آزمایشگاه بیولوژی مولکولی و داروئی

زیست‌شناسی مولکولی، مطالعهٔ زیست‌شناسی در سطح مولکولی است. این حوزه دارای وجوه مشترکی با زیست‌شناسی، شیمی، و به‌طور خاص، با علم ژنتیک و بیوشیمی است. زیست‌شناسی مولکولی، علم استنباط برهم‌کنش‌های مولکولی فعالیت‌های زیستی در بین سامانه‌های مختلف درون سلولی است که شامل ارتباطات میان DNA، RNA، پروتئین و بیوسنتز آن‌ها می‌باشد. به‌علاوه، چگونگی تنظیم این برهم‌کنش‌ها نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد.

اهداف آزمایشگاه:

الف) پزشکی- مولکولی

تکنیک‌­های آزمایشگاهی:

1. PCR (Polymerase Chain Reaction):  به علت دارا بودن ویژگی و حساسیت بالا و سرعت و سهولت آن، جایگاه ویژه‌­ای درتحقیقات و تشخیص‌های مولکولی پیدا کرده است.PCR در محیط آزمایشگاه امکان تکثیر یک توالی معین از DNA را که بین دو توالی مشخص قراردارد، امکان‌پذیر می­‌کند تا DNA از نظرمقدار به حد کافی برسد تا بتوان روی آن آزمایش‌­هایی مثل الکتروفورز، هیبریداسیون با پروب و توالی‌یابی (Sequencing) و ... را انجام داد.
2. Real-time PCR: به‌طور کلی Real Time PCR تکنیکی برای مشاهده بی‌­وقفه­‌ی پیشرفت واکنش PCR در طول زمان می­‌باشد. همچنین با این روش می‌­توان مقادیر تولیدات  PCR (mRNA، DNA، cDNA) را نیز اندازه گیری نمود. این روش بر مبنای فلوروسنت تولیدی از مولکول گزارشگر (Reporter) می­باشد که در طول واکنش افزایش می­‌یابد. مولکول­‌های گزارشگر فلوروسنت یا به صورت رنگ‌هایی می­‌باشند که به DNA دو رشته‌ای باند می­‌شوند، مانند SYBR® Green و یا بصورت شناساگرهای توالی‌های خاص مانند TaqMan® Probes  می‌­باشند. این تکنیک علاوه بر دقت و حساسیت بالا می‌­تواند با حداقل اسید نوکلئیک آغاز شود و مقدار تولید نهایی را با دقت زیادی تعیین نماید. 

کاربردهای Real-time PCR:

• تحقیقات میزان بیان
• اندازه گیری میزان همانندسازی DNA در ژنوم یا DNA ویروسی
• میزان تاثیر دارو درمانی
• سنجش آسیب های DNA
• تشخیص عوامل بیماری‌زا
• تعیین ژنوتایپ افراد
• سنجش تفکیک شدن آللی

3. Western Blot: وسترن بلات که همچنین بعنوان ایمونوبلاتینگ یا پروتئین بلاتینگ نیز شناخته شده است، یکی از تکنیک­‌های کلیدی در زیست شناسی سلولی و مولکولی است و معمولا برای شناسایی حضور پروتئین­‌های خاصی در مجموعه‌­ای از پروتئین­‌های سلولی به کار می­رود. فرآیند این تست به سه فاکتور اساسی بستگی دارد:

• جداسازی کل پروتئین­‌ها بر اساس اندازه با استفاده از الکتروفورز پروتئین در ژل
• انتقال کافی پروتئین­‌های جداشده به یک بستر جامد عموماً صفحه‌­ی نیتروسلولز
• شناسایی اختصاصی پروتئین هدف با آنتی‌بادی مناسب

این روش به خصوص برای پروتئین‌های با غلظت پایین مناسب است.

4. Immunohistochemistry: ایمونوهیستوشیمی یک تکنیک اساسی است که در بسیاری از آزمایشگاه‌ها برای اهداف تشخیصی و پژوهشی استفاده می‌شود. این روش ترکیبی از تکنیک‌های ایمونولوژی، بافت‌شناسی و بیوشیمیایی است که برای تشخیص اختصاصی اجزای (آنتی‌ژن‌های پروتئینی) بافت‌ها، بواسطه آنتی‌بادی‌های کنژوگه شده از طریق یک واکنش آنتی‌ژن- آنتی‌بادی، استفاده می‌شود. بعد از اتصال آنتی‌بادی کنژوگه شده به آنتی‌ژن هدف در سطح بافت و تولید یک محصول رنگی طی واکنش هیستوشیمی (رنگزا)، با میکروسکوپ نوری یا میکروسکوپ فلوروکروم و با نور ماوراء بنفش (UV) می‌توان محصول رنگی را که در واقع محل بیان آنتی‌ژن موردنظر است، تشخیص داد.

کاربرد های ایمونوهیستوشیمی:

• تشخیص و درمان تومور‌ها و سلول‌های سرطان
• تشخیص فرآیند تمایز بافت‌ها از طریق شناسایی مارکر‌های سطحی
• در تحقیقات و پژوهش‌ها در زمینه های مختلف پزشکی
• تشخیص سرطان‌های اولیه ناشناخته 

5. ELISA Reader: «الایزا ریدر»  یا خوانشگر الایزا که به اسامی «میکروپلیت ریدر» و «خوانشگر میکروپلیت فتومتریک» نیز معروف است، یک اسپکتروفتومتر تخصصی بوده که به منظور قرائت نتایج تست الیزا طراحی شده است. این وسیله به منظور تعیین حضور آنتی‌بادی‌ها یا آنتی‌ژن‌های اختصاصی در نمونه‌ها به کار می‌رود. این تکنیک بر اساس تشخیص یک آنتی‌ژن یا آنتی‌بادی‌ها روی یک سطح جامد به صورت مستقیم یا ثانویه به کمک آنتی‌بادی‌های نشان‌دار و ایجاد محصولاتی استوار است که می‌توانند توسط اسپکتروفتومتر خوانده شوند. واژه الایزا ELISA، اختصاری از کلمات Enzyme-Linked  Immuno  sorbent  Assay است.

ب) بیوشیمیایی

تکنیک‌های آزمایشگاهی:

1. اسپکتروفوتومتری: طیف­‌سنجی نوری یا اسپکتروفوتومتری در شیمی، روشی است برای سنجش و مطالعه‌ی طیف الکترومغناطیسی. در این روش با استفاده از میزان اندازه‌ی جذب نور نمونه‌ها، غلظت آنها را تعیین می‌کنند. همچنین از آن می‌­توان برای تجزیه و تحلیل نمونه های DNA ، RNA استفاده نمود.

2. HPLC: کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا از جمله تکنیک‌های جداسازی (Separation) مرسوم است، که در بسیاری از علوم بکار برده می‌شود. کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا High Performance Liquid Chromatography  بی‌تردید ، سریع‌ترین رشد را در بین تمام روش‌های جداسازی تجزیه‌ای با فروش سالیانه در گستره بیلیون دلار داشته است. دلایل این رشد انفجارآمیز عبارتند از حساسیت روش، سازگاری سریع آن برای انجام اندازه‌گیری‌های کمی دقیق، قابلیت آن برای جداسازی مواد و گونه‌های غیرفرار یا ناپایدار در مقابل گرما و مهم‌تر از همه، کاربرد گسترده آن برای موادی است که در صنعت، زمینه‌های مختلفی علوم و جامعه اهمیت بالایی دارند.

3. GC: کروماتوگرافی گازی یا  Gas Chromatography یک تکنیک جداسازی برای آنالیز ترکیبات فرار است. به‌طور کل در این روش اجزا نمونه در حلال حل شده و به حالت بخار در می آید، سپس توسط فاز متحرک در طول ستون جریان می‌یابد. ستون شامل فاز ساکن جامد یا مایع می باشد که اگر فاز ساکن مایع باشد به کروماتوگرافی گاز-مایع (GLC) و اگر فاز ساکن جامد باشد، به کروماتوگرافی گاز-جامد (GSC) معروف است. اساس جداسازی توزیع نمونه بین دو فاز ساکن و متحرک است. نکته قابل توجه در مقایسه این کروماتوگرافی با سایر روش ها،عدم وجود برهمکنش بین فاز متحرک و نمونه است.

پ) داروئی

از اهداف این حوزه توسعه تحقیقات در عرصه‌های مختلف علوم دارویی از جمله فارماسیوتیکس، شیمی دارویی، فارماکولوژی، فارماکوگنوزی، داروسازی بالینی، و فن‌آوری‌های نوین دارویی شامل بیوتکنولوژی دارویی و نانوتکنولوژی دارویی و داروهایی با تمرکز بر روی درمان یا کنترل بیماری‌های سیستم عصبی و کارکردهای مغزی می‌باشد.

ت)کشت سلولی 

یکی از اهداف کشت سلولی مطالعه‌ی سلول‌ها از نظر نحوه‌­ی رشد، نیازهای غذایی و علل توقف رشد آنها است. بنابراین برای مطالعه‌­ی چرخه‌­ی رشد سلولی، توسعه­‌ی روش­‌های کنترل رشد سلول­‌های سرطانی و تعدیل بیان ژن ها نیاز به کشت این سلول‌­ها در محیط خارج بدن می باشد. به طور خلاصه به کمک کشت سلولی می­توان سلول های همسانی تهیه نمود و فعالیت‌های داخل سلولی از قبیل تکثیر DNA، نسخه برداری از DNA، سنتز RNA و پروتئین و سایر جزئیات مربوط به متابولیسم را مطالعه کرد. همچنین می­‌توان پس از اتصال مولکول­‌های مختلف به گیرنده­‌های غشایی مربوطه، اتفاقات بعدی و جریانات داخل سلولی از قبیل جابجایی این کمپلکس ها، نوع پیام‌­دهی داخل سلولی و نحوه­ی انتقال پیام‌ها را بررسی نمود.

در این آزمایشگاه علاوه بر شیشه آلات آزمایشگاهی تجهیزات زیر موجود می باشد:

Autoclave - Rotary evaporator - Vacume pump - Benmari - Heater Stirrer - Incobator co2 - Geldoc - Chemical Hood - Laminar Hood class 2 - Digital Weghting Machine - Analytical Weghting Machine - Power Supply - Centrifuge - Auto Sampler - PH Meter - Melting Point Machine - Mixer Machine - Deionizer Machine - Electrophoresis