علاوه بر استفاده هاي نظامي گسترده و مقاصد تروريستي از سياه زخم بايد در نظر داشت كه گستردگي منطقه اي سياه زخم در بين احشام يك خطر جدي براي بسياري از كشورها بوده و مي باشد. شيوع باسيلوس آنتراسيس به صورت اندميك و فوق اندميك در بخش گسترده اي از جهان وجود دارد (شكل 1). همانطور كه در اين شكل ديده مي شود شيوع بيماري سياه زخم در كشور ما از سال 1998 تا سال 2003 از حالت اندميك به حالت اسپوراديك تبديل و نرخ آن كاهش يافته است و اين مي تواند به علت مراقبت هاي بهينه در قرنطينه واردات دام و يا مصرف گسترده واكسن دامي در كشور باشد. از طرفي شايد اين آمار موجب غفلت تصميم گيران عالي بهداشتي و سلامت در كشور شود. ايمونوتراپي با استفاده از آنتي بادي هاي منوكلونال يكي از موثرترين و ايمن ترين روش هاي درماني براي سم زدايي در افراد تازه مبتلا شده به سياه زخم مي باشد. آنتي بادي هاي منوكلونال موشي علاوه بر اين كه ابزار تحقيقاتي قوي هستند، موجب توسعه ي روش هاي تشخيصي و درماني شده اند. ولي كاربرد اين آنتي بادي ها به چند علت داراي محدوديت مي باشد. براي توليد انبوه آن احتياج به سيستم بيان يوكاريوتي هست، داراي وزن مولكولي نسبتاً بالاي هستند و مهم تر از همه اين كه در كاربردهاي درماني انساني بالقوه ايمونوژن هستند.

نمونه گير هواي ائروديناميكي به منظور نمونه گيري و انتقال باكتري‌ها بر روي محيط كشت طراحي شد. جنس نمونه گير از استيل بوده و از سه بخش دسته (به طول 40 سانتي متر)، محفظه قرار گيري خشاب محيط كشت و پروانه مكنده هوا تشكيل شده است. پروانه نمونه گير با اتصال به موتور 12 ولت DC كه در انتهاي دسته نمونه گير تعبيه شده، در سه دقيقه 900 ليتر هوا را بر روي محيط كشت قرار گرفته در محفظه قرارگيري خشاب محيط كشت هدايت مي كند. به منظور كشت نمونه هاي جمع آوري شده، انكوباتور 37 درجه سانتيگراد با استفاده از ديواره اي از جنس استيل با المنت 12 ولت و كنترل كننده PID و با دقت دماي 1± طراحي گرديد. همچنين براي تامين انرژي مورد نياز نمونه‌گير و انكوباتور، باتري 5/4 آمپر بر ساعت 12 ولت استفاده شد. با توجه به اهميت قابل حمل بودن اين دستگاه، تمامي تجهيزات در داخل كيفي ضد آب و مقاوم در برابر ضربه جايگذاري شد. محيط كشت هاي تعريف شده براي اين دستگاه با توجه به كروموژنيك بودن، امكان شناسايي گونه را تنها بعد از 8-12 ساعت فراهم مي سازند. اين دستگاه قابليت كار كردن با برق شهر را نيز دارا مي باشد.

دستگاه تمام اتوماتيك هشدار دهنده و آشكارساز عوامل ميكروبي از دو بخش هشدار دهنده و آشكارساز تشكيل شده است. دستگاه، ابتدا ذرات 2 تا 10 ميكرون معلق در هوا را در 5 كانال به صورت اتوماتيك شمارش مي¬كند. شمارش ذرات توسط بخش هشداردهنده دستگاه انجام مي شود و درصورت افزايش ناگهاني تعداد كل ذرات از معياري مشخص، بطور خودكار بخش آشكارساز دستگاه شروع به كار مي¬كند. بخش آشكارساز 6 عامل بيولوژيك را به طور همزمان شناسايي مي¬كند. بخش هشدار دهنده بطور موضعي از هواي محيط پيرامون نمونه برداري كرده و بر اساس تغييرات فيزيكي ايجاد شده نسبت به شرايط متعارفي ضمن ايجاد هشدار اوليه ي احتمال تك بيوژيكي به كاربر، همزمان بخش آشكارساز خود را بمنظور شناسايي نوع عوامل احتمالي معلق در هوا، فعال مي كند. بخش آشكارساز ضمن تعيين نوع عامل، از طريق علائم صوتي و نوري كاربر را مطلع ميسازد. تمامي اطلاعات و فرآيند عمليات شناسايي دستگاه بر روي LCD قابل مشاهده مي باشد. همچين دستگاه شامل تجهيزات موقعيت ياب GPS، سنسورهاي كنترل شرايط محيطي-دما، رطوبت، سرعت و جهت باد، فرستنده-گيرنده بي¬سيم و با سيم، سلول نوري بمنظور شارژ باتري داخلي مي باشد.

دستگاه هشداردهنده هوشمند حضور ذرات بيولوژيك معلق در هوا به منظور مراقبت در مقابل حملات بيولوژيكي، تروريستي و شناسايي آلودگي هاي بيولوژيك در مناطق شهري يا بيمارستاني طراحي و ساخته شده است. اين دستگاه از هواي محيط نمونه برداري كرده و ذرات موجود در هوا را، از لحاظ فراواني آئروسل ها و ذرات بيولوژيك مورد بررسي قرار مي دهددستگاه هشداردهنده با استفاده از يك پمپ مكنده بصورت خودكار حجم مشخصي از هوا را نمونه برداري كرده و در يك مكانيزم مكانيكي، ذرات 1 الي 10 ميكرومتر معلق در آن را به شكل دنبال هم از مقابل يك كانون منبع نوري ليزري فرابنفش عبور مي دهد. در صورتي كه ذره تحت تابش بيولوژيك باشد، نور فلورسانس بازتابش خواهد كرد و بصورت آني در بخش گيرنده اپتيكي دريافت و توسط تحليلگر الكترونيكي پردازش مي شود. براي افزايش دقت دستگاه، بطورهمزمان در همين سيستم اپتيكي ذرات و فراواني آنها اندازه گيري شده و در بخش پردازشگر لحاظ مي شود. دستگاه بطور آني حضور ذرات بيولوژيك را حس كرده و از طريق علائم صوتي و نوري به كاربر اعلام مي كند. سيستم به اندازه گيري‌هاي پارامترهاي محيطي تجهيز است و قابليت ايجاد شبكه اي از هشداردهندهاي بيولوژيك در منطقه را دارد.

خلاصه اختراع: در تحقيقات متعددي، نقش فيوژن پروتئين هاي متشكل از چند قطعه آنتي ژنيك متفاوت به عنوان كانديداي واكسن چند زيرواحدي به اثبات رسيده است (Heppner TJ, Bonev AD, Nelson MT, 2005) و (Singh. AK, et al., 2014). در مورد آنتراكس مطالعات نشان داد كه بيان هر يك از آنتي ژن هاي PA، LF و EFبه تنهايي انجام شده و ايمونوژن بودن آنها مورد ارزايي قرار گرفته است، همچنين اثر سينرژيستي استفاده همزمان آنتي بادي منوكلونال بر عليه PA و LF گزارش شده است. در اين اختراع، استفاده از فانكشنال دُمين هاي آنتي ژن هاي باسيلوس آنتراسيس در يك فيوژن پروتئين سه گانه به نام ELP متشكل از PAD4، LFD1 و EFD1، به عنوان كانديد واكسن ايمني بخش با ايمني زايي مناسب بر عليه باسيلوس آنتراسيس در مدل حيواني (دام كوچك،خوكچه هندي) مي¬باشد.

با توجه به مسايل جديد پيش رو در قرن حاضر، حوادث تروريستي، ميكروبي، شيميايي، راديولوژيك، هسته‌اي نياز به برخورد مناسب با اين مشكلات بيشتر احساس مي شود. سامانه رفع آلودگي و اورژانس سيار از 3 ماژول كلي شامل ماژول رفع آلودگي، ماژول اورژانس درمان و ماژول مديريت و پشتيباني تشكيل شده است. ماژول رفع آلودگي شامل كانتينر 20 فوت تجهيزات رفع آلودگي و مجموعه چادرهاي رفع آلودگي مي باشد كه حدود 150 متر مربع فضا جهت رفع آلودگي از مصدومان حوادث انجام مي دهد. ماژول اورژانس و درمان شامل كانتينر 20 فوت بغل بازشو (Double expandable)، كانكس 20 فوت انباردارو و چادري بستري موقت مي باشد كه حدود 80 متر مربع فضا جهت درمان و بستري موقت مصدومان حادثه مي باشد. ماژول تجهيزات پشتيباني شامل كانتينر 20 فوت تجهيزات پشتيباني سامانه اورژانس، كانكس سرويس بهداشتي و چادرهاي مديريت و استراحت پرسنل در يك فضاي 150 متر مربع است. اين سامانه در مدت زمان حداكثر 3 الي 4 ساعت به شكل خوداتكا و با صرف نيروي 4 نفر آموزش ديده برپا مي شود. اين سامانه به گونه اي طراحي و ساخته شده است كه قابليت اعزام سريع به مناطق شهري و غيرشهري را داراست.

پژوهشكده علوم و فن آوري هاي نوين- مركز شهيد مطهري موفق به طراحي و ساخت كيت تشخيص هويت ژنتيكي براساس 16 جايگاه ژنتيكي STR به روش الكتروفورز الكتروفورز عمودي شده است كه تا كنون هيچ نمونه داخلي و خارجي از آن وجود ندارد. كيت تشخيص هويت ژنتيكي براساس 16 جايگاه ژني STR بمنظور تعيين هويت ژنتيكي افراد بكار مي رود. مركز شهيد مطهري براساس استانداردهاي روز دنيا، 16جايگاه ژني STR را انتخاب كرده و آزمايشات لازم را بر روي اين توالي ها انجام داده است. بدين ترتيب كه ابتدا جايگاه هاي ژني STR انتخاب شد و طراحي پرايمر براي ساخت 16 Ladder و نمونه هاي انساني انجام گرديد. سپس واكنش هاي PCR مربوط به جايگاه ها را انجام داده و Ladderهاي اختصاصي هر يك از 16 جايگاه را ساخته است. همچنين واكنش PCR براي نمونه هاي DNA انساني صورت پذيرفت تا صحت پرايمرهاي طراحي شده تأييد شوند. واكنش PCR نمونه هاي DNA انساني با استفاده از پرايمرهاي انساني طراحي شده در كيت براي 16 جايگاه ژني، مواد واكنش PCR طراحي شده در كيت بصورت MasterMix و برنامه واكنشPCR انساني قابل انجام است. براساس نوع دستگاه ترموسايكلر مورد استفاده براي واكنش PCR مي توان براي جلوگيري از تبخير مواد واكنش از روغن معدني PCR موجود در كيت استفاده كرد. با استفاده از اين كيت، نمونه DNA افراد پس از انجام واكنش PCR همراه با Ladderهاي 16 جايگاه ژنتيكي STR در ژل آكريل آميد بلند (50 سانتي متري) با استفاده از پروتكل هاي موجود در كيت، الكتروفورز مي شوند. پس از اتمام الكتروفورز با بررسي باند نمونه افراد در مقايسه با باندهاي جايگاه هاي ژني STR مي توان هويت ژنتيكي افراد را تعيين نمود. و از نظر نتايج مي تواند همپاي دستگاه ژنتيك آنالايزر استفاده شود. با توجه به عدم حضور كيت خارجي براي 16 جايگاه ژنتيكي به روش الكتروفورز عمودي، اين كيت توسط مركز شهيد مطهري توليد شد كه علاوه بر در دسترس بودن كيت براي استفاده كنندگان، داراي قيمت بسيار كمتري نسبت به كيت هاي دستگاهي نيز مي باشد.