توسعه مواد غير آنتي بيوتيكي و دوستدار محيط زيست يكي از فاكتورهاي كليدي براي مديريت سلامت در آبزي پروري است. امروزه پروبيوتيك هايي كه توانايي كنترل پاتوژنها و يا بهبود كيفيت آب محل پرورش آبزيان را دارند بعنوان جايگزيني مناسب براي آنتي بيوتيك ها معرفي شده اند. بوشهر اولين استان ايران است كه پرورش ميگو آن آغاز شد. ولي متاسفانه به دليل وقوع بيماري لكه سفيد در مزارع پرورشي ميگو ميزات توليد كاهش چشمگيري يافت، لذا در راستاي نيل به اهداف برنامه راهبردي ميگو پژوهش هايي جهت افزايش ميزان توليد در واحد سطح بر روي ميگوي سفيد غربي با توجه به شرايط اكولوژيك خاص موجود در استان بوشهر صورت مي گيرد. زيرا بدليل شرايط خاص اكولوژيك موجود در اين استان(شوري و دماي بالاي آب) پروبيوتيك هاي تجاري وارداتي اثربخشي خوبي ندارند و همچنين در پژوهشهايي كه در سالهاي قبل بر روي ميگوي سفيد هندي صورت گرفته از روشهاي سنتي بر پايه ويژگيهاي فنوتيپي، فيزيولوژيك و نيازهاي رشد براي شناسايي باكتريها استفاده گشته است كه در مقايسه با تكنيك هاي نوين مولكولي فاقد حساسيت و ويژگي بالا مي باشند. لذا در طي اين پژوهش با جداسازي و شناسايي مولكولي باكتري هاي موجود در دستگاه گوارش ميگوي سفيد غربي و استفاده از روش هاي غربالگري نوين به باكتري هاي بومي سازگار با شرايط اكولوژيك زيستگاه هاي تكثير و پرورش ميگو دست يافتيم كه مي توان از آن ها به عنوان پروبيوتيك مناسب در اين صنعت استفاده نمود و اميد است به كمك نتايج اين پژوهش گامي در جهت تحقق توليد ملي پروبيوتيك بومي در كشور ايران و قطع وابستگي به واردات محصولات ناكارآمد خارجي برداشت.

خلاصه اختراع ادعايي : 1- عنوان اختراع : پوشش دهي ذرات هيبريدي سيليس-آلي و بارگيري نانو ذرات نقره بر روي آن با قابليت رهايش كنترل شده جهت استفاده در سيستم فيلتراسيون آب مزارع تكثير و پرورش ميگو به منظور پيشگيري و درمان بيماري هاي باكتريايي. 2- زمينه فني اختراع : نانو فناوري، تكثير و پرورش آبزيان، بهداشت آبزيان. 3- مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده : در بسياري از نقاط جهان، صنعت پرورش ميگو بوسيله بيماري ها بويژه بيماري هاي ويروسي و باكتريايي دچار مشكل گرديده است. باكتري هاي جنس ويبريو غالبا باعث مرگ و مير در هچري ها و استخرهاي پرواري ميگوهاي پرورشي مي شوند. تاكنون انواع متعددي از آنتي بيوتيك ها براي پيشگيري و درمان بيماري هاي ناشي از باكتري ها مورد استفاده قرار گرفته اند، اما بسياري از گونه هاي باكتريايي به بسياري از آنتي بيوتيك ها مقاوم شده اند و شدت بيماري زايي آن ها نسبت به گذشته افزايش يافته است. در سال هاي اخير، نانو ذرات نقره به علت استفاده به عنوان يك ماده ضد باكتريايي قوي در زمينه پزشكي به طور وسيعي مورد مطالعه قرار گرفته اند. با اين وجود برخي مشكلات، استفاده بيش از حد از نانو ذرات نقره كلوئيدي را به عنوان يك ماده ضد عفوني كننده محدود نموده است. اين نانو ذرات كلوئيدي در محيط هاي آبي تمايل به تجمع و تشكيل كلوخه (aggregation) دارند كه به طور تدريجي كارايي آنها را براي استفاده طولاني مدت كاهش مي دهد. همچنين رهايش نانو ذرات نقره به محيط هاي آبي ممكن است باعث اثرات نامساعدي بر موجودات آبزي گردد. تثبيت نانو ذرات نقره بر روي يك سطح باعث مي گردد در عين حال كه عملكرد ضد عفوني كنندگي آن ها با رهايش كنترل شده ذرات نقره فراهم گردد، خطر آن ها براي محيط زيست نيز كاهش يابد. در اين اختراع ادعايي از سيليس دانه بندي شده به عنوان بستر جهت تثبيت درصدهاي مختلف نانو ذرات نقره با استفاده از ماده پيوند دهنده3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) و تركيبات با درصد نيتروژن بالاتر مانند سيانوريك كلريد و تترا اتيلن پنتا آمين استفاده شد و عملكرد ضد باكتريايي و اثرات نامساعد زيست محيطي ناشي از رهايش نقره از اين بستر ها در شرايط آزمايشگاهي و همچنين فيلتر هاي ساخته شده با استفاده از اين بسترها بر عليه باكتري جنس ويبريو در محيط آب شور دريا مورد استفاده براي پرورش لارو و پست لارو ميگوي پاسفيد غربي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمايش هاي صورت گرفته در شرايط آزمايشگاهي نشان داد كه همه دانه هاي سيليسي پوشش يافته با درصد هاي مختلف نانو ذرات نقره در مدت زمان 2 ساعت قادر به حذف كامل باكتري جنس ويبريو از آب شور دريا مي باشند. همچنين نتايج عملكرد ضد باكتريايي فيلترها نشان داد كه تراكم باكتري جنس ويبريو در آب شور درياي عبوري ( 50 ليتر) از فيلتر حاوي 100 گرم دانه سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره در مدت زمان 2 ، 6 و 12 ساعت به ترتيب 18/97، 14/79 و 69/81 درصد كاهش مي يابد و كاهش تراكم باكتري در آب شور عبوري از فيلتر حاوي 100 گرم دانه سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره و جاذب نقره در مدت زمان 2 و 6 ساعت به ترتيب 5/99 و 100 درصد ثبت گرديد. ميانگين ميزان رهايش نقره از فيلتر هاي حاوي جاذب نقره و فاقد جاذب به محيط آب شور در مدت زمان 6 روز به ترتيب 067/0 ±15/0 و 12/0 ±9/1 ميلي گرم در ليتر اندازه گيري گرديد. نتايج مويد اين نكته مي باشند كه جاذب مورد استفاده به طور معني داري باعث كاهش نقره در محيط آب گرديده است. نتايج استفاده از فيلتر حاوي نانو ذرات نقره و جاذب نقره براي پالايش آب آلوده به باكتري جنس ويبريو مورد استفاده جهت پرورش لارو و پست لارو ميگو نشان داد كه ميزان رشد و بقاء لارو و پست لارو ميگوها بطور معني داري بهبود مي يابد. 4- برجستگيهاي تكنيكي و فني اختراع در اين اختراع ادعايي از روش استفاده غير مستقيم به عنوان جايگزين روش به كارگيري مستقيم از نانو ذرات نقره به عنوان يك ماده ضد باكتريايي قوي استفاده گرديد، به طوري كه اين نانو ذرات بر روي سطوح دانه هاي سيليسي به عنوان بستر تثبيت گرديدند. به منظور طراحي و ساخت يك بستر ايده آل با خاصيت ضد ميكروبي، مواد مورد استفاده بايستي داراي توانايي جلوگيري از تشكيل بيوفيلم و غيرفعال نمودن ميكروب ها يا از طريق رهايش مواد ضد ميكروبي و يا از طريق تماس مستقيم باشند. به طوركلي مكانيسم ضد باكتريايي بسترهاي حاوي نانوذرات نقره به رهايش يون هاي نقره نسبت داده مي شود ولي برخي از مطالعات نيز فعاليت ضد باكتريايي از طريق تماس مستقيم را بيان نموده اند. در اين اختراع ادعايي جهت تثبيت نانو ذرات نقره و در نتيجه كاهش رهايش نقره از بستر هاي مورد استفاده از يك نوع ماده پيوند دهنده aminosilane به نام aminopropyltriethoxysilane (APTES) 3- استفاده گرديد. در اين روش تثبيت، يك انتهاي مولكول aminosilane از طريق پيوند Si-O-Si به سطح بستر متصل مي شود و انتهاي ديگر مولكول از طريق پيوند N-Ag به اتم هاي نقره در سطح نانو ذرات متصل مي گردد (شكل 1). سنگ سيليس به طور معمول حاوي مقادير بالايي (بيش از 95%) اكسيد سيليسيوم (SiO2) بوده و به طور سنتي سيليس دانه بندي شده در فيلترهاي تصفيه آب استفاده مي شود كه مي توانند به عنوان يك بستر ايده آل مورد استفاده قرار گيرند. همچنين در اين اختراع ادعايي از ساير تركيبات آميني با درصد نيتروژن بالا مانند سيانوريك كلريد و تترا اتيلن پنتا آمين به منظور افزايش پوشش سطح بستر با نانو ذرات نقره و همچنين افزايش استحكام اتصال اتم هاي نقره استفاده گرديد. شكل 1- شكل شماتيك نحوه پوشش سطوح حاوي Sio2 با نانو ذرات نقره با استفاده از ماده پيوند دهنده APTES. در اين اختراع ادعايي از غلظت 5/0 ميلي مول نيترات نقره و APTES به ازاء هر گرم دانه سيليسي جهت پوشش اين بستر ها با نانو ذرات نقره استفاده شد و از اين بستر ها براي طراحي و ساخت فيلتر به منظور پالايش آب شور دريا آلوده به باكتري جنس ويبريو استفاده شد و نتايج نشان داد كه مي توان با به كارگيري مقادير بسيار كم نقره علاوه بر تصفيه آب هاي آلوده به ميكروارگانيسم هاي بيماري زا در مدت زمان 2 الي 6 ساعت، ميزان آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از رهايش نقره از اين فيلتر ها را نيز به حداقل ممكن كاهش داد، به طوري كه مقدار نقره رهايش يافته موجب كاهش رشد و باز ماندگي لارو و پست لارو ميگوها نگرديد. در اين اختراع ادعايي، از دانه هاي سيليسي اصلاح شده با تركيبات آميني APTES، سيانوريك كلريد و تترا اتيلن پنتا آمين (ذرات هيبريدي سيليس – آلي) به عنوان جاذب نقره در فيلترهاي محتوي دانه هاي سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره استفاده گرديد و نتايج نشان داد كه مقدار نقره رهايش يافته از اين فيلتر ها به محيط آب شور در مقايسه با فيلتر هاي فاقد جاذب نقره به طور معني داري كمتر مي باشد. در اين اختراع ادعايي، عملكرد ضد باكتريايي فيلتر حاوي دانه هاي سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره در محيط آب شور دريا (36 گرم در ليتر) با ويژگيهاي فيزيكي و شيميايي متفاوت از آب شيرين مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه اين فيلتر قادر به حذف كامل باكتري جنس ويبريو به عنوان يكي از مهمترين باكتري هاي بيماريزا در محيط هاي آب شور براي آبزيان مي باشد.

صنعت تكثير و پرورش ميگو يكي از فعاليت هاي عمده آبزي پروري در كشورهاي جهان از جمله ايران مي باشد ولي بيماري، مشكل درجه يك و تأثير گذار بر حيات اقتصادي وپايداري دراز مدت صنعت پرورش ميگو است و با توجه به ميزان برداشت ميگوهاي پرورشي در ايران و به ويژه در استان بوشهر كه قطب پرورش ميگوي كشور مي باشد و همچنين اشتغال زايي و چشم انداز سال هاي آتي اين صنعت در زمينه تامين منابع غذايي، بررسي راهكارهايي براي بهداشت و بهبود شرايط تكثير و پرورش ميگوهاي پرورشي ضروري مي‌نمايد. از ديدگاه مديريتي، همواره پيشگيري از بيماري ها، بهتر از تلاش براي مبارزه ودرمان آنها پس از وقوع است و از سوي ديگر دارويي براي درمان بيماري هاي ويروسي ميگو وجود ندارد لذا محرك هاي سيستم ايمني مي‌تواند نقش مهمي در پيشگيري از بروز بيماري ها داشته باشد. تركيبات پلي ساكاريدي سولفاته به دليل خاصيتِ ضد ويروسي در پيشگيري از بروز بيماري هاي ويروسي به كار مي رود و از آن جاييكه يكي از منابع غني اين تركيبات جلبك هاي قهوه اي مي باشند لذا در اين پژوهش اقدام به جمع آوري و شناسايي جلبك قهوه اي پادينا بورجسني Padina boergesenii از سواحل خليج فارس (به ويژه خور عباسك) شد، سپس جلبك هاي منتقل شده ابتدا با آب جاري شسته شد و كاملاً خشك گرديدند. 20 گرم از جلبك هاي خشك شده در 300 ميلي ليتر آب ديونيزه به مدت 3 ساعت عصاره گيري شد و عصاره حاصل توسط گاز استريل فيلتر گرديد. به منظور جلوگيري از هرگونه تغيير در تركيبات استخراج شده از جلبك ها، عصاره استخراج شده لئوفليزه گرديد همچنين با توجه به توانايي جذب و تجمع بيولوژيك فلزات سنگين توسط جلبك ها و تاثيرهاي منفي اثبات شده فلزات سنگيني مثل سرب بر سيستم ايمني ميگوها، ميزان سرب در عصاره هاي استخراج شده اندازه گيري گرديد كه در رنج نرمال بود. به منظور بررسي اثرات عصاره بر روي ميزان بازماندگي و سيستم ايمني ميگو 1500 قطعه ميگوي سفيد هندي20/1±32/11 گرمي از مزارع پرورش ميگو به ايستگاه تحقيقاتي شغاب انتقال يافته و پس از آداپتاسيون و استرس زدايي، اثر غوطه وري در غلظت هاي 100، 300 و 500 ميلي گرم در ليتر از عصاره جلبكي بر روي ميزان بازماندگي و فاكتورهاي ايمني (تعداد هموسيت كل(THC)، ميزان پروتئين پلاسماي كل(TPP)، فعاليت فاگوسيتي، فعاليت باكتري كُشيِ همولنف و توانايي پاكسازي باكتريايي) ميگوهاي سفيد هندي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه غوطه ور ساختن ميگوهاي سفيد هندي در 300 ميلي گرم در ليتر عصاره آب گرم جلبك Padina boergesenii به مدت 2 الي 3 ساعت در افزايش THC، TPP، فعاليت فاگوسيتوزي، فعاليت باكتري كُشي و توانايي حذف باكتري مؤثر مي باشد و از عصاره اين جلبك مي توان به عنوان محرك سيستم ايمني و پيشگيري از بروز بيماري ها در صنعت پرورش ميگو بهره برد.