آزمایشگاه ژنتیک و زیست فن آوری

اهمیت و اهداف: تدوين و عملياتي نمودن طرحهای توسعه فناوری،مدل تجاري‌سازي و بسته فناوري پروژه هاي زيست فناوري دام ،طيور و آبزيان.

شناسايي عوامل بيماري زايی دام و ،طيور و آبزيان با استفاده از روشهاي مولکولي

توليد کيت هاي تشخيصي دام و ،طيور و آبزيان.

توسعه دانش فنی توليد فرآوردهاي زيستي از دام و ،طيور و آبزيان.

استفاده از روشهاي زيست فناوري براي افزايش ماندگاري محصولات دام و ،طيور و آبزيان.

اصلاح نژاد و توليد لاين هاي دام و طيور و آبزيان اقتصادي.

برگزاري دوره هاي آموزشي تخصصي کوتاه مدت در ارتباط با بکارگيري تکنيک هاي زيست فناوري دام ،طيور و آبزيان در کشاورزي و صنعت.

ردیف	عنوان	توضیحات
1	مسوول آزمایشگاه	مدیر گروه
2	کارشناس آزمایشگاه	خانم دکتر سمیه پاشایی
3	امکانات آزمایشگاه	https://fas.gau.ac.ir/gallery/File/45mcw0ta7.pdf
4	مناسب برای	انجام پروژه های تحقیقاتی دانشجویان- انجام طرح های ارتباط با صنعت برگزاری دوره های آموزشی- برگزاری دروس عملی

 

وسایل و تجهیزات موجود در آزمایشگاه ژنتیک مولکولی

میکرو اسپین

میکرواسپین وسیله‌ای پرکاربرد مخصوص تحقیقات مهندسی ژنتیک (برای آزمایش‌های تشخیصی و PCR طراحی‌شده است.) از این دستگاه می‌توان در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی، بیوشیمی و بالینی و آزمایشگاه‌های بیوتکنولوژی صنعتی استفاده کرد.

این دستگاه در ابعاد، ولتاژ، سرعت چرخش و ظرفیت های متفاوت ساخته می شود. اغلب Micro Spin ها برای سانتریفیوژ تیوب های با اندازه های 0.2، 0.5 و 1.5 ساخته شده اند.

ورتکس

دستگاه ورتکس ، دستگاه ساده‌ای است که معمولا در آزمایشگاه ها برای مخلوط ویال‌های کوچک مایع استفاده می‌شود. این شامل یک موتور الکتریکی با شفت درایو به صورت عمودی است. و به یک قطعه لاستیکی فشرده که کمی دور از مرکز نصب شده است، متصل می‌شود. دستگاه ورتکس به عنوان موتور اجرا می‌شود و قطعه لاستیک به سرعت در حرکت دایره‌ای نوسان می‌کند.

هنگامی که یک لوله آزمایشی یا دیگر کانتینر مناسب به فنجان لاستیک (یا لبه آن لمس می‌شود)، با حرکت صفحه ورتکس، جریان به داخل مایع منتقل شده و گرداب ایجاد می‌شود. بیشتر دستگاه‌های ورتکس با فرمت‌های ۲ یا ۴ پلاگین طراحی شده‌اند. تنظیمات متغیر سرعت متغیر از ۱۰۰ تا ۳۲۰۰ دور در دقیقه است. می‌توان آنها را به طور مداوم اجرا کرد و یا فقط زمانی که فشار پایین است به قطعه لاستیکی اعمال می‌شود.

 

 

 

هیتر

در آزمایشگاه ها برای انجام واکنش هایی که نیاز به گرما دارند، از هیتر استفاده می شود. اگر در ترکیب این وسیله، همزن برقی باشد، می تواند به طور هم زمان به هم زدن مایعات و حرارت یکنواخت آن ها بپردازد. در صورت داشتن همزن مغناطیسی، به نام هات پلیت مگمنت نیز شناخته می شود. دمای هیتر آزمایشگاهی بین ۱۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی گراد بوده و ولتاژی که برای تولید این دما لازم است، ۱۲۰ تا ۴۸۰ ولت است.

در صورتی که محلول مورد آزمایش، قابل احتراق باشد، یک صافی بین نمونه و هیتر قرار داده می شود تا مانع ایجاد آتش گرفتگی در دماهای بالا شود.

 

هات پلیت

دستگاهی است که در آزمایشگاه برای گرم کردن ظروف شیشه ای و مواد موجود در آن ها استفاده می شود و از جمله ملزومات اساسی هر آزمایشگاه به شمار می رود، زیرا حرارت دادن سریع و یکنواخت محلول ها را به راحتی ممکن می سازد. علاوه بر حرارت دادن از این وسیله برای ساخت بافر ها نیز استفاده می شود.

در بعضی از انواع هات پلیت ها از همزن های مغناطیسی برای هم زدن محلول موجود استفاده می شود. هات پلیت ها در بعضی موارد می توانند مانند شیکر عمل کنند، اما این تنها در صورتی امکان پذیر است که برای هم زدن محلول دمای مشخصی مد نظر باشد، در غیر این صورت هم زدن در دمای بالا ممکن است باعث تغییر مایعات در بعضی محلول ها شود.

 

شیکر

دستگاه شیکر آزمایشگاهی اغلب از یک صفحه و یک دکمه تنظیم سرعت و تنظیم زمان چرخش تشکیل شده است. دستگاه را می توان روی میز و یا در سطح کف قرار داد. برخی از شیکر ها قابلیت نگهداری در فضای یخچال را دارند.

دستگاه شیکر آزمایشگاهی یک دستگاه مخلوط کن آزمایشگاهی است که انواع لوله های آزمایشگاهی ارلن و بالن دارای محلول روی آن قرار می گیرند و با زاویه مناسب یا به حالت رفت و برگشتی در مدت زمان خاصی می چرخند تا حسابی مخلوط بشوند. دستگاه شیکر برای تحقیقات آزمایشگاهی شیمی، زیست فناوری ، زیست و … مناسب است. در چند سال اخیر دستگاهی قوی تر به نام استیرر جایگزین شیکر شده است اما برای مخلوط کردن در حجم های زیاد از شیکر استفاده می شود. ستگاه های شیکر آزمایشگاهی در کل شامل حرکت های دورانی، رفت و برگشتی، چرخشی، الاکلنگی و زاویه دار و لرزشی هستند.

 

 

 

میکروسانتریفیوژ

میکرو سانتریفیوژ از دستگاه های آزمایشگاهی نوع خاصی از سانتریفیوژ است که وظیفه سانتریفیوژ کردن نمونه هایی را که در لوله های مویین کوچک قرار دارند انجام می دهد تا اجزای این نمونه ها را به دو فاز جدا کند. این تجهیزات قابلیت کار با نمونه هایی که در حالت مایع یا جامد هستند و همچنین مایعاتی با چگالی های مختلف را دارد.

دستگاه میکروفیوژ در مواردی که با حجم های کم و حداکثر دو میلی گرمی، سر و کار داریم، مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارتی در مواردی همچون کارهای مربوط به جداسازی پلاسمید ها، کارهای مرتبط با pcr و مولکولی، در کارهای مرتبط با ماده های ژنتیکی همچون RNA و DNA، در انواع کیت های آزمایشگاهی miniprep و خیلی دیگر از کارهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه همچنین توانایی پذیرش لوله هایی به اندازه ی ۱٫۵ تا ۲٫۵ میلی لیتر را دارند. کاربرد میکروفیوژ در آزمایشگاه های تشخیص طبی شامل مواردی همچون؛ رسوب دهی و جدا ساختن مولکول های سلولی از خون های مورد آزمایش، تهیه پلاسما، افزایش غلظت در سلول ها از طریق ایجاد رسوب، جداسازی پروئین های مربوط به نمونه های مورد آزمایش بیماران و غیره می باشد.

سانتریفیوژ به دو صورت سانترفیوژ کوچک رومیزی یخچالی و غیر یخچالی وجود دارد.

الکتروفورز

الکتروفورز یک روش آزمایشگاهی رایج است که برای شناسایی، کمی سازی و خالص سازی قطعات اسید نوکلئیک و پروتئین استفاده می شود. نمونه ها در چاه های ژل آگارز یا آکریل آمید بارگیری می شوند و تحت یک میدان الکتریکی قرار می گیرند و باعث می شوند اسیدهای نوکلئیک یا پروتئین با بار منفی به سمت الکترود مثبت حرکت کنند. قطعات کوتاه تر با سرعت بیشتری حرکت می کنند، در حالی که طولانی ترین قطعات در نزدیک ترین قسمت به منشا ژل باقی می مانند و در نتیجه ذرات بر اساس اندازه جدا می شوند.

از الکتروفورز ژل می توان برای  جداسازی مولکولهای DNA که یا بصورت استخراج شده هستند و یا محصول PCR ، ریل تایم و یا کلونیگ ژن استفاده کرد.

عملکرد الکتروفورز  به دو روش عمودی یا افقی میباشد. در الکتروفورز افقی، ژل مورد استفاده آگاروز است و نیز قرارگیری ژل به صورت افقی در محیط بافر است. الکتروفورز عمودی ، ژل مورد استفاده پلی آکریلامید است  و قرارگیری ژل به صورت عمودی و درون محفظه الکتروفورز است و تماس آن با بافر محدود است.

(توجه داشته باشید که در روش عمودی ، نمیتوان از ژل آگاروز استفاده کرد و فقط از ژل پلی آکریلامید استفاده میشود چون در پلیمریزه شدن آن ، اکسیژن به عنوان یک مهارکننده فعالیت دارد. در الکتروفورز افقی ژل در ارتباط مستقیم با اکسیژن است. بنابراین از الکتروفورز عمودی که تماس آن با اکسیژن محدود است استفاده میکنند.)

 

             

اکومیلک توتال

دستگاه اکومیلک یه دستگاه پیشرفته و خودکار است. این دستگاه می تواند ظرف مدت زمان بسیار کوتاهی (کمتر از یک دقیقه) نتایج تمام اندازه گیری ها را به شما نشان دهد. دستگاه آنالیز شیر می تواند چربی، پروتئین، لاکتوز، چگالی، نقطه انجماد، pH، دما، رسانایی و … در انواع شیر های به دست آمده از  گاو، بز، گوسفند و …. آزمایش کند. دقت و کارایی این دستگاه در انجام آزمایش ها بسیار سریع است.

یکی از مهم ترین ویژگی های این دستگاه، انجام تمام آزمایش ها بدون اضافه کردن سایر مواد شیمیایی به نمونه شیر است. در  واقع شما فقط با در اختیار داشتن مقدار کافی از نمونه شیر و بدون اضافه کردن هیچ گونه اسید، باز یا سایر معرف ها می توانید نتایج آنالیز ها را دریافت کنید. این دستگاه فقط تست های میکروبی مربوط به شیر را انجام نمی دهد!

بنابراین می توان گفت این دستگاه تمام ویژگی های مثبت یک دستگاه آنالیز آزمایشگاهی شامل دقت و کارایی بالا،  اندازه گیری سریع و انجام چند آنالیز به صورت همزمان را دارد.

 

 

PHمتر

Ph متر (یا به انگلیسی Ph meter) یک دستگاه الکترونیکی است که برای اندازه‌گیری پی‌اچ، یعنی درجه اسیدی یا بازی محلول‌ها استفاده می‌شود. به عبارتی دیگر Ph یک معیار است که نشان‌دهنده قدرت اسیدی یا بازی یک محلول است و بر حسب یک مقیاس لگاریتمی از ۰ تا ۱۴ اندازه‌گیری می‌شود. پی اچ سنج زمانی که پی اچ کمتر از 7 باشد نشان دهنده خاصیت اسیدی بود و زمانی که بالاتر از 7 را نشان دهد به خاصیت بازی اشاره دارد.

دستگاه Ph متر در خود یک سری الکترود دارد که وقتی این الکترودها در محلول قرار می‌گیرند، یون‌های هیدروژن در محلول با نوک گلاسی الکترود تعامل می‌کنند و یک ولتاژ الکتریکی ایجاد می‌شود. این ولتاژ با ولتاژ الکترود رفرنس مقایسه می‌شود. تفاوت ولتاژ بین این دو الکترود به مقدار پی‌اچ تبدیل می‌شود و روی نمایشگر به عنوان محاسبه ph محلول در دستگاه نشان داده می‌شود. به عبارتی دیگر با اندازه‌گیری ولتاژ بین دو الکترود و تبدیل آن به مقدار پی‌اچ، قدرت اسیدی یا بازی یک محلول را مشخص می‌کنند.

بن ماری

بن ماری آزمایشگاهی از کلمه ی فرانسوی bain marie به معنی حمام آب گرم می آید. دستگاهی است که دارای حوضچه ای استیل که با آب پر می شود و ظروف مختلف آزمایشگاهی درون آن قرار می گیرد. حرکت همرفتی گرما در آب از حرارت مستقیم شعله جلوگیری کرده و سبب ایجاد حرارت یکنواخت و قابل کنترل در آن می شود . بن ماری در آزمایشگاه های مختلفی از جمله آزمایشگاه های تحقیقاتی ، کلینیکی ، صنایع غذایی و آموزشی کاربرد دارد . برای انجام تست های سرم شناسی ، ترکیب مواد اگلوتیناسیون ، تست های بیوشیمی ،آزمایش های دارویی و روش های انکوباسیون صنعتی و … استفاده می شود.

محدوده دمایی فعالیت بن ماری معمولا در گستره ی دمای اتاق (25) تا 60 درجه c است ، برای دماهای بیش از 100 درجه ملزم به استفاده از یک درپوش با مشخصه های خاص می باشد. بن ماری ها معمولا در محدوده ظرفیت 2 تا 30 لیتر ساخته می شوند.

ژل داک

برای مشاهده باند های تشکیل شده بر روی  ژل  الکتروفورز  افقی با استفاده از اشعه UV از دستگاه (Gel Documentation) استفاده می شود. ژل داک یک محفظه عایق به نور است که نمونه های الکتروفورز شده که با مواد فلوئورسنت رنگ آمیزی شده اند، داخل آن قرار گرفته و توسط نور UV بررسی می شوند.

ژل داک (Gel Documentation)از یک محفظه عایق به نور تشکیل شده است در کف این محفظه لامپ های uv  تعبیه شده اند و با قرار دادن نمونه در کف دستگاه (سطح شیشه ای روی لامپ های uv) دستگاه نور را در محدوده UV به ژل می تاباند و مواد حساس به فلوئورسنت که به DNA یا پروتئین چسبیده اند، باند های تشکیل شده را نشان می دهند.

توجه داشته باشید که نور تابانده شده می‌تواند  uv نباشد و مرئی باشد این موضوع به این   بستگی دارد  که از چه نوع ماده فلوئورسانتی استفاده شده است .نوع ماده فلوئورسانت مورد استفاده را نیز نوع نمونه و نوع ژل مشخص می کند. برای مثال این که نمونه DNA باشد یا پروتئین در  انتخاب نوع فلوئورسانت استفاده شده حائز اهمیت است. عموما دستگاه های ژل داک (Gel Documentation) به یک سیستم کامپیوتر (مانیتور) و دوربین عکاسی نیز متصل هستند و امکان ثبت نتایج را به صورت تصویری به ما می‌دهند .

 

سمپلر

سمپلر از مهمترین و پرکاربرد ترین ابزار های موجود در بخش های مختلف آزمایشگاه ها می باشد که برای برداشت و انتقال حجم معینی از مایعات و محلول های مورد نظر استفاده می گردد.

سمپلر که گاهی میکروپیپت هم گفته میشود در انوع سمپلر ثابت که فقط حجم معین و تعیین شده ای را جابجا می نماید و سمپلر متغیر که قابل استفاده بر روی حجمی بین کمترین و بیشترین حجم تعیین شده می باشد و سمپلر چند کاناله که خود به دو دسته سمپلر 8 کاناله و سمپلر 12 کاناله تقیسم می شوند تا بصورت همزمان و یکجا در رک ها بکار گرفته شوند.

اساس کار سمپلر ها مکانیکی بوده و با نیروی دست عمل مکش و تخلیه صورت میگیرد که خود نیازمند مهارت و تجربه است زیرا اینکار باید به آرامی و مهارت صورت گیرد زیرا در غیر اینصورت عملکرد دستگاه دچار مشکل شده و ممکن است اختلاف بین حجم کشیده شده و حجم تعیین شده زیاد باشد.

سمپلر الکترونیک بر خلاف دیگر سمپلرها بر اساس نیروی الکترونیکی عمل کرده و نیروی انسانی نقش چندانی در آن ایفا نمیکند و مکش و تخلیه در این میکروپیپت ها بر اساس تنظیمات دستگاه و بصورت یکنواخت صورت میگیرد.

کارکرد سمپلر ها از لحاظ فنی در دو دسته قرار میگیرد که اولی که عمده میکروپیپت ها را شامل میشود بصورت جابجایی هوا است بگونه ای که فضای بین پیستون و مایع مورد نظر هوا وجود دارد و با جابجایی هوا سمپلر کار میکند و در نوع دوم پیستون مستقیما با مایع در ارتباط می باشد که برای کار با محلول های غلیظ با ویسکوزیته بالا ساخته میشوند.

حجم های تعیین شده برای سمپلرها بسته به مارک های مختلف بین 0.1 تا 10000 میکرولیتر می باشد.

 

 

 

ترموسایکلر

ترمال سایکلر (PCR)دستگاه ترمال سایکلر که به عنوان PCR هم شناخته می شود یکی از مهم ترین تجهیزات آزمایشگاه‌های ژنتیک می‌باشد. دستگاه ترمال سایکلر و یا PCR عموما جهت انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز (Polymerase Chain Reaction) استفاده می‌شود. این واکنش همانطور که از نامش مشخص است، موجب پلیمریزه شدن و تکثیر رشته‌های DNA می‌شود.

دستگاه PCR در واقع یک دستگاه با قابلیت بالا بردن و پایین آوردن دما در بازه زمانی بسیار کوتاه با دقت زیاد می باشد. سیستم کپی برداری و همانند سازی DNA درون سلول های یوکاریوت یک سیستم بسیار پیشرفته بوده و عملا طراحی این تکنولوژی درون یک تیوب در آزمایشگاه بسیار دشوار است. حتی همانندسازی سلول های پروکاریوتی نیز بسیار پیچیده بوده و طراحی آن خارج از سلول توسط انسان عملا امکان پذیر نیست.

چرا که همانند سازی DNA درون سلول‌های موجودات زنده توسط کمپلکس های مختلف مولکولی انجام شده و صد ها ژن در تنظیم آن دخیل می باشد .برای انجام صحیح واکنش PCR، بلوک هایی که در آن میکروتیوب های واکنش قرار داده شده است  باید دما را به سرعت تغییر دهند و مدت زمان مشخصی را در دماهای خاص بگذراند.

برنامه دمایی و زمانی مشخص توسط کارشناس با ستاپ کردن (انجام چند واکنش با شرایط دمایی زمانی متفاوت و نهایتا به دست آوردن شرایط بهینه) به دست می آید و به وسیله کلید‌های واقع برروی دستگاه و یا صفحه نمایش دستگاه تعریف می‌شود. دستگاه   PCR با تغییرات دمایی با دقت و سرعت بالا امکان کپی کردن و پلیمریزه کردن مولکول‌های DNA را به وجود آورده است.

 

فریزر منفی 80 درجه سانتی گراد

دستگاه اولترا فریزر آزمایشگاهی منفی 80 درجه سانتی گراد یا دیپ فریزر برای نگهداری نمونه ها در دمای منفی 80 درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار می گیرد.

هود لامینار

دستگاه هود لامینار وسیله ای است که با ایجاد یک محیط محافظت شده برای کار با نمونه های آزمایشگاهی احتمال آلودگی را برای کاربران، فضای اطراف و نمونه مورد بررسی کاهش می دهد. اصول کار هودهای لامینار بدین صورت است که جریان هوا از طریق یک فیلتر هپا (HEPA) یا اولپا (ULPA) تهویه شده و خارج می شود، اما بر اساس تعداد دفعات فیلتر شدن، به سه گروه یا اصطلاحا به سه کلاس تقسیم می شوند که سطح حفاظت متفاوتی نیز ارائه می دهند.

 

 

میکروپلیت ریدر

دستگاه میکروپلیت ریدر (Microplate – Reader ) معمولاً به نام های میکروفتومتریک – پلیت ریدر ، دستگاه الایزا ریدر و خوانش گر الایزا نیز نامیده می شود . یک اسپکتروفتومتر تخصصی بوده که به منظور قرائت نتایج فتومتریک آزمایش الایزا طراحی شده است.

میکروپلیت ریدر یـک اسپکتـروفتـومتـر اختصـاصی استکه بر خلاف اسپکتروفتومترهای معمولی که قرائت جذب نوری را در گستره وسیعی از طول موج ها تسهیل می کنند، الایزا ریدر دارای فیلترها یا گریتینگ های انکساری بوده که گستره طول موج ها را محدود کرده و معمولا بین ۴۰۰ تا ۷۵۰ نانومتر عمل می کنند.

برخی از الایزا ریدرها در گستـره مـاوراء بنفـش عمـل کرده و قرائت را در مـحــدوده ۳۴۰ تــا ۷۰۰ نـانـومتـر انجـام مـی دهنـد. سـیـستم نوری موجود در این دستگاه ها توسط تعدادی از کارخانه ها با استفاده از فیبرهای نوری به منظور تامین نور جهت چاهک های حاوی نمونه در میکرو پلیت طراحی می شود.

ابتدا یک شعاع نوری از نمونه ای که دارای قطری بین ۱ تا ۳ میلی متر است عبور کرده و سپس یک سیستم آشکار کننده، نور عبوری از نمونه را آشکار و تقویت می کند. در مرحله بعد، سیگنال مربوط به جذب نوری نمونه‌ها ثبت شده و سیستم خوانشگر نیز آن را به اطلاعاتی تبدیل می کند که سبب تفسیر نتایج تست می شوند. برخی از الایزا ریدرها با استفاده از سیستم های شعاعی نوری دوتایی کار می کنند.