دانلود کامل ترین جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی

جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی

دانلود فایل

مردی پیر و عینکی که کت و شلواری پوشیده و روی نیمکتی کنار پنجره بزرگی نشسته است. نیمکت با بطری های کوچک و [1] (-) ‌‌‌[2] ‌‌: ‌‌‌‌[3] – [4]

[5] ‌‌‌() ‌‌ً ‌‌[3] ()، [6]

‌‌‌‌[7] (ً ) ‌)، -‘‌‌باکتری های مرده تولید می کند. او به طور دقیق سوسپانسیونی از این ویروس ها را رقیق کرد و کشف کرد که بالاترین رقت ها (کمترین غلظت ویروس)، به جای کشتن همه باکتری ها، مناطق مجزایی از موجودات مرده را تشکیل می دهند. شمارش این نواحی و ضرب در ضریب رقت به او این امکان را می دهد که تعداد ویروس ها را در سوسپانسیون اصلی محاسبه کند. [8]فاژها به عنوان یک درمان بالقوه برای بیماری هایی مانند حصبه و وبا معرفی شدند، اما وعده آنها با توسعه پنی سیلین فراموش شد . توسعه مقاومت باکتریایی به آنتی بیوتیک ها ، علاقه به استفاده درمانی از باکتریوفاژها را تجدید کرده است. [9]

در پایان قرن نوزدهم، ویروس ها بر حسب عفونی بودن، توانایی آنها در عبور از فیلترها و نیاز آنها به میزبان های زنده تعریف شدند. ویروس ها فقط در گیاهان و حیوانات رشد کرده بودند. در سال 1906 راس گرانویل هریسون روشی را برای رشد بافت در لنف جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی کرد و در سال 1913 E. Steinhardt، C. Israeli و RA Lambert از این روش برای رشد ویروس واکسینیا در قطعات بافت قرنیه خوکچه هندی استفاده کردند. [10] در سال 1928، HB Maitland و MC Maitland ویروس واکسینیا را در سوسپانسیون کلیه های مرغ چرخ کرده رشد دادند. روش آنها تا دهه 1950 که ویروس فلج اطفال در مقیاس وسیع برای تولید واکسن رشد کرد، به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت.[11]

پیشرفت دیگری در سال 1931 رخ داد که پاتولوژیست آمریکایی ارنست ویلیام گودپاسچر و آلیس مایلز وودراف آنفولانزا و چندین ویروس دیگر را در تخم مرغ بارور شده رشد دادند. [12] در سال 1949، جان فرانکلین اندرز ، توماس ولر و فردریک رابینز ، ویروس فلج اطفال را در سلول های کشت شده از بافت جنینی سقط شده انسان رشد دادند، [13] اولین ویروسی که بدون استفاده از بافت جامد حیوانی یا تخمک رشد کرد. این کار هیلاری کوپرووسکی و سپس جوناس سالک را قادر ساخت تا واکسن فلج اطفال موثری بسازند .

جزوه ویروس شناسی

اولین تصاویر از ویروس ها پس از اختراع میکروسکوپ الکترونی در سال 1931 توسط مهندسان آلمانی ارنست روسکا و ماکس نول به دست آمد. [15] در سال 1935، وندل مردیت استنلی ، بیوشیمی‌دان و ویروس‌شناس آمریکایی، ویروس موزاییک تنباکو را بررسی کرد و دریافت که بیشتر از پروتئین ساخته شده است. [16] مدت کوتاهی بعد، این ویروس به بخش های پروتئین و RNA جدا شد. [17] ویروس موزاییک تنباکو اولین ویروسی بود که متبلور شد و بنابراین ساختار آن را می‌توان با جزئیات توضیح داد. اولین پراش اشعه ایکستصاویری از ویروس متبلور شده توسط برنال و فنکوچن در سال 1941 به دست آمد. بر اساس تصاویر کریستالوگرافی اشعه ایکس، روزالیند فرانکلین ساختار کامل ویروس را در سال 1955 کشف کرد. [18] در همان سال، هاینز فرانکل- کنرات و رابلی ویلیامز نشان داد که RNA ویروس موزاییک تنباکو خالص شده و پوشش پروتئینی آن می توانند به تنهایی برای تشکیل ویروس های عملکردی جمع شوند، که نشان می دهد این مکانیسم ساده احتمالاً وسیله ای بوده است که از طریق آن ویروس ها در سلول های میزبان خود ایجاد می شوند. [19]

نیمه دوم قرن بیستم عصر طلایی کشف ویروس بود و اکثر گونه های مستند از ویروس های حیوانی، گیاهی و باکتریایی در این سال ها کشف شدند. [20] در سال 1957 آرتری ویروس اسب و عامل اسهال ویروس گاوی ( پستی ویروس ) کشف شد. در سال 1963 ویروس هپاتیت B توسط باروخ بلومبرگ [ 21] کشف شد و در سال 1965 هوارد تمین اولین رتروویروس را توصیف کرد . ترانس کریپتاز معکوس ، آنزیمی که رتروویروس ها برای ساختن کپی DNA از RNA خود استفاده می کنند، اولین بار در سال 1970 توسط Temin ودیوید بالتیمور به طور مستقل. [22] در سال 1983 ، تیم لوک مونتانیه در انستیتو پاستور در فرانسه، برای اولین بار رتروویروسی را که اکنون HIV نامیده می شود، جدا کردند. [23] در سال 1989 تیم مایکل هاتون در شرکت Chiron هپاتیت C را کشف کردند . [24] [25]

بیماری های ویروسی
مقاله اصلی: ویروس
یکی از انگیزه های اصلی برای مطالعه ویروس ها این است که آنها باعث بسیاری از بیماری های عفونی گیاهان و حیوانات می شوند. [26] مطالعه روشی که ویروس ها باعث ایجاد بیماری می شوند، پاتوژنز ویروسی است . درجه ای که یک ویروس باعث بیماری می شود، حدت آن است . [27] این رشته های جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی ویروس شناسی گیاهی، ویروس شناسی حیوانی و ویروس شناسی انسانی یا پزشکی نامیده می شوند . [28]

شناسایی ویروس ها

یک میکروسکوپ الکترونی
روش‌های مختلفی برای شناسایی ویروس‌ها وجود دارد که شامل شناسایی ذرات ویروس (ویریون‌ها) یا آنتی‌ژن‌ها یا اسیدهای نوکلئیک آنها و سنجش عفونت‌پذیری می‌شود.

دانلود خلاصه کتاب پی دی اف جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی pdf رایگان

میکروسکوپ الکترونی

میکروگراف های الکترونی ویروس ها A، روتاویروس؛ B، آدنوویروس؛ C، نوروویروس و D، آستروویروس.
ویروس ها برای اولین بار در دهه 1930 زمانی که میکروسکوپ های الکترونی اختراع شدند مشاهده شدند. این میکروسکوپ ها به جای نور از پرتوهای الکترون استفاده می کنند که طول موج بسیار کوتاه تری دارند و می توانند اجسامی را که با استفاده از میکروسکوپ نوری دیده نمی شوند، تشخیص دهند. بزرگنمایی معمولی که با استفاده از میکروسکوپ های الکترونی به دست می آید تا 10000000 برابر است [29] در حالی که بالاترین بزرگنمایی قابل دستیابی با میکروسکوپ های نوری حدود 1500 برابر است. [30]

ویروس شناسان اغلب از رنگ آمیزی منفی برای کمک به تجسم ویروس ها استفاده می کنند. در این روش، ویروس ها در محلولی از نمک های فلزی مانند استات اورانیوم معلق می شوند. اتم های فلز نسبت به الکترون ها مات هستند و ویروس ها به صورت معلق در پس زمینه تاریک اتم های فلز دیده می شوند. [29] این تکنیک از دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفته است. [31] بسیاری از ویروس ها با استفاده از این روش کشف شدند و میکروسکوپ الکترونی رنگ آمیزی منفی هنوز یک سلاح ارزشمند در زرادخانه ویروس شناس است. [32]

میکروسکوپ الکترونی سنتی دارای معایبی است که ویروس ها با خشک شدن در خلاء زیاد داخل میکروسکوپ الکترونی آسیب می بینند و پرتو الکترونی خود مخرب است. [29] در میکروسکوپ الکترونی برودتی ، ساختار ویروس ها با قرار دادن آنها در محیطی از آب شیشه ای حفظ می شود . [33] این امکان تعیین ساختارهای زیست مولکولی در وضوح نزدیک به اتمی را فراهم می کند، [34] و توجه گسترده ای را به رویکرد به عنوان جایگزینی برای کریستالوگرافی اشعه ایکس یا طیف سنجی NMR برای تعیین ساختار ویروس ها جلب کرده است. [35]

میکروگراف کرایوالکترون یک روتاویروس
رشد فرهنگ ها
ویروس‌ها انگل‌های داخل سلولی اجباری جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی و چون فقط در داخل سلول‌های زنده میزبان تکثیر می‌شوند، برای رشد آنها در آزمایشگاه به این سلول‌ها نیاز است. برای ویروس هایی که حیوانات را آلوده می کنند (معمولاً “ویروس های حیوانی” نامیده می شوند) از سلول های رشد یافته در کشت سلولی آزمایشگاهی استفاده می شود. در گذشته از تخم مرغ های بارور استفاده می شد و ویروس ها روی غشای اطراف جنین رشد می کردند. این روش هنوز هم در ساخت برخی از واکسن ها استفاده می شود. برای ویروس هایی که باکتری ها را آلوده می کنند، باکتریوفاژها ، باکتری هایی که در لوله های آزمایش رشد می کنند می توانند به طور مستقیم استفاده شوند. برای ویروس‌های گیاهی، می‌توان از گیاهان میزبان طبیعی استفاده کرد یا، به‌ویژه زمانی که آلودگی آشکار نیست، به اصطلاح از گیاهان شاخص استفاده کرد که علائم عفونت را واضح‌تر نشان می‌دهند.

علوم ازمایشگاهی

اثر سیتوپاتیک ویروس هرپس سیمپلکس. سلول های آلوده گرد و بالون مانند شده اند.
ویروس‌هایی که در کشت‌های سلولی رشد کرده‌اند، می‌توانند به‌طور غیرمستقیم با اثر مخربی که روی سلول میزبان دارند، شناسایی شوند. این اثرات سیتوپاتیک اغلب مشخصه نوع ویروس است. به عنوان مثال، ویروس های هرپس سیمپلکس یک “بالون” مشخصه از سلول ها، به طور معمول فیبروبلاست های انسانی تولید می کنند. برخی از ویروس‌ها مانند ویروس اوریون باعث می‌شوند که گلبول‌های قرمز خون جوجه‌ها محکم به سلول‌های آلوده بچسبند. به این حالت “همادجذب” یا “همادجذب” می گویند. برخی از ویروس ها “ضایعات” موضعی در لایه های سلولی به نام پلاک ایجاد می کنند که در سنجش های کمی و در شناسایی گونه های ویروس با سنجش های کاهش پلاک مفید هستند .

ویروس‌هایی که در کشت‌های سلولی رشد می‌کنند برای اندازه‌گیری حساسیت آنها به داروهای ضد ویروسی معتبر و جدید استفاده می‌شوند . [40]

سرولوژی
ویروس ها آنتی ژن هایی هستند که باعث تولید آنتی بادی می شوند و از این آنتی بادی ها می توان در آزمایشگاه ها برای مطالعه ویروس ها استفاده کرد. ویروس های مرتبط اغلب با آنتی بادی های یکدیگر واکنش نشان می دهند و برخی از ویروس ها را می توان بر اساس آنتی بادی هایی که با آنها واکنش نشان می دهند نامگذاری کرد. جزوه ایمنی زیستی از آنتی بادی هایی که زمانی منحصراً از سرم (مایع خون) حیوانات گرفته می شد، سرولوژی نامیده می شود . [41] هنگامی که یک واکنش آنتی بادی در یک آزمایش انجام شد، روش‌های دیگری برای تأیید آن مورد نیاز است. روش‌های قدیمی‌تر شامل تست‌های تثبیت مکمل ، [42] مهار هماگلوتیناسیون و خنثی‌سازی ویروس بود. [43] روش های جدیدتر استفاده می شودآنزیم ایمونواسی (EIA). [44]

در سال‌های قبل از اختراع PCR ، ایمونوفلورسانس برای تأیید سریع عفونت‌های ویروسی استفاده می‌شد. این یک سنجش عفونت‌پذیری است که به دلیل استفاده از آنتی‌بادی‌ها، مخصوص گونه‌های ویروسی است. آنتی‌بادی‌ها با رنگی مشخص می‌شوند که درخشنده است و هنگام استفاده از میکروسکوپ نوری با منبع نور اصلاح‌شده، سلول‌های آلوده در تاریکی می‌درخشند. [45]

واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) و سایر روش های تشخیص اسید نوکلئیک
PCR یک روش اصلی برای تشخیص ویروس ها در همه گونه ها از جمله گیاهان و حیوانات است. با شناسایی ردپایی از RNA یا DNA خاص ویروس کار می کند. این بسیار حساس و خاص است، اما می تواند به راحتی در معرض آلودگی قرار گیرد. اکثر آزمایشات مورد استفاده در ویروس شناسی دامپزشکی و ویروس شناسی پزشکی مبتنی بر PCR یا روش های مشابه مانند تقویت با واسطه رونویسی است. هنگامی که یک ویروس جدید مانند کووید کرونا پدیدار می شود، تا زمانی که ژنوم ویروس جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی یابی شده و مناطق منحصر به فردی از DNA یا RNA ویروس شناسایی شده باشد، می توان به سرعت یک آزمایش خاص ابداع کرد. [46] اختراع تست‌های میکروسیال به‌عنوان امکان خودکار شدن بیشتر این آزمایش‌ها، [47]علیرغم ویژگی و حساسیت آن، PCR یک نقطه ضعف دارد زیرا ویروس های عفونی و غیر عفونی را از هم متمایز نمی کند و “آزمایش های درمان” باید تا 21 روز به تعویق بیفتد تا نوکلئیک اسید ویروسی باقیمانده از محل پاک شود. عفونت [48]

تست های تشخیصی
در آزمایشگاه‌ها، بسیاری از تست‌های تشخیصی برای تشخیص ویروس‌ها، روش‌های تقویت اسید نوکلئیک مانند PCR هستند. برخی از آزمایش‌ها ویروس‌ها یا اجزای آن‌ها را شناسایی می‌کنند، زیرا این موارد شامل میکروسکوپ الکترونی و آنزیم-ایمونواسی می‌شود . ابزارهای به اصطلاح “خانه” یا “خودآزمایی” معمولاً تست های جریان جانبی هستند که ویروس را با استفاده از یک آنتی بادی مونوکلونال برچسب گذاری شده شناسایی می کنند . [49] اینها همچنین در کشاورزی، غذا و علوم زیست محیطی استفاده می شوند. [50]

کمیت و بارهای ویروسی
مقاله اصلی: تعیین کمیت ویروس
شمارش ویروس ها (کمی سنجی) همیشه نقش مهمی در ویروس شناسی داشته است و در کنترل برخی از عفونت های انسان که در آن بار ویروسی اندازه گیری می شود، مرکزی شده است. [51] دو روش اساسی وجود دارد: روش‌هایی که ذرات ویروسی کاملاً عفونی را شمارش می‌کنند که به آن‌ها سنجش عفونی می‌گویند و روش‌هایی که تمام ذرات از جمله ذرات معیوب را می‌شمارند. [29]

سنجش عفونت

پلاک ها در سلول ها باعث ایجاد ویروس هرپس سیمپلکس می شوند. سلول ها ثابت شده و به رنگ آبی رنگ آمیزی شده اند.
سنجش عفونی میزان (غلظت) ویروس های عفونی را در نمونه ای با حجم مشخص اندازه گیری می کند. [52] برای سلول های میزبان، از گیاهان یا کشت سلول های باکتریایی یا حیوانی استفاده می شود. حیوانات آزمایشگاهی مانند موش نیز به ویژه در ویروس شناسی دامپزشکی مورد استفاده قرار گرفته اند. [53] این‌ها سنجش‌هایی هستند که یا در مواردی که نتایج در مقیاس پیوسته هستند یا کمی هستند، جایی که رویدادی رخ می‌دهد یا رخ نمی‌دهد. سنجش های کمی مقادیر مطلق و سنجش های کمی یک احتمال آماری مانند حجم نمونه آزمایشی مورد نیاز برای اطمینان از آلوده بودن 50 درصد از سلول های میزبان، گیاهان یا حیوانات را نشان می دهد. این دوز عفونی متوسط ​​یا ID 50 نامیده می شود . [54]باکتریوفاژهای عفونی را می توان با کاشت آنها در “چمنزار” باکتری در ظروف کشت شمارش کرد. هنگامی که در غلظت های پایین، ویروس ها سوراخ هایی در چمن ایجاد می کنند که می توان جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی را شمارش کرد. سپس تعداد ویروس ها به صورت واحدهای تشکیل دهنده پلاک بیان می شود . برای باکتریوفاژهایی که در باکتری‌هایی که نمی‌توانند در کشت‌ها رشد کنند، تکثیر می‌شوند، از سنجش بار ویروسی استفاده می‌شود. [55]

ایمونوفلورسانس: سلول های آلوده به روتاویروس (بالا) و سلول های غیر آلوده (پایین)
سنجش فوکوس تشکیل (FFA) نوعی از سنجش پلاک است، اما به جای تکیه بر لیز سلولی برای تشخیص تشکیل پلاک، FFA از تکنیک‌های رنگ‌آمیزی ایمنی با استفاده از آنتی‌بادی‌های برچسب‌دار فلورسنت خاص برای یک آنتی‌ژن ویروسی استفاده می‌کند.برای شناسایی سلول های میزبان آلوده و ذرات ویروس عفونی قبل از تشکیل پلاک واقعی. FFA مخصوصاً برای تعیین کمیت دسته‌هایی از ویروس‌هایی که غشاهای سلولی را لیز نمی‌کنند مفید است، زیرا این ویروس‌ها برای سنجش پلاک‌ها قابل قبول نیستند. همانند روش سنجش پلاک، تک لایه‌های سلول میزبان با رقت‌های مختلف نمونه ویروس آلوده می‌شوند و اجازه داده می‌شوند تا برای یک دوره انکوباسیون نسبتاً کوتاه (مثلاً 24 تا 72 ساعت) در زیر یک محیط پوشش نیمه جامد که انتشار ویروس عفونی را محدود می‌کند، انکوبه شود و باعث ایجاد موضعی شود. خوشه ها (کانون) سلول های آلوده. صفحات متعاقبا با آنتی بادی های نشاندار شده با فلورسنت علیه یک آنتی ژن ویروسی بررسی می شوند و از میکروسکوپ فلورسانس برای شمارش و کمیت تعداد کانون ها استفاده می شود.50 ) سنجش می شود، اما از نظر معرف ها و تجهیزات مورد نیاز می تواند گران تر باشد. زمان تکمیل سنجش نیز به اندازه ناحیه ای که کاربر شمارش می کند بستگی دارد. یک منطقه بزرگتر به زمان بیشتری نیاز دارد اما می تواند نمایش دقیق تری از نمونه ارائه دهد. نتایج FFA به صورت واحدهای تشکیل دهنده کانون در هر میلی لیتر یا FFU/ [56] بیان می شود.

سنجش بار ویروسی
مقاله اصلی: بار ویروسی
هنگامی که سنجشی برای اندازه گیری ذرات ویروس عفونی انجام می شود (پلاک سنجش، سنجش فوکوس)، تیتر ویروسی اغلب به غلظت ذرات ویروسی عفونی اشاره دارد که با کل ذرات ویروسی متفاوت است. سنجش بار ویروسی معمولاً تعداد ژنوم‌های ویروسی موجود را به جای تعداد ذرات شمارش می‌کند و از روش‌هایی مشابه PCR استفاده می‌کند. [57] تست های بار ویروسی در کنترل عفونت های HIV مهم هستند. [58] این روش همه کاره را می توان برای ویروس های گیاهی استفاده کرد. [59] [60]

زیست شناسی مولکولی
ویروس شناسی مولکولی مطالعه ویروس ها در سطح اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها است. روش های ابداع شده توسط زیست شناسان مولکولی همگی در ویروس شناسی مفید بوده اند. اندازه کوچک و ساختار نسبتا ساده آنها ویروس ها را به یک کاندیدای ایده آل برای مطالعه با این تکنیک ها تبدیل می کند.

پاکسازی ویروس ها و اجزای آنها

محلول کلرید سزیم (CsCl) و دو نوع مورفولوژیکی روتاویروس . پس از سانتریفیوژ در 100 ga گرادیان در محلول CsCl تشکیل می شود و ذرات ویروس بر اساس چگالی آنها جدا می شوند. ارتفاع لوله 10 سانتی متر است. ویروس ها دو ناحیه “شیری” نزدیک به هم هستند. [61]
برای مطالعه بیشتر، ویروس‌هایی که در آزمایشگاه رشد می‌کنند نیاز به تصفیه دارند تا آلاینده‌ها را از سلول‌های میزبان حذف کنند. روش های مورد استفاده اغلب دارای مزیت متمرکز کردن ویروس ها هستند که بررسی آنها را آسان تر می کند.

سانتریفیوژ
سانتریفیوژها اغلب برای تصفیه ویروس ها استفاده می شوند. سانتریفیوژهای کم جزوه ویروس شناسی علوم ازمایشگاهی ، یعنی. آنهایی که حداکثر سرعت 10000 دور در دقیقه (rpm) دارند به اندازه کافی برای متمرکز کردن ویروسها قدرتمند نیستند، اما اولتراسانتریفیوژهایی با حداکثر سرعت حدود 100000 دور در دقیقه قدرت دارند و این تفاوت در روشی به نام سانتریفیوژ دیفرانسیل استفاده می شود . در این روش آلاینده‌های بزرگتر و سنگین‌تر با سانتریفیوژ با سرعت کم از مخلوط ویروس حذف می‌شوند. ویروس ها که کوچک و سبک هستند و در حالت تعلیق باقی می مانند، سپس با سانتریفیوژ با سرعت بالا متمرکز می شوند. [62]

پس از سانتریفیوژ دیفرانسیل، سوسپانسیون های ویروسی اغلب با زباله هایی که دارای ضریب رسوب یکسانی هستند آلوده می مانند و با این روش حذف نمی شوند. در این موارد از اصلاح سانتریفیوژ به نام سانتریفیوژ چگالی شناور استفاده می شود. در ‌ً ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ً ‌‌‌[61] ‌‌‌‌‌[63]

ً ‌‌‌‌[64]