دانش های مرتبط با زیست فناوری(بیوتکنولوژی)

الکتروفورز(electrophoresis)

مفهوم های پایه ای و تعریف ها

الکتروفورز واژه ای است که به مهاجرت مواد حل شونده یا ذرات باردار با هر اندازه ، در یک محیط مایع و در اثر یک میدان الکتریکی گفته میشود.

زون الکتروفورز (zone electrophoresis) ، به مهاجرت مولکولها و پروتیین های باردار گفته میشود که در آن هر ناحیه پروتیین بطور کامل از ناحیه کناری یه وسیله یک ناحیه خالی از پروتیین جدا شده است و معمولا در یک محیط پایه پر روزنه انجام میشود. ناحیه های پروتیین ها با رنگ آمیزی با یک رنگ ویژه پروتیین انجام میشود و یک الکتروفروگرام (electropherogram) بدست میآید که سپس اسکن شده و به وسیله دانسیتومتر (densitometer) اندازه پروتیین هر ناحیه مشخص میشود.محیط پایه را نیز پس از خشک کردن میتوان به عنوان یک مستند برای همیشه نگه داشت.این نوع الکتروفورز پرکاربردترین تکنیک در شیمی بالینی برای جداسازی پروتیین ها در سرم ، ادرار ، مایع مغزی نخاعی ، دیگر مایع های فیزیولوژیک ، اریتروسیتها و بافتها و اسیدهای نوکلئیک در سلولهای بافتهای مختلف میباشد.

اگر چه جداسازی الکتروفورزی ماکرومولکولهای مرتبط به هم از نظر بیولوژیکی،در ژل ها ( یا کاغذها ) به عنوان ماشین کار معمول پژوهش های نوین زیست پزشکی بوده است، نوآوری به نام کاپیلاری الکتروفورز (capillary electrophoresis) جداسازی ها را بسیار دگرگون کرده است. علاقه زیاد به جداسازی به روش کاپیلاری الکتروفورز با قطرهای درونی 20 تا 75 میکرومتر بخاطر توانایی بی مانند، جداسازی سریع و توانایی در آنالیز نمونه های بسیار کم این روش الکتروفورزی میباشد.با این حال اهمیت واقعی کاپیلاری الکتروفورز در جداسازی ، در بکاربردن اصول این شیوه جداسازی به شمار زیادی از آنالیت ها مانند پپتیدها ، مولکولهای کوچک دارو مانند و حتی یونها علاوه بر پروتیین ها و اسیدهای نوکلئیک میباشد.

تئوری الکتروفورز (theory of electrophoresis)

منبع:تیتز پایه های شیمی بالینی و تشخیصهای مولکولی،ویرایش پنجم،فصل دهم

,Tietz; textbook of clinical chemistry and  molecular diagnostics ,fifth edition,chapter12

نفلومتری(nephelometry) و توربیدیمتری(turbidimetry)

پراکنش نور یک پدیده فیزیکی است که از برهم کنش نور با ذرات درون محلول ایجاد میشود.نفلومتری و توربیدیمتری روشهای آنالایتیکالی هستند که برای اندازه گیری نور پراکنده شده بکار برده میشوند.اندازه گیری پراکنش نور در ایمونواسی شماری از پروتیین ها و هاپتن هایی ویژه بکار رفته است.

کمی لومینسانس (chemiluminescence) ، بیولومینسانس (bioluminescence) ، و الکتروکمی لومینسانس (electrochemiluminescence)

کمی لومینسانس ، بیولومینسانس و الکتروکمی لومینسانس گونه هایی از لومینسانس به شمار میروند در که در آنها پدیده تحریک به وسیله 1) واکنش شیمیایی 2) واکنش بیوشیمیایی یا 3) واکنش الکتروشیمیایی ایجاد میشود و نه به وسیله درخشش نوری (photoillumination).

مفهوم های پایه

پدیده فیزیکی گسیل نور در کمی لومینسانس ،بیولومینسانس و الکتروکمی لومینسانس همانند فلورسانس است و گسیل نور در آنها از یک تراز یگانه تحریک شده رخ میدهد و هنگامی که الکترون به تراز پایه خود باز میگردد نور گسیل می یابد.

طیف سنجی جذب اتمی (atomic absorption spectrophotometry)

طیف سنجی جذب اتمی در ازمایشگاه های بالینی به شکلی گسترده در اندازه گیری عنصرهای فی مانند الومینیوم ، کلسیوم ، مس ، سرب ، لیتیوم ، مگنزیوم ، روی ، و دیگر فها بکار میرود.

طیف سنجی تابش شعله(flame photometry) و طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی(inductively coupled plasma spectrophotometry)

طیف سنجی تابش شعله (فلیم فتومتری) بر پایه ویژگی های تابش نور توسط اتم های بسیاری از عناصر فی بنا شده است در هنگامی که به آنها انرژی کافی داده شود مانند آنچه که توسط یک شعله داغ تامین میشود. طول موجی که برای اندازه گیری یک عنصر استفاده میشود بستگی به خطی از طول موج دارد که دارای شدت کافی در فراهم کردن حساسیت لازم و عاری بودن از هر گونه خطهای مداخله گر در و یا نزدیک به طول موج انتخاب شده می باشد. 

نور سنجی بازتابش (reflectance photometry)

در نورسنجی بازتابش ، نور بازتاب یافته منتشر شده اندازه گیری میشود.مخلوط واکنش موجود در یک ظرف با نورهای منتشر شده درخشان میشود و شدت نور بازتاب یافته از ماده رنگزا با شدت نور بازتاب یافته از یک سطح مرجع مقایسه میشود.از آنجایی که شدت نور بازتاب یافته با غلظت انالیت یک ارتباط غیر خطی (nonlinear ) دارد از معادله Kubelka-Munk یا تغییر شکل Clapper – Williams معمولا استفاده میشود تا داده ها را به شکل خطی تبدیل کنند (فصل 19 را ببینید).اجزای الکتریکی – نوری استفاده شده در نورسنجی بازتابش در اساس همان است که در نورسنجی بر پایه جذب بکار رفته است به جز اینکه سیستم طوری طراحی شده است که منبع نور و اشکار ساز نزدیک به هم در یک طرف نمونه قرار گرفته اند درست برخلاف فوتومتری جذب که این دو در دو طرف نمونه و در مقابل هم  واقع شده اند.

مقدمه 

بسیاری از اندازه گیری ها که در ازمایشگاه های بالینی انجام میشود بر مبنای اندازه گیری انرژی تابیده شده ، انرژی عبور کرده ، انرژی جذب شده ، انرژی پراکنده شده یا منعکس شده تحت شرایط کنترل شده صورت میگیرد. در این فصل به اصول چنین اندازه گیری هایی می پردازیم.

ماهیت نور 

تابش های الکترومغناطیس شامل انرژی های تابش شده است که طول موچ آنها از 10 nm  در مورد امواج کیهانی شروع میشود و به 1000 km برای امواج رادیویی میرسد. 

اصول تکنیک های پایه و ایمنی در آزمایشگاه 

برای آنالیز درست کمی و کیفی مایعات بدن و بافتها ، متخصصین آزمایشگاهی باید اصول پایه و تکنیکهای شیمی تحلیلی را درک کنند.عواملی که فرایند های تحلیلی و کاربری ها در آزمایشگاه بالینی را تحت تاثیر قرار میدهد شامل 1- مفهوم حلال و حل شونده 2- واحد اندازه گیری 3- مواد شیمیایی 4- مواد مرجع 5- تکنیک های پایه مانند نمونه برداری و توزیع های حجمی ، سانتریفوژ کردن ، اندازه گیری میزان رادیو اکتیویتی ، گران سنجی ، حرارت سنجی ، محلول بافر ، و پردازش محلول ها و 6- ایمنی