بيماري بروسلوز، يكي از مهم‌ترين بيماري‌هاي مشترك انسان و دام مي باشد كه عامل اصلي آن، باكتري درون سلولي بروسلا است. راه اصلي مقابله با اين بيماري واكسيناسيون دام است. مشخص شده كه استفاده از Omp19 مي تواند باعث حفاظت عليه بروسلا ابورتوس، مليتنسيس و سوئيس شود. استفاده از Omp31 نيز باعث حفاظت عليه بروسلا مليتنسيس و اويس شده است. در اين مطالعه، پروتئين كايمر Omp19-omp31 طراحي و پس از بيان و كپسولاسيون با نانوذرات تري متيل كيتوزان، ايمني زائي آن در مسير درون صفاقي و خوراكي در موش مورد بررسي قرار گرفت. پس از مصرف خوراكي نانوواكسن پاسخ تحريك شده از نوع Th1-Th17 بود، در حالي كه مصرف درون صفاقي پروتئين همراه با ادجوونت فروند و نانوذرات به ترتيب پاسخ Th1 و Th1-Th2 را تحريك مي كند. بيشترين ميزان حفاظت ايجاد شده عليه سويه هاي بيماريزاي بروسلا، در مصرف خوراكي پروتئين كايمر به همراه نانوذرات است كه اين ميزان در مورد بروسلا مليتنسيس از نظر آماري بيشتر از ميزان حفاظت شده توسط واكسن تجاري Rev.1 است. در نتيجه، پروتئين كايمر مذكور مي تواند كانديد آنتي ژني مناسبي جهت استفاده در ساختار واكسن زيرواحدي عليه سويه هاي مختلف بروسلا باشد و به عنوان جايگزين واكسن هاي تجاري بكار رود.

عنوان اختراع ساخت داربست سه بعدي ژلاتين/لامينين به روش كرايوليوفيليزاسيون جهت بهينه سازي كشت و تمايز سلولهاي بنيادي است و زمينه فني اختراع زيست شناسي سلولي و مواد زيستي است. در بسياري از بيماري هاي حاد، نياز به پيوند بافت يا سلول وجود دارد كه با توجه به كمبود دهنده مناسب و مشكلات ايمونولوژيك و خطر رد پيوند، استفاده از روشهاي سلول درماني و تمايز سلولهاي بنيادي مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. به دليل پايين بودن خلوص و كارايي سلول هاي تمايزيافته در شرايط دوبعدي در in vitro، شبيه¬سازي هر چه بيشتر شرايط كشت و تمايز سلول به شرايط in vivo، به روشي ساده و ارزان موضوع بسياري از پژوهش هاي حاضر گرديده است. داربست حاضر براساس شبيه سازي دو نقش داربستي و تعديل فرايندهاي بيولوژيك ماتريكس خارج سلولي ساخته شد. به اين منظور با استفاده از هيدروژل ژلاتين، شرايط داربستي شبيه سازي شد. در نهايت تعديل فرايندهاي بيولوژيكي توسط پوشش لامينين بر روي داربست ژلاتيني، به روش جذب سطحي انجام شد. عدم سميت داربست توسط آزمون MTT اثبات گرديد (شكل2 صفحه2). ساختار داربست و نيز توان حمايت اتصال سلولي آن با استفاده از تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني نشان داده شد (شكل1B- صفحه1).

- خلاصه‌اي از توصيف اختراع؛ اهداف اختراع عبارتند از: ساخت ريزمحيط خارج سلولي زيست سازگار، برپايه بستر گرافني كه توسط پپتيد مقلد-زيستي فعال شده كه براي تمايز هدفمند سلولهاي بنيادي به سلوهاي شبه كبدي مناسب باشد. اين پپتيدهاي فعال از طريق مطالعات داكينگ انتخاب و واكنش تثبيت كووالانسي پپتيد فعال بر روي بستر گرافني كربوكسيله در محيط آبدوست (غير خشن) انجام شده است. ضمن آنكه مقايسه ماركرهاي بلوغ يافتگي به ماركرهاي جنيني سلولهاي شبه كبدي از ديگر اهداف اين اختراع است. در اين اختراع با هدف الگو برداري از ماتريكس خارج سلولي بافت كبد، پپتيد هاي مقلد زيستي كه بيشترين ميل تركيبي با رسپتورهاي هپاران سولفات سطح سول را داشتند انتخاب و بر روي داربست هاي گرافني تثبيت كرده. سپس زيست سازگاري اين داربست هاي فعال شده بررسي و نشان داده شد كه اين بسترهاي طراحي شده علاوه بر اينكه زيست گار بوده در غلظت هاي خاص پپتيد تثبيت شده باعث افزايش رشد سلول مي شود. سپس توانايي اين بسترها در تمايزسلول هاي كبدي بررسي شد كه با بررسي فاكتورهاي مولكولي كبدي نشان داده شد كه سلول هاي كشت داده بر روي اين بستر ها توان تمايزي بالاتري نسبت به گروه كنترل (كشت داده شده بر روي ظرف كشت) داشتند.

اختراع حاضر اولين دستگاه ايراني است كه مي توان پديده SPR surface plasmon resonance را با دقت بالا با آن مشاهده كرد و براي كاربردهاي وسيع صنعتي و تحقيقاتي از جمله در صنايع بيوشيميايي ، غذايي، دارويي و شيميايي مورد استفاده قرار داد. بطور خلاصه پديده را مي توان به صورت زير توضيح داد: بطور كلي اگر نور پلاريزه به يك مشور وارد شده و از آنجا به يك تراشه داراي لايه نازك نانومتري فاز هادي كه روي منشور قرار دارد برخورد كند، انعكاس كلي يافته و لايه فلزي عملكرد يك آينه را خواهد داشت. اگر زاويه تابش را تغيير دهيم و شدت نور بازتابيده را اندازه گيري نمائيم مشاهده خواهيم كرد كه در يك زاويه تابش معين شدت نور بازتابيده داراي يك كمينه خواهد بود. در اين زاويه خاص، نور پلاسمون هاي سطحي (surface plamons) را تحريك و آنها را به رزونانس در مي آورد و در نتيجه شدت نور بازتابيده كاهش قابل ملاحظه اي پيدا مي كند. در عمل، فوتون هاي نوري با پلاريزاسيون p-polarized)p با الكترونهاي آزاد سطح فلز اندر كنش پيدا مي كنند و باعث نوسان موج مانند الكترونهاي آزاد مي شوند و در نتيجه، شدت نور كاهش مي يابد. زاويه اي كه در آن شدت نور بازتابيده كمينه است را زاويه SPR مي نامند. اين زاويه تابع ويژگي هاي اپتيكي سيستم، مثلا ضرايب شكست محيط فلزي (طلا، نقره و ...) و محيط مجاور آن مي باشد. در حاليكه ضريب شكست منشور ثابت است، ضريب شكست در محيط ديگر ومجاور با لايه فلزي در اثر جذب انواع مولكولها (مثلا پروتئين ها) تغيير مي كند. در اين صورت شرايط وقوع پديده SPR تغيير مي كند و زاويه SPR نيز تغيير خواهد كرد. از اين ويژگي مي توان در جهت ساخت نانوبيوسنسورها استفاده نمود. از آنجاييكه پديده SPR به شدت تابع ضريب شكست در محيط كاملا مجاور سطح فلزي است مي توان مثلا با ايجاد پيوند كووالانت بين يك آنتي بادي خاص و سطح فلزي، جذب آنتي ژن متناظر با آنتي بادي را در يك نمونه محلول مجهول مورد بررسي قرار داد. با اين روش امكان اندازه گيري بعضي آنتي ژن ها با دقتهاي تا پيكو مول بر ميلي ليتر وجود دارد. براي بررسي پديده SPR به روش گفته شده، نياز به دستگاهي است كه در آن اجزاء بتواند با دقت بسيار بالا به گردش درآورده شوند. حداقل دقت نور مورد نظر حذدود 0.05 مي باشد. از طرف ديگر براي آنكه بتوان با دستگاه در زمانهاي كوتاه زاويه SPR را تعيين كرد، بايد دقت فوق با سرعتهاي زاويه اي بالا قابل حصول باشد. به عنوان مثال سرعت 12/min بايد قابل حصول باشد. اين دستگاه بايد بتواند ضمن كنترل حركت اجزاء شدت نور را به سيگنال الكتريكي تبديل و توسط يك نرم افزار مناسب مورد پردازش قرار دهد.

- بارگذاري پروتئين بر روي نانو ذرات با درصد بارگذاري پائيني 4/8 انجام پذيرفت. - بر خلاف تصور، محلول آبي حاوي پروتئين نه تنها اندازه ذره اي را افزايش نداد بلكه موجب كاهش اندازه ذره اي شد. - بررسي هاي رهايش در حالت In vitro نشان داد كه در ساعات اوليه آزمايش سرعت پروتئين آزاد شده در محيط حالتي انفجاري داشته و تا حدود 60 درصد پروتئين انكپسوله شده در محيط رها مي شود. سپس طي زمان 288 ساعت اين ميزان رهايش با شيب آهسته تري ادامه پيدا كرد. - بررسي الگوي رهايش در حالت برون تني نشان دهنده سه قسمت كلي مي باشد كه عبارتند از: يك مرحله رهايش انفجاري در مدت 48 ساعت اول به ميزان حدودا 60 درصد پروتئين، مرحله دوم يك رهايش درجه صفر نفوذي تا روز نهم و در نهايت رهايش همراه با تخريب پليمر تا روز سي و سوم كه تا اين روز تمام پروتئين در محيط آزاد شده است.

بيماري بروسلوز، يكي از مهم‌ترين بيماري‌هاي مشترك انسان و دام محسوب مي‌گردد. اين بيماري همواره از دو بعد اقتصادي و بهداشتي مورد توجه قرار مي‌گيرد. عامل اصلي اين بيماري، باكتري درون سلولي بروسلا است. بسياري از باكتري هاي بيماريزا از آنزيم اوره آز به منظور بيماريزائي بهره مي برند. بنابراين اين آنزيم يك فاكتور ويرولانس در آنها محسوب مي شود. در اين مطالعه براي اولين بار ايمني زائي اوره آز بروسلا در موش مورد بررسي قرار گرفت. در مرحله اول با توجه به ميزان حفاظت ايجاد شده، دوز بهينه مصرف درون صفاقي اوره آز تعيين شد. پس از كپسولاسيون اوره آز با نانوذرات تري متيل كيتوزان، ايمني زائي نانوواكسن مذكور در مسير درون صفاقي و خوراكي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در مصرف خوراكي اوره آز پاسخ تحريك شده از نوع Th1-Th17 است، در حالي كه مصرف درون صفاقي اين آنتي ژن پاسخ Th1-Th2 را تحريك مي كند. بيشترين ميزان حفاظت ايجاد شده عليه سويه هاي بيماريزاي بروسلا در مصرف درون صفاقي اوره آز به همراه نانوذرات تري متيل كيتوزان است كه اين ميزان از نظر آماري معادل ميزان حفاظت شده توسط واكسن هاي تجاري است. ضمن اينكه اين آنتي ژن علاوه بر سويه هاي ابورتوس و مليتنسيس، نسبت به سويه سوئيس نيز حفاظت نشان داد. با توجه به نتايج بدست آمده اوره آز مي تواند كانديد آنتي ژني مناسبي جهت استفاده در ساختار واكسن زيرواحدي عليه سويه هاي مختلف بروسلا باشد و به عنوان جايگزين واكسن هاي تجاري بكار رود.

گونازون، آگونيست سنتزي GnRH (هورمون آزادكننده گنادوتروپين‌ها) است كه بواسطه تعديل درترشح گنادوتروپين‌هاي هيپوفيزي يعني FSH (هورمون تحريك كننده فوليكول‌ها) و LH (هورمون لوتئينه كننده تخمك‌ها) سبب تحريك و همزمان سازي تخمك گذاري در ماهيان مي شود. براي سنتز اين پپتيد به ماده آزاگلايسين نياز است. ماده واسطه (اينترمديت) مورد نياز براي سنتز آزاگلايسين در فاز محلول با استفاده از مواد Fmoc-hydrazine و 4-nitrochloroformate ، در حضور ماده فعال كننده دي‌ايزوپروپيل‌اتيل‌آمين (DIEA) ، سنتز شد. سپس با انجام واكنش كوپلينگ اينترمديت بر روي رزين، آزاگلايسين سنتز گرديد. براي بررسي سنتز اينترمديت آزاگلايسين از آناليز كروماتوگرافي لايه نازك و بمنظور آناليز سنتز موفقيت آميز آزاگلايسين از روش LC-Mass استفاده شد. نتايج حاصل از اين آناليزها سنتز اينترمديت آزاگلايسين و آزاگلايسين را تأييد كردند. بقيه اسيد آمينه‌هاي پپتيد مورد نظر به روش شيميايي در اثر انجام دو واكنش متوالي و تكراري كوپلينگ/ دپروتكشن به وسيله دستگاه سنتز پپتيد برروي فاز جامد به رزين اضافه شدند. پپتيد سنتز شده بوسيله HPLC تهيه‌اي خالص سازي شد و با استفاده از آناليزهاي HPLC و اسپكترومتري جرمي ESI-Mass مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اين آناليزها ساخت پپتيد مورد نظر را تأييد كردند.

آنزيم ارگانوفسفر هيدرولاز قادر به هيدروليز پيوندهاي فسفواستر در نوروتوكسين هاي ارگانوفسفره بوده و از اين نظر كاربردهاي بسيار فراواني در آلودگي زدايي خاك و محصولات كشاورزي و مناطق جنگي آلوده به اين سموم را دارا مي باشد. استفاده از اين آنزيم به عنوان سم زداي بيولوژيكي نسبت به تركيبات شيميايي مزيت هاي زيادي دارد زيرا شديدا زيست سازگار بوده و هيچ گونه تهديدي براي سلامتي انسان ها محسوب نمي گردند. در اين اختراع توالي ژن ارگانوفسفرهيدرولاز مربوط به باكتري پسودوموناس ديمينوتا MG با استفاده از نرم افزارهائي كه به صورت بر خط online قابل دسترسي مي باشند براي ميزبان پيكيا پاستوريس pichia pastoris بهينه سازي شده است. تغييرات مهندسي اعمال شده آنزيم را كه اساس يك آنزيم غشايي در باكتري محسوب مي شود در مخمر به فرم فعال ترشحي تبديل نموده است. آنزيم توليد شده قادر به تجزيه سمومي نظير پاروكسون متيل پاراتيون و دپازيتون مي باشد و به لحاظ كينتيكي و فعاليت در شرايط مختلف دمايي و ph نسبت به فرم طبيعي آن در باكتري بسيار كارآمدتر مي باشد. مجموعه اين عوامل آنزيم توليد شده را ابزار ارزشمندي براي اهداف زيست پالايي سموم Bioremediation در محيط زيست بويژه در مزارع كشاورزي كه بطور وسيعي از اين سموم استفاده مي شود مي سازد.