نوترکیب باید حامل DNA کلون سازی در محل های خاصی بریده و با روش کنترل شده ای به هم وصل شوند برش و اتصال دو نمونه از روش های دستکاری DNA است .تقریبا تمام روش های دستکاری DNA با استفاده از آنزیم های خالص انجام می شوند . این آنزیم ها درون سلول در فرآیند های اساسی مانند همانندسازی و رونویسی DNA، شکستن DNA، ترمیم DNA جهش یافته و انجام نوترکیبی بین مولکول های DNA متفاوت عمل می کنند پس از خالص کردن آن ها از عصاره سلولی بسیاری از این آنزیم ها را می توان وادار کرد که واکنش های طبیعی خود یا مشابه آن را در شرایط آزمایشگاهی انجام دهند. اگرچه غالب این واکنش های آنزیمی واکنش های ساده ای  هستند ولی بیشتر آن ها با روش های معمول قابل انجام نیستند ،بنابراین آنزیم های خالص در مهندسی ژنتیک بسیار مهم هستند و صنعت بزرگی برای تهیه ، تعیین خصوصیات و فروش آن ها به وجود آمده است تولیدکنندگان تجاری آنزیم های با خلوص بالا ، خدمت مهمی به زیست شناسان مولکولی ارائه می دهند . مهندسی ژنتیک یکی از اهداف مهم تولید ژن یا فراورده آن به صورت انبوه است . به این منظور آن ها ژن را از جاندار جدا کرده و در یک جاندار ساده مانند باکتری تکثیر می دهند . برای جداکردن ژن اولیه از سلول باید از یک آنزیم برای برش آن استفاده کنیم . این آنزیم ، آنزیم محدود کننده نام دارد . آنزیم محدودکننده یا اندونوکلئاز مختص به پروکاریوت ها است . و بصورت یک عملکرد دفاعی دربرابر عوامل خارجی عمل می کند . این آنزیم ها به صورت اختصاصی عمل می کنند و هریک ناحیه ای خاص در DNA را شناسایی می کند و برش می دهند . این آنزیم ها به 4 گروه تقسیم می شوند. نوع ساختار ، جایگاه شناسایی ، چگونگی برش ویژگی هایی است که این 4 دسته را از هم متمایز می کند .

نوکلئاز ها : نوکلئازها با شکستن پیوند های فسفودی استر متصل کننده نوکلئوتید ها در رشته DNA،باعث تجزیه DNAمی شوند ، دو نوع مختلف نوکلئاز وجود دارد :

 اگزونوکلئاز : نوکلئوتید ها را یک به یک از انتهای مولکول DNAجدا می نمایند .

اندونوکلئاز : قادر به شکستن پیوند های فسفودی استر داخلی مولکول DNA هستند .  

تفاوت اصلی بین اگزونوکلئاز های مختلف ، تعداد رشته هایی است که هنگام عمل بر مولکول دو رشته ای ، تجزیه می کنند برای گروه بندی اندونوکلئاز از معیار یکسانی استفاده می شود . اندونوکلئاز S1 فقط تک رشته ای ها را می شکند . درحالی که آنزیم دئوکسی ریبوکلئاز 1که از پانکراس گاو استخراج می شود ، هر دو نوع مولکول دو رشته ای و تک رشته ای را برش می دهد . آنزیم DNase1 غیراختصاصی است ،چون می تواند DNAرا در هر یک از پیوند های فسفودی استر درونی مورد حمله قرار دهد و نتیجه اثر طولانی مدت آن برDNA، مخلوطی از مونوکلئوتید ها و الیگونوکلئوتیدی بسیار است . از طرف دیگر گروه خاصی از آنزیم ها که اندونوکلئاز های محدودگر نامیده می شوند ، DNA دو رشته ای را در تعداد محدودی جایگاه شناسایی ویژه می شکنند .

کشف و عملکرد اندونوکلئاز های محدودگر

مشاهده اولیه ای  که در نهایت منجر به کشف اندونوکلئاز های محدودگر شد، در اوایل دهه 1950 صورت گرفت . در این بررسی نشان داده شد که بعضی از سویه های باکتری ها در مقابل آلودگی به فاژها مصونیت دارند ، پدیده ای که محدودیت تنظیم شونده توسط میزبان نامیده می شود . مکانیسم این محدودیت خیلی پیچیده نیست ، اگرچه فهم کامل آن بیش از 20 سال طول کشید . محدودیت بدین دلیل اتفاق که باکتری داری آنزیمی است که DNA فاژ ، قبل از این که فرصتی را برای همانندسازی و هدایت ساخت  ذرات فاژ جدید بدست بیاورد ، تخریب می کند . تجزیه DNAخود باکتری کشنده است ، ولی به علت داشتن گروه های متیل اضافی که عمل آنزیم های تجزیه کننده را مهار می کنند ، در مقابل آنزیم محافظت می شود . این آنزیم های تجزیه کننده اندونوکلئاز های محدودگر نامیده می شوند و توسط بسیاری و شاید تمام گونه های باکتری ساخته می شوند و تاکنون بیش از 2500 نوع مختلف از آن ها جداسازی شده و بیش از 300 نوع از آن ها برای استفاده در آزمایشگاه در دسترس است . سه دسته مختلف از آنزیم های محدودگر مشخص شده اند که هر کدام با تفاوت جزیی در عملکردشان قابل تشخیص هستند . نوع 1و3 بسیار پیچیده هستند و نقش محدودی در مهندسی ژنتیک دارند . از طرف دیگر نوع 2 اندونوکلئاز های محدودگر ، آنزیم های برشی هستند که در کلون سازی ژن بسیار اهمیت دارند.

اندونوکئاز ها ی محدودگر نوع 2 DNAرا در توالی خاصی برش می دهند : ویژگی اصلی اندونوکلئاز های محدودگر نوع 2 این است که دارای یک توالی شناسایی خاص هستند و مولکول DNAرا در آن توالی برش می دهند . یک آنزیم خاص ، DNAرا در توالی شناسایی ونه در هیچ جای دیگر برش می دهد. برای مثال ، آنزیم اندونوکلئاز محدودگری با نام Pvu1،DNA را فقط در محل نوکلئوتید شش تایی CGATCG می برد . در مقابل ، آنزیم دیگری از همین باکتری به نام Pvu2در محل یک شش تایی CAGCTG برش را انجام می دهد 

گردآورنده: سرکار خانم آیدا مظفرزاده