دانشگاه صنعتی بابل
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
عنوان پایان‌نامه
طراحی نوسان‌ساز Cross-Coupled LC با نویز فاز کم
جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد
در رشته مهندسی برق گرایش میکروالکترونیک
استاد راهنما:
دکتر حسین میار نعیمی
نگارش
محدثه نوذری میرارکلایی
تیر ۱۳۹۱
زندگی
صحنه یکتای هنرمندی ماست
هر کسی نغمه­ی خود خواند و از صحنه رود
صحنه پیوسته به جاست
خرم آن نغمه که مردم بسپارند به یاد
بیاد پدر
تقدیم به:
روح پرفتوح پدرم که آفتاب مهرش در آستانه قلبم، همواره پابرجاست و هرگز غروب نخواهد کرد
مادرم که وجودش شادی بخش و صفایش مایه آرامش من است
همسرم، همراه زندگیم، پناه خستگیم و امید بودنم
تشکر و قدردانی
اعتراف می­کنم که نه زبان شکر تو را دارم و و نه توان تشکر از بندگان تو، و اما بر حسب وظیفه
سپاس از
استاد فرهیخته و فرزانه جناب آقای دکتر حسین میار نعیمی که با کرامتی چون خورشید ، سرزمین دل را روشنی بخشیدند و گلشن سرای علم و دانش را با راهنمایی های کار ساز و سازنده بارور ساختند.
پدرم که عاشقانه سوخت تا گرمابخش وجودم و روشنگر راهم باشد. پدر به خود می­بالم که فرزند توام. امید به آنکه با رسیدن به این مرحله از من راضی و خشنود باشی.
مادر دلسوز و مهربانم که سجده ی ایثارش گل محبت را در وجودم پروراند و دامان گهربارش لحظه های مهربانی را به من آموخت.
همسرم که با وجود دوره کوتاه زندگی مشترک تاکنون همدلی و همگامی خود را به من اثبات نمود.
دوستانی که در انجام این پایان نامه از کمک­هایشان بی دریغ نمانده ام.
کلیه اساتید ارجمندم در طول سالهای به یاد ماندنی شاگردیشان تشکر می­نمایم.
در پایان از درگاه خداوند متعال برای تمامی این عزیزان سلامتی، موفقیت و توفیق روزافزون در همۀ عرصه های زندگی را مسئلت می نمایم.چکیده

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

نوسان‌سازها از جمله مهمترین اجزای تشکیل دهنده سیستم­های مخابراتی می­باشد. از آنجایی که نویز فاز یکی از پارامترهای مهم تعیین کننده­ کیفیت یک نوسان‌ساز می­باشد، طراحی نوسان‌سازهایی با نویز فاز کمتر از اهداف مهم طراحان است. در میان اسیلاتورهای مختلف، نوسان‌سازهای Cross-Coupled LC بدلیل عملکرد نویز فاز بهتر، مصرف توان کمتر، ساختار تفاضلی و پیاده­سازی آسان آن نسبت به سایر نوسان‌سازها نقش مهمی را در طراحی مدارات فرکانس بالا ایفا می­ کند. تلاش­ های زیادی در راستای کاهش نویز فاز این نوسان‌سازها صورت گرفته است و تکنیک­های مختلفی نیز ارائه شده است. یکی از روش­های موثر کاهش اثر نویز ترانزیستور در فاز خروجی نوسان‌ساز، بهینه کردن فرم جریان آن می­باشد. در این پایان نامه ابتدا به بررسی نوسان‌ساز LC و منابع نویز آن پرداخته و سپس تکنیک شکل­دهی جریان ترانزیستورها و نقش آن در کاهش نویز فاز نوسان‌ساز بیان شده است. در ادامه ساختار جدیدی برای نوسان‌سازهای Cross-Coupled LC ارائه گردیده است که در آن جریان درین ترانزیستورهای زوج تفاضلی برای کاهش نویز فاز شکل دهی شده ­اند. از آنجایی که وقتی خروجی ها در نقاط پیک خود قرار دارند منابع نویز کمترین سهم در نویز فاز را دارند، جریان درین ماکزیمم مقدار را دارد و در نقاط گذر از صفر خروجی که حساسیت فاز خروجی به نویز تزریق شده بیشترین مقدار خود را دارد، ترانزیستورها خاموش شده و یا حتی­الامکان جریان ناچیزی را هدایت کنند. بدین طریق سهم نویز فاز ادوات فعال کاهش می­یابد. در پایان معادله نویز فاز ساختار معرفی شده نیز استخراج گردیده است و نقش کاهش زاویه­ی هدایت ترانزیستورها در کاهش نویز فاز بررسی شده است.
برای ارزیابی تکنیک معرفی شده، یک اسیلاتورLC در فرکانس مرکزی ۲GHz در تکنولوژی TSMC CMOS 0.18µm در نرم افزار Agilent ADS طراحی و شبیه­سازی شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است نتایج آزمایش‌ها نشان می­دهد اسیلاتور پیشنهادی علاوه بر کاهش قابل توجه نویز فاز از نظر FOM نیز بر اسیلاتور­های کلاسیک برتری دارد.
واژه‌های کلیدی
نویز فاز، نوسان‌سازهای LC، شکل دهی جریان ترانزیستور ، تابع حساسیت ضربه
فهرست مطالب
فصل اول : مقدمه ۱
۱-۱- مقدمه ۲
۱-۲- اهداف و ساختار پایان نامه ۶
فصل دوم: نوسان‌سازها و تاثیر نویز بر عملکرد آنها ۷
۲-۱- مقدمه ۸
۲-۲- اصول کلی عملکرد نوسان‌سازها ۸
۲-۲-۱- مدل فیدبک نوسان‌ساز ۹
۲-۲-۲- مدل مقاومت منفی نوسان‌سازها ۱۰
۲-۳- انواع نوسان‌سازهای CMOS 11
۲-۳-۱- نوسان‌سازهای حلقوی ۱۵
۲-۳-۲- نوسان‌سازهای LC 18
– توپولوژی تک ترانزیستوری ۱۸
– توپولوژی تفاضلی Cross-Coupled 21
۲-۳-۳- نوسان‌سازهایLC مناسب­ترین انتخاب برای کاربردهای مخابراتی ۲۵
۲-۴- شبکه ­های LC پسیو ۲۶
۲-۴-۱- تانک RLC موازی ۲۶
۲-۴-۲- تانک RLC سری ۲۸
۲-۵- ضریب کیفیت تانک ۲۸
۲-۶- نویز ۳۰
۲-۶-۱- مقدار RMS نویز ۳۱
۲-۶-۲- جمع منابع نویز ۳۱

۰٫۰۱۲۵

۰٫۰۱۲۵

CUSO4.O aq.

۰٫۰۰۰۵

۰٫۰۰۰۵

d.l. cysteine HCI

۰٫۰۳

–

Glutathione

–

۰٫۰۱

yeast extract (freshly prepared)**(ml)

۵

۵۰

Starch

۱٫۵

۱٫۵

۲-۱-۴٫جداسازی سلول باکتری ازکشت^[۱۲۰]
در مؤسسه واکسن و سرم سازی رازی برای جداسازی باکتری سیاه سرفه از محیط کشت از ترسیب شیمیایی توسط اسید کلریدریک استفاده می شد. این روش برای اولین بار توسط Pusztai و Juhazانجام شد که در سال ۱۹۶۱ ترسیب سلول باکتری توسط اسید را تشریح نمودند. در این روش با افزودن اسید کلریدریک به محیط کشت اسیدیته به ۴ می رسد و سپس سلول های باکتری سریعاً رسوب می کنند. مقدار رسوب بطور معمول در این روش ۵-۳ % حجم کل کشت می باشد. در بررسی های انجام شده توسط Vanfiemert (1967) در تجربیاتی نشان دادند که واکسن ترسیب یافته با اسید معمولاً توکسیسیتی بالاتری نسبت به واکسن ترسیب شده با سانتریفوژ دارد. در حالیکه واکسن های تهیه شده توسط سانتریفوژ توانمندی بالاتری نسبت به واکسن ترسیب شده با اسید نشان دادند (۶۰).

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۲-۲٫ تاریخچه تولید واکسن سیاه سرفه در انستیتو رازی
در انستیتو رازی تهیه واکسن سیاه سرفه از سال ۱۳۲۸ شمسی با کشت باکتری بر روی محیط جامد بورده-ژانگو که به آن خون گوسفند افزوده می شد، شروع شد.
سپس در سال ۱۳۳۱ شمسی محیط جامد جای خود را به محیط مایع کوهن- ویلر داد و بر روی این محیط هشت سویه باسیل سیاه سرفه که از مؤسسات بهداشت ایالتی نیویورک و میشیگان بدست آمده بود بویژه سویه های ۴۰۱۰۳، ۴۱۴۰۵، ۴۴۱۲۲، ۱۸۳۲۳ کشت می گردید.
درسال ۱۳۳۵ شمسی مرحوم پروفسور میر شمسی با دکتر بیودل که مسئول تهیه واکسن سیاه سرفه در مؤسسه دولتی باکتریولوژی استکهلم بود روش کشت در محیط مایع و دمیدن هوای پاک و عاری از آلودگی را در انستیتو رازی به وسیله مرحوم دکتر محمد حسین تسلیمی که از آغاز تولید واکسن سیاه سرفه مسئول و مجری برنامه تولید این واکسن بودند، اجرا نمودند. با روش هوادهی به کشت های حاوی باکتری سیاه سرفه میزان غلظت باکتری نسبت به کشت های بدون هوا به میزان ۳ برابر افزایش یافت.
استفاده از محیط مایع برای کشت باسیل سیاه سرفه بدان سبب اختیار شده بود که بسیاری از پژوهندگان معتقد بودند که ترشحات باسیل مذکور در کشت مایع محتوی عامل ایمنی بخش می باشد و شاید مایه ای که در محیط مایع تهیه شود بهتر از مایه تهیه شده در محیط جامد باشد.
در دهه ی ششم سه عدد فرمانتور جهت تهیه واکسن های میکروبی به ویژه واکسن سیاه سرفه خریداری و نصب شد. تهیه واکسن سیاه سرفه به مقیاس وسیع با بهره گرفتن از این فرمانتورها تا کنون ادامه دارد (۴).
همچنین در انستیتو رازی از مرتیولات (تیومرسال) به نسبت ۰۲/۰ درصد برای کشتن باسیل سیاه سرفه و به عنوان محافظ از آلودگی استفاده می­شد. قبل از افزودن مرتیولات سوسپانسیون غلیظ باسیل سیاه سرفه را مدت یک ساعت در بن ماری در حرارت ۵۶ درجه سانتیگراد گرم می کردند. بلافاصله کشت ها را سرد و به حرارت ۲۵ درجه سانتیگراد رسانیده و آنگاه مرتیولات افزوده شده و پس از برداشت نمونه جهت انجام تست های کنترلی نظیر استریلیتی و غیر فعال سازی، سوسپانسیون ها را در سردخانه ۸-۴ درجه سانتیگراد برای مدتی در حدود ۹-۶ ماه نگهداری می کردند (۴و۶۰).
پس از این مدت آزمایش های مکرر برای اطمینان از رفع سمیت سوسپانسیون میکروبی، عدم آلودگی و ایمنی دهی در موش سفید مطابق روش های توصیه شده بوسیله سازمان جهانی بهداشت انجام می گیرد.
۲-۳٫ غیرفعال سازی سوسپانسیون سلولی باکتری سیاه سرفه
از هنگامیکه در دهه ۱۹۲۰ میلادی Ramon خاصیت سمیت زدایی فرمالین راکشف کرد این ترکیب برای غیر فعال کردن توکسین ها، سلول های باکتریایی و ویروس ها مورد استفاده قرار گرفته است. با تولید واکسن هایی که بوسیله دستکاری ژنتیکی سمیت زدایی شده اند، فرمالین یک نقش جدید و مهم را به عنوان تثبیت کننده ی آنتی ژن های سمیت زدایی شده ژنتیکی کسب کرده است (۵۳).
۲-۳-۱٫ استفاده از فرمالین و تیومرسال برای سمیت زدایی سوسپانسیون سلولی سیاه سرفه
در اوایل دهه ۱۹۲۰، Ramon یک تثبیت کننده عمومی (فرمالین) را با هدف سمیت زدایی صاف شده کشت کورینه باکتریوم دیفتری بکار برد. Ramon پی برد که نگهداری صاف شده کشت دیفتری به همراه فرمالین نه تنها خاصیت سمی آن را خنثی می کند بلکه تزریق این صاف شده غیر سمی می تواند حیوانات را در مقابل اثرات کشنده سم دیفتری ایمن نماید. بدنبال آن پی برد که فرمالین می تواند برای سمیت زدایی توکسین دیفتری و تبدیل آن به واکسن بکار رود. سپس این تکنولوژی در غیرفعال سازی توکسین کزاز، سلولهای کامل باکتری و ویروس ها بکار رفت. نقش دوگانه فرمالین در غیرفعال سازی توکسین و تثبیت آنتی ژن ها در مدت زمان طولانی ذخیره سازی، قریب به ۷۰ سال است که به دفعات در موارد مختلف ثابت شده است (۵۳و۴۴).
این ویژگی منحصر به فرد فرمالین آنرا به یک ماده مهم و اساسی در تولید واکسن های باکتریایی و ویروسی تبدیل کرده است. واکسن های دیفتری و کزاز هنوز با روشی که Ramon در سال ۱۹۲۴ ارائه داده است، تولید می شود (۴۴).
بنابراین نباید تعجب کرد که حتی امروزه فرمالین یک ماده مهم و انتخابی در سمیت زدایی توکسین های جدیدی است که کاندید واکسن هستند. نمونه جدید آن را می توان در سمیت زدایی توکسین سیاه سرفه یافت(۲۵).
Munoz و Hestekin (1966) با بهره گرفتن از فرمالین و تیومرسال تغلیظ شده، باکتری سیاه سرفه را سمیت زدایی نمودند. آنها مشاهده کردند که سوسپانسیون سلولی سیاه سرفه در مجاورت ۵/۰ درصد فرمالین در درجه حرارت ۳۷ درجه سانتیگراد به مدت یک هفته قادر است فعالیت توکسیستی سیاه سرفه را حذف نماید در حالیکه استفاده از تیومرسال با غلظت ۱:۱۰،۰۰۰ نتوانست فعالیت توکسیستی سیاه سرفه را حذف نماید. توانمندی واکسن فرمالین به میزان قابل توجهی کاهش یافت در حالیکه توانمندی واکسن تیومرسالی شرایط نرمال خود را حفظ کرده بود. در این آزمایش Munozو همکارش نشان دادند که سوسپانسیون سلولی سیاه سرفه بدون غیر فعال سازی حرارتی در حضور ۵/۰ درصد فرمالین در درجه حرارت ۵-۲ درجه سانتیگراد در طول مدت ۲۷ هفته سمیت زدایی شده و توانمندی فرآورده نسبت به زمانیکه در ۳۷ درجه سانتیگراد انکوبه گردد ثبات بیشتری را نشان می دهد. همچنین سوسپانسیون سلولی سیاه سرفه که بدون غیرفعال سازی حرارتی در معرض تیومرسال ۱:۱۰،۰۰۰ در درجه حرارت ۵-۲ درجه سانتیگراد در طول مدت ۲۷ هفته سمیت زدایی شده، از نظر حفظ ثبات ایمنی زدایی شرایط بهتری را نسبت به فرمالین نشان می دهد (۴۴).

K(ω)=ω/c(ε_۱μ_۱ε_۲μ_۲/ ε_۱μ_۱ + ε_۲μ_۲)^۱/۲
که در آن ε ثابت دی الکتریک و μ. ثابت گذر دهی مغناطیسی فلز،بلور شیشه ای و سطح لایه ی نازک فلزی هستند.
موادی که وجود پلاسمون های سطحی را تضمین می کنند عبارتند از نقره و طلا اما فلزاتی مانند مس ، تیتانیوم و کروم نیز مورد استفاده قرار می گیرند.
وقتی از نور برای بر انگیخته کردن امواجSP استفاده می شود معمولا دو حالت اتفاق می افتد. درساختار OHO روشنایی نور سطح دیواره ی بلوک را روشن می کند و معمولا بازتابش داخلی اتفاق می افتد. یک لایه ی نازک فلزی از جنس طلا نیز تا حد امکان نزدیک دیواره ی بلوک قرار می گیرد به طوری که امواج بازتابشی با امواج پلاسمای سطح بر هم کنش کنند و به این ترتیب پلاسمون ها بر انگیخته شوند.در ساختار کریشمان لایه نازک فلزی روی سطح دیواره ی بلوک لایه نشانی شده است. نور دوباره سطح بلوک را روشن می کند و امواج بازتابشی در لایه نازک فلزی نفوذ می کنند.به این ترتیب پلاسمون ها در سطح دیگر لایه ی نازک فلزی بر انگیخته می شوند. این روشی است که در اکثر کاربرد ها مورد استفاده قرار می گیرد.

۲-۱-۱تابشSPR
وقتی امواج پلاسمونی سطح با یک ذره یا نقص ساختاری برخورد می کنند(چیزی شبیه زبری های سطحی)مقداری از انرژی آنها دوباره به صورت نور تابش می شود.این نور تابشی را می توان در پشت لایه ی نازک فلزی و در جهات مختلف مشاهده کرد.
کاربرد ها
پلاسمون های سطحی برای محاسبه ی درجه ی حساسیت سطوح در چندین اندازه گیری اسپکتروسکوپی شامل اثر فلورسانس،پراکندگی رامان و تولید هارمونیک های دوم مورد استفاده قرار
می گیرد.به هر حال در ساده ترین کاربرد از اندازه گیری بازتابش SPRمی توان برای مشاهده ی جذب مولکولی موادی مانند پلیمر ها،DNAیاپروتئین های متصل به آن استفاده کرد.
از لحاظ عملی معمول است که زاویه ی کمترین بازتابش (بیشترین جذب)را اندازه گیری کنند.این زاویه در طی اندازه گیری جذب یک لایه ی ضخیم(در حد نانو متر)از مرتبه ی ۱/۰ درجه تغییر می کند.در بعضی روش ها نیز تغییر در طول موج جذب بررسی می شود.مکانیسم آشکار سازی اینگونه است که مولکولهای جذب شده باعث ایجاد تغییرات موضعی در ضریب بازتابش سطح شده و تغییر در شرایط تشدید در امواج پلاسمونی سطح را بوجود می آورند.
اگر سطح از چند نوع بیو پلیمر تشکیل شده باشد با بهره گرفتن از سنسورهای تصویر برداری و ادوات اپتیکی کافی این روش را می توان به تصویر برداری تشدید پلاسمونی SPRI بسط داد.این روشتصاویری با وضوح بالا را بر اساس جذب مولکول ها بدست می دهند که مشابه میکروسکوپ های زاویه ی بروستر است.
برای نانو ذرات نوسانات پلاسمونی نقطه ای سطح می تواند تا ایجاد پرتو های نوری شدید رشد کند.نانو ذرات و نانو سیم ها توانایی جذب زیادی در محدوده ی بین نور مرئی و فرابنفش از خود نشان می دهند. که در فلزات حجمی وجود ندارد.این جذب دور از انتظار با افزایش جذب نور افزایش می یابد.درست همان پدیده ای که در سلول های فوتو ولتایی اتفاق می افتد.انرژی(رنگ)این جذب وقتی پلاریزاسیون نور عمودی یا موازی با سطح نانو سیم باشد متفاوت است.جابجایی در این تشدید ناشی از تغییرات موضعی در ضریب پراش و جذب نانو ذرات می تواند برای تشخیص بیو پلیمرهایی مانندDNA و پروتئین های متصل به آنها مورد استفاده قرار گیرد.
مهمترین اصل اپتیکی مورد استفاده برای مدل سازی این سیستم اصل فرنل است که در آن لایه های ضخیم به صورت نا محدود در نظر گرفته می شود.همچنین لایه های دی الکتریک به صورت پیوسته فرض میشوند.این توصیف ممکن است شامل ضریب پراش چندگانه و ضخامت های مختلف باشد.به هر حال معمولا فقط یک حل در محدوده ی داده های منطقی وجود خواهد داشت.
پلاسمون های ذرات فلزی معمولا با بهره گرفتن از نظریه ی پراکندگیMIE مدل سازی می شوند.در بسیاری از حالت ها مدلی که تمام جزییات را در نظر بگیرد وجود ندارد . سنسورهای مورد استفاده برای کاربرد های خاص کالیبره شده و با بهره گرفتن از منحنی کالیبراسیون دقت آنها تعیین می شود.
۲-۲بیو سنسورهای فیبر نوری
سنسورها طوری توسعه پیدا می کنند تا پاسخ گوی نیاز تحلیل همزمان با اندازه گیری باشند.کار در عمل بسیار ساده است.رابطه مستقیمی بین زمان و مقدار اندازه گیری سنسور و تحلیل داده ها برقرار می شود.سنسورهای بیو شیمیایی که بر پایه ی فیبر نوری عمل می کنند نمونه ای از این سنسورها هستند.همانطور که از اسم آنها مشخص است این سنسورها وسایلی برای انتقال اطلاعات شیمیایی از یک نمونه ی در حال اندازه گیری به واحد پردازش و تحلیل و ایجاد یک سیگنال مفید هستند.تمامی این قسمت ها در ارتباط با هم و کاملا فشرده و در ارتباط مستقیم با نمونه ی اندازه گیری شده هستند.بیو سنسورهای فیبر نوری از یک فیبر نوری برای ایجاد و انتقال اطلاعات استفاده می کنند.
این سنسورها بر اساس نوع مولفه ی مورد استفاده برای اندازه گیری طبقه بندی می شوند.و بر همین اساس به ۵ دسته قابل تقسیم هستند:
۱-بیو سنسورهای فیبر نوری آنزیمی:
که ازیک آنزیم خالص و یا مخلوطی از چند جزبیولوژیکی مانند سلول و یا visideاستفاده می کنند.آنزیم ها واکنش ها را به طور ویژه ای کاتالیز می کنند. و محصولات واکنش ها را به طور مستقیم و یا با انجام واکنش با معرف ها تعیین و آشکارسازی می کنند.
۲- بیو سنسورهای فیبرنوریimmunoassay :
این بیو سنسورها از پیوند بین آنتی بادی ها و آنتی ژن ها استفاده می کنند.این پیوند به طور غیر مستقیم و با بهره گرفتن از نشانه های نوری فلوروسنس و یا به طور مستقیم اندازه گیری و تغییرات ضریب پراش را تعیین می کنند.
۳- بیو سنسورهای فیبر نوری اسید های نوکلئیک:
که از تمایل تبدیل SSDNA(single-standed DNA) به DSDNA(double- standed DNA)استفاده می کنند. این سنسورها معمولا از نشانه گذاری یک عضو SSDNA توسط شناساگرهای نوری استفاده کرده و به همین دلیل به سنسورهای DNAیا genosensorsنیز معروف شده اند.
۴- بیوسنسورهای فیبرنوری تمام سلولی:
این سنسورها اثرات تاثیر یک analyte را روی ریز ساختارها بررسی می کنند.آشکارسازی اپتیکی بوسیله ی یک معرف یا خواص اپتیکی خود سلول ها انجام می شود.باکتری های بیو لومینسانس (bioluminescent) که به روش مهندسی ژنتیک ساخته شده است نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
۵- بیو سنسورهای فیبر نوری biomimetic:
که از مواد غیر بیولوژیکی برای انجام انتخاب های بیولوژیکی استفاده می کنند.
تمام انواع این سنسورها تقریبا شرایط فیزیکی کارکرد مشابهی دارند. یعنی از لحاظ ساختار عملی و ابزار مورد استفاده می توان یک مدل کلی برای آنها در نظر گرفت مثلا شرایط ساخت و اساس کار آنها مشابه است.
در طی دهه گذشته، با پیشرفت فناوری ساخت فیبر نوری و ساخت نانوفیبرها، در پژوهش‌های پزشکی و بیولوژیکی نیز تحولات عظیمی صورت گرفته و فناوری ساخت حسگرهای زیستی و دانش تولید نانومتریِ این ابزارها روزبه‌روز گسترش یافته است. این حسگرها به لحاظ استفاده از نانو فیبر نوری در ساختارشان “نانو حسگرهای نوری” نامیده شده‌ و به دو دسته ی شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم می‌شوند. بسته به اینکه بخواهیم این حسگر را برای تجزیه‌ی گونه‌ی داخل سلول، مایع بیولوژیک بین سلولی یا داخل خون به کار ببریم، ابعاد نوک حسگر، زاویه‌ی مخروطی شدن نوک آن و میزان نرمی پوشش روی فیبر متفاوت خواهد بود.برای نمونه، در (شکل زیر)نحوه تهیه‌ی نوک حسگر از روش کشش فیبرهای نوری آورده شده است.
الف ـ شیوه کشیدن فیبر برای ساخت نانوفیبرها از نمای بالا. ب ـ نمای جانبی از یک فیبر کشیده‌شده
در این دستگاه از لیزر دی‌اکسیدکربن برای گرم‌کردن فیبر و از وسیله‌ای برای کشش فیبر در جهت محور اصلی آن استفاده می‌شود. محققان موفق شده‌اند با تغییر دما و میزان نیروی کششیِ اعمال‌شده به فیبر، نوک‌هایی برای حسگرهای زیستی بسازند که قطرشان بین ۲۰ تا ۵۰۰ نانومتر است. این تکنیک سرعتی بالا (حدود ۳ ثانیه) و روند تولید نسبتاً ساده‌ای دارد. در تصویر زیر یک نانوفیبر تولیدشده به شیوه‌ی کشش لیزری در سمت راست و عبور آن از غشای سلولی در سمت چپ نشان داده شده‌‌است.

نانوفیبر تولیدشده به شیوه‌ی کشش لیزری(سمت راست) و عبور نوک حسگر از غشای سلولی (سمت چپ)
حسگرهای فیبر نوری متراکم، سبک، مقرون به صرفه و مقاوم در برابر خوردگی، پرتوهای تشعشعی، حرارت بالا و تداخل‌های الکترومغناطیسی می‌باشند. داشتن این ویژگی‌ها باعث شده است تا فیبرهای نوری، در حوزه انتقال چندتایی به منظور تبادل داده‌های سنسورها کارایی زیادی داشته باشد. همچنین در بافت‌های زنده، دریافت علائم حیاتی درون‌سلولی جهت شناسایی هدف‌های بیوشیمیایی همچون تترول بنزوپیرین، سیتوکروم C، دنباله‌های DNA و ترکیباتی نظیر اینها، به مرحله‌ی کاربردی شدن سوق پیدا کرده‌اند.
در فصل بعد مدل ساده شده ای برای این مکانیسم ها معرفی کرده و سعی می کنیم معادلات حاکم بر آنها را معرفی کنیم. در ادامه شرایطی برای شبیه سازی آنها بیان می کنیم. این شرایط عموما مربوط به ساختار اپتیکی مسئله و شرایط بهینه سازی آن خواهد بود.
نانو بیو سنسور الکترو شیمیاییDNA،اصل و کاربردها
۲-۳مقدمه
هدف ازکاربردDNAسنسورها شناسایی یک ترتیب بازی مشخص درDNAهدف می باشد در مورد
بیماریهای انسانی که در آنها موتاسیون صورت گرفته است مهم می باشد.یکDNAسنسور الکترو
شیمیایی شامل:DNAهدف در محلول،لایه تشخیص،وسطح الکترود جامد می باشد.روش های تشخیص
الکترو شیمیایی متعددی تا کنون ابداع و توسعه یافته اند که عبارتند از:الکترو شیمی مستقیم DNA،
الکتروشیمی در در الکترودهای تغییر یافته پلیمری،الکتروشیمی گزارشگرهای احیاءگرمختص
به DNA،تقویت الکتروشیمیایی توسط نانو ذرات و ابزارهای الکتروشیمیایی بر اساس شیمی انتقال با
واسطهDNA.در۱۵سال گذشته پیشرفت های مهمی در ایجاد تکنیکهای جدیدی برای تشخیص های
بیولوژیکی واثرات متقابل بینابینی بر روی سطح جامد یا محلول صورت گرفته است.با ایجاد توانایی
در تولید سطوح جامد در مقیاس نانو،حساسگرهای بیولوژیکی اعمال فوق العاده ای را می توانند در
تشخیص و بررسی های ژنتیکی انجام دهند.چیپس های ژنی که در آنها ردیف های بسیار متراکمی
از الگو نوکلئوتیدها قرار گرفته اند بطور موفقیت آمیزی در تشخیص مشکلات ایجاد شده در آنالیز
محصولات نسخه برداری وپلی مور فیسم تک نوکلئوتید کمک شایانی نموده است.اما استفاده از
چیپس های ژنی اشکالاتی دارند مانند پایه خواندن این چیپس ها بر اساس نور فلورسانس ایجاد شده
که نیازمند دستگاه دقیق و گران می باشد.همچنین تفسیر داده های چیپس های ژنی نیازمند الگوریتم
عددی پیچیده ای می باشد که معمولا زیست شناسان در این زمینه با مشکل مواجه می باشند
لذا کاربرد این چیپس های ژنی محدود می باشد.اخیرا طرحها و ابداعات متعددی برای ردیابی
DNAبر اساس حسگر های الکترو شیمیایی بوجود آمده است.حسگرهای الکترو شیمیایی از
ترکیب لایه اسید نوکلئیک با مبدل الکتروشیمیایی ساخته شده اند و از مزایای این حسگرهای
استفاده راحت،دقیق وارزان برای تشخیص بیماری هاست.
۲-۴اساس کار بیوسنسور
تمامی بیوسنسورهایی که پایه مولکولی دارند وابسته به یک سیستم بسیار اختصاصی برای

پیوستگی های اپیدمیولوژی :
تماس با افراد مشکوک به بیماری ( از مرحله کاتارال تا ۳ هفته بعد از شروع سرفه)
واجد علامت آزمایشگاهی پرتوسیس در یکی از نمونه ها
شروع بیماری۲۰-۶ روز پس از تماس با فرد بیمار

ملاحظات آزمایشگاهی :
اگر علائم نازوفارنکس در کشت و حلق کمتر از سه هفته طول بکشد PCR و تیتر IgG مد نظر قرار گیرد.
اگر بیشتر از سه هفته از شروع سرفه گذشته باشد تیتر IgG بر علیه توکسین پرتوسیس ملاحظه گردد(۸).

۱-۱۰ .پاسخ ایمنی در برابر بیماری سیاه سرفه
دو فاکتور ویرولانس این باکتری مثل لیپوپلی ساکارید و پرتوسیس توکسین به وسیله رسپتورهای ماکروفاژ و سلول های دندریتیک شناسایی می شوند لیپوپلی ساکارید، ماکروفاژها را از طریق مسیر TLR فعال می کند (۳۴).
مسیر TLR که به وسیله لیپوپلی ساکارید تحریک شده باعث تحریک و تنظیم شدن مولکول هایی بر روی ماکروفازها و سلول­های دندریتیک شامل: ICAM-1، CD40، CD86، CD80، CD86، CD40، ICAM-1 می­ شود این مولکول ها نقش مهمی را در عفونت پرتوسیس دارند و بیان آنها عفونت پرتوسیس را اصلاح می­ کند (۶۸).
نوتروفیل ها به وسیله سایتوکاین ها و شیمیوکین ها به محل عفونت وارد شده و نقش آنها کنترل تعداد باکتری ها تا زمان فعال شدن سیستم ایمنی می باشد و به وسیله فاگوسیتوز و به وسیله آزاد کردن عوامل آنتی باکتریال این کار را انجام می دهند (۶۸).
در پاسخ ایمنی ذاتی به وسیله آزاد شدن سایتوکاین هایی از قبیل IL-6، IL-1 و TNFα، تب و ادم^[۸۸]اتفاق می­افتد. بالا رفتن تب محیط نا مناسبی را برای تهاجم باکتری ایجاد می کند (۵۵).

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۱-۱۰-۱٫ پاسخ ایمنی همورال
پاسخ ایمنی همورال برای پاکسازی دستگاه تنفس از پاتوژن های ساکن دستگاه تنفس لازم است. اما پاسخ همورال در این عفونت پاسخ غالب نیست و در واقع تنها پاسخ به عفونت نیست.
اگرچه سلول های ایمنی گروه B برای از بین بردن سه گونه بوردتلا از دستگاه تنفس لازم هستند، اما برای از بین بردن عفونت دستگاه تنفس انسانی که توسط پرتوسیس و پاراپرتوسیس ایجاد می شود کافی نبوده و نیازمند حضور سایر آنتی بادی ها می باشد. اما وجود این گروه برای از بین بردن بوردتلا برونشی سپتیکا کافی می باشد (۵۵).
لذا موش هایی که در پاسخ به سلول های B مشکل دارند نمی توانند پرتوسیس را از دستگاه تنفس پاکسازی نمایند. آزمایشات نشان می دهد که تیتر آنتی بادی با پاکسازی عفونت از دستگاه تنفس ارتباطی ندارد. اگرچه باکتری با یک مکانیسم ناشناخته در مقابل پاکسازی عفونت از دستگاه تنفس مقاومت می کند (۶).
به هر حال سلول های B به عنوان قسمتی از یک پاسخ مؤثر علیه بوردتلا پرتوسیس در نظر گرفته می شوند. در پاسخ به بوردتلا پرتوسیس سلول های B، آنتی بادی های IgG، IgE، IgA تولید می کنند. این سه ایزوتوپ کوچک هستند و قادرند به داخل بافت و فضای بین سلولی نفوذ کنند همچنین IgG و IgA اختصاصی بوردتلا پرتوسیس هستند و قادر به القاء فاگوسیتوز و کشتن باکتری ها می باشند و نیز به عنوان آنتی بادی های خنثی کننده توکسین باکتری به کار می روند (۴۱).
کلونی های بوردتلا پرتوسیس در سطح مجاری تنفسی باعث ایجاد آنتی بادی از نوع IgA می شود. پرتوسیس توکسین و هماگلوتینین رشته ای باعث القای IgA در موش می شود.
بوردتلا پرتوسیس مقدار زیادی توکسین تولید می کند که از جمله آنها پرتوسیس توکسین بوده که مقدار IgA، IgG، IgE را افزایش می دهد. به علاوه بیان IL-1 (به وسیله ماکروفازها) و B7 (به وسیله ماکروفاژها و سلول های B) و CD28 (به وسیله سلول های T) در پاسخ به پرتوسیس توکسین افزایش می یابد. IL-1 در تحریک Th2 نقش مهمی دارد و می تواند سلول های B را به تمایز در داخل پلاسماسل ها تحریک کند و به این ترتیب تیتر بالای آنتی بادی علیه پرتوسیس توکسین در پاسخ به بوردتلا پرتوسیس تولید می شود (۵۵).
پاسخ آنتی بادی به توکسین باکتریایی نقش مهمی را در ایمنی بازی می کند. رسپتور Fcγ برای پاکسازی عفونت بوردتلا پرتوسیس لازم است. این رسپتور IgG باکتری را شناسایی کرده و فاگوسیتوز باکتری را تسهیل می کند. پاسخ آنتی بادی در کنار پاسخ ایمنی سلولی و پاسخ ایمنی ذاتی باعث پاکسازی عفونت از دستگاه تنفس می­ شود.
از آنجاییکه پاسخ همورال برای از بین بردن سه گونه بوردتلا از دستگاه تنفس لازم است اما برای از بین بردن عفونت دستگاه تنفس کافی نیستند. حفاظت در چلنج تنفسی موش در غیاب پاسخ آنتی بادی قابل کشف می تواند رخ دهد. فعالیت آنتی بادی بین روز های ۱۰ تا ۱۵ بعد از ایمن سازی دیده نشده است. اگرچه موش ها بر علیه چلنج داخل مغزی حفاطت شده است. بنابراین پرتوسیس توکسین فعالیت حفاظتی واکسن بوردتلا پرتوسیس را به وسیله تأثیر ادجوانتی آنتی بادی حداقل در مراحل اولیه پاسخ ایمنی افزایش نمی دهد (۴۱).
حداکثر مقدار آنتی بادی در ۳۰ روز بعد از تزریق واکسن تولید می شود و موش ها به تمام آنتی بادی ها پاسخ می دهند. در حالیکه، واکسن سلولی سطح آنتی بادی پایین تری را به تمام آنتی ژن ها در مقایسه با واکسن غیرسلولی نشان می دهد. به جز در پاسخ به آنتی ژن فیمبریه که در دریافت­کنندگان واکسن های غیر سلولی تولید نمی شود و در حالت کلی پاسخ آنتی بادی در دریافت کنندگان واکسن غیر سلولی و سلولی متفاوت است (۵۵).
۱-۱۰-۲٫ پاسخ ایمنی سلولی
ایمنی سلولی تولید شده نقش کلیدی در حفاظت علیه عفونت دارد. توسعه این نوع پاسخ ایمنی در پاکسازی میکروارگانیسم­ها و در حفاظت ثانویه میتواند مهم باشد. پاسخ ایمنی سلولی ایجاد شده در برابر عفونت بوردتلا پرتوسیس نسبت به پاسخ همورال پایدارتر است. بنابراین ایمنی سلولی به عنوان نماینده برای بررسی اولیه علیه بوردتلا پرتوسیس در نظر گرفته می شود. بالاترین سطح ایمنی سلولی علیه توکسین پرتوسیس در رده های سنی ۱۴-۱۲ سال و ۱۵-۲۴ سال است که در گروه ها ی سنی دیگر کاهش می یابد. پاسخ ایمنی سلول با افزایش سن کاهش می یابد. در کشورهایی با پوشش واکسیناسیون کم، میزان بالای گردش عامل بیماری و گسترش آن زیاد بوده است (۴۱).
سلول های T برای پاک کردن عفونت لازم هستند و پاسخ طبیعی به پاسخ ایمنی برای پاک کردن عفونت کمک می کند. واکسن سلولی بوردتلا پرتوسیس پاسخ Th₁ را در کودکان القاء می کند. افزایش سریع بیماری های آلرژیک در کشور های توسعه یافته با کاهش چشمگیر در شیوع بسیاری از بیماری های عفونی در ارتباط است این ارتباط نتیجه القاء پاسخ سلول های T از نوع Th₁ است که نقش مهاری بر روی القاء Th₂ دارد توانایی القاء سلول Th₁ یا سلول Th₂ در مواجهه با آنتی ژن از توانایی ذاتی سیستم ایمنی است. این مسئله در نوزادان اهمیت بیشتری دارد که سلول های حافظه برای این آنتی ژن ها ندارند (۳۴).
ترشح سایتوکاین در پاسخ به این باکتری در ارتباط با پاسخ Th₁ و Th₂ است. CD8 در پاک کردن عفونت نقشی ندارد و محافظت ایجاد نمی کند در حالی که در موشهایی که CD4 آنها نقص وجود دارد در برابر عفونت محافظت نمی شوند. پاسخ ایمنی سلولی بیشتر مربوط به تاثیر توکسین های باکتری است (مانند: پرتوسیس توکسین، هماگلوتینین رشته ای،CyaA ). پرتوسیس توکسین پاسخ را افزایش می دهد و CyaA و لیپو پلی ساکارید اثر سینرژیکی روی القاء پاسخ Th₂ دارد (۶۸).
در عفونت بوردتلا پرتوسیس ترشح سایتوکاین به سمت پاسخ Th₁ رانشان می دهد بعد از چلنج با بوردتلا پرتوسیس، سلول هایT به فراوانی ظاهر شده و تعدادشان زیاد می شود. این سلول های T، اینترفرون گاما تولید کرده اما IL-4و IL-10را تولید نمی کنند. این سلول های T همان سلول هایTh₁ هستند و مطالعات دیگر نشان می دهد سلول های Th₁ مسئول فعال کردن ماکروفاژ ها هستند. همچنین آنها سلول های B را القاء می کنند تا آنتی بادی ترشح کنند (۴۱).
فاکتورهایی که تاثیر گذاری Th₂ را تقویت می کنند ممکن است پاسخ ایمنی بعدی را به سمت خاطره ایمنی Th₂ هدایت کنند. از آنجاییکه آنتی ژن هایی که سایتوکاین هایی از نوع Th₁ را القا می کنند ممکن است با خاطره ایمنی توسط قطبیت Th₂ را مهار کنند، شناسایی فاکتورهای محیطی که پاسخ ایمنی را به سمت Th₁ و یا Th₂ هدایت می کند ممکن است بسیار مهم باشد. در کشورهای توسعه یافته واکسن غیر سلولی جایگزین واکسن سلولی پرتوسیس شده است. به این دلیل که واکسن غیر سلولی نسبت به واکسن سلولی واکنش های ناخواسته کمتری ایجاد می کند. واکسن غیر سلولی از ترکیبات خالص شده متنوعی از باکتری تشکیل شده و حفاظت ۸۵% در مقایسه با حفاظت ۹۵-۹۰% که واکسن سلولی دارد، ایجاد می کند.
این دو نوع واکسن پاسخ ایمنی متفاوتی را در انسان و موش ایجاد می کنند. در حالی که واکسن سلولی شبیه به عفونت با باکتری بوردتلا پرتوسیس باعث القاء سلول های Th₁ می شوند، اما واکسن غیر سلولی پاسخ Th₂را القاء می کند (۴۱).
۱-۱۱٫ روش های آزمایشگاهی تشخیص
روش های آزمایشگاهی تشخیص بیماری از جمله کشت، سرولوژی و PCR حساسیت و ویژگی های مختلفی دارند. کشت سیاه سرفه به دلیل کند رشد بودن باکتری تنها در مراحل اولیه ی بروز بیماری پاسخ مناسبی را ارائه می نماید. سرولوژی در نوزادان و در افراد سالخورده به دلیل نبود آنتی بادی بالا و تأخیر بیش از حد تشخیص چندان مفید نیست. هیچ روشی مانند PCR نتایج سریع ندارد، با این حال لازم است به منظور جلوگیری از آلودگی اطلاعات خاص هر روش تشخیصی با دقت دنبال شود (۴۸).
۱-۱۱-۱٫کشت
کشت^[۸۹] به عنوان استاندارد طلایی در نظر گرفته شده است، با این حال، اگر نمونه دو هفته پس از شروع سرفه اخذ شده باشد حساسیتش به شدت کاهش می یابد. همچنین حساسیت کشت درصورت وجود واکسیناسیون یا تاریخچه ابتلاء قبلی به بیماری نیز کاهش می یابد. سه هفته پس از شروع سرفه، حساسیت کشت تنها ۳-۱% بوده و این حساسیت در بالغین و حتی سالمندان کمتر نیز خواهد بود. با این حال، کشت، امکان تایپینگ^[۹۰] و تعیین حساسیت باکتری به آنتی بیوتیک را امکان پذیر نموده و نتایج آن طی ۷۲ ساعت، به خصوص در عفونت با تیتر بالا، نظیر نوزادان غیر ایمن قابل دسترس خواهد بود، اما حداقل دو هفته نیاز است تا بتوان نتیجه کشت را منفی تلقی نمود. حساسیت کشت بسته به روش نمونه برداری ممکن است کاهش یابد بعنوان مثال نمونه برداری توسط سوآپ از نازوفارنکس^[۹۱]بهتر از بینی است و استفاده از سوآپ پنبه ای منجر به کاهش حساسیت کشت می شود (۳۶و۵۵).
۱-۱۱-۲٫ سرولوژی
آنتی‌بادی علیه آنتی ژن‌های مختلف سیاه‌سرفه نظیر PT، PRN، FHA، پروتئین فیمبریه و کل ارگانیسم پس از عفونت طبیعی ظاهر می‌شود. افزایش آنتی‌بادی‌های کلاس IgG علیه PT و FHA در بیش از ۹۰% از عفونت‌ها، IgG علیه PRN در۶۰-۳۰%، IgA علیه PRN 40-20٪، IgA علیه PT 40-20٪ و IgA علیه FHA در۵۰-۳۰٪ ازعفونت‌ها رخ می‌دهد. با این حال، حدمرز^[۹۲]آنتی‌بادی برای تعیین تشخیص بیماری سیاه‌سرفه قابل بحث و تا حدودی وابسته به تست می‌باشد. حساسیت آزمون‌های سرولوژیک نسبت به ویژگی‌اش، در حدود ۲۰ الی ۹۰ درصد در مقایسه با کشت و یا PCR کمتر است. در حالت حاد^[۹۳] بیماری سرم کمتر از ۲ هفته از شروع بیماری و در هنگام نقاهت بیماری سرم ۴ هفته بعد از اندازه گیری سرم حاد به منظور تشخیص سرولوژیک بیماری به‌کار می‌رود ولی غالباً تشخیص سرولوژیک برای تشخیص دیرهنگام بیماری در مورادی که سرم مرحله حاد بیماری موجود نباشد، به کار می‌رود. سرولوژی، به خصوص براساس IgA سرمی در کودکان زیر ۲ سال مفید نیست. سرولوژی در کودکان با سنین بالاتر از ۲ سال و بزرگسالان و به ویژه زمانی که با تشخیص دیرهنگام بیماری، روش‌های تشخیصی چون کشت و PCR احتمال کمتری دارد که به نتیجه مثبت برسد مفیدتر است (۱۳).
در نوجوانان و بزرگسالان که واجد ایمنی ناقص حاصل از واکسیناسیون و یا ایمنی ناشی از عفونت قبلی می‌باشند برای تشخیص سرولوژیک بیماری حتماً نیاز به دوبار نمونه‌گیری سرمی مجدد می‌باشد تا بتوان افزایش آنتی‌بادی ناشی از عفونت را اثبات نمود.
حساس‌ترین تست آزمون سرولوژیک IgG یا IgA علیه PT است، چون این آنتی‌بادی‌ها منحصر به سیاه‌سرفه بوده و تا مدت ۵/۴ ماه بعد از عفونت و حتی در ۸۲% از موارد تا یک سال بعد از بیماری نیز بالاتر از سطح حدمرز بوده‌اند. به همین دلیل تیتر بالا از IgG علیه PT به عنوان یک مارکر برای تشخیص بیماری حاد سیاه‌سرفه با تقریب ۷۶% حساسیت و ۹۹% ویژگی به‌کار می‌رود. در مقابل، تست ELISA که آنتی‌بادی‌ها را علیه آنتی ژن‌های سلولی سیاه‌سرفه می‌سنجد کمترین حساسیت و ویژگی را دارد (۴۹). تشخیص بیماری براساس افزایش تیتر IgG به تنهایی بیشتر به‌صورت بالینی مفید است. تحقیقات محققان هلندی در سال ۲۰۰۸ نشان داد که افزایش تیتر IgG علیه PT بیش از ۱۰۰ واحد هلندی بر میلی لیتر شاخصی برای عفونت ناشی از سیاه‌سرفه طی مدت ۴ هفته می‌باشد که طی آن آنتی‌بادی به میزان ۴ تا ۸ برابر از مرحله حاد بیماری تا دوران نقاهت افزایش یافته و در کنار آن تست‌های کشت و یا PCR بیمار نیز باید مثبت باشد (۳۶).
Pebodyو همکاران گزارش کردند که یک واحد سرمی یعنی غلظت آنتی‌بادی lgG ضدPT معادل ESEN Unit/ml 125 در طول مدت ۶ ماه از بیماری ثابت بوده، در حالیکه غلظت همین آنتی‌بادی درسطح ESEN Unit/ml کمتر از ۵/۶۲ در طول مدت یکسال از بیماری ثابت بوده است (۵۲).
در حال حاضر تنها استرالیا، فنلاند و هلند تست‌های سرولوژیک بر پایه افزایش تیتر IgA و یا IgG علیه PT را در کتابچه ملی اقدامات سیاه‌سرفه خود لحاظ نموده‌اند در حالیکه قبلاً استرالیا و فنلاند از افزایش تیتر علیه کل جرم باکتری و در هلند از IgG علیه PT استفاده می شد (۱۹و۱۶).
۱-۱۱-۳٫٫PCR.

^[۹۴]PCR حساسیتش ۳-۲ برابر نسبت به کشت در بیماران مبتلا به سیاه‌سرفه که بعد از ۳ هفته از شروع سرفه یا درمان آنها با آنتی بیوتیک گذشته است، بیشتر است. حساسیت آن ۱۰۰ – ۷۳% گزارش شده است. با این حال، استانداردهای داخل آزمایشگاهی برای PCR وجود ندارد، بیش از ۱۰۰ پروتکل مختلف برای PCR گزارش شده که در تکنیک‌های خالص سازی DNA، پرایمر PCR، شرایط واکنش و روش تشخیص محصول متفاوت هستند (۳۶).
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

برتری PCR می‌تواند با آلودگی درآزمایشگاه کاهش یابد و یا هنگام نمونه‌برداری با نمونه‌هایی از بیمارانی که دستگاه تنفسی فوقانی آنها با باکتری بوردتلا هولمسی^[۹۵] کلونیزه شده است با نتایج مثبت کاذب روبرو شود.
PCR با بوردتلا پاراپرتوسیس هیچ واکنش متقابلی^[۹۶] را نشان نمی‌دهد، چون این باکتری فاقد PT است.
مرکز کنترل و پیشگیری بیماری (CDC) استرالیا توصیه می‌کند که PCR را می‌توان به عنوان تست تکمیلی برای تشخیص سیاه‌سرفه زمانی به کار برد که بیمار علائم کلینیکی نظیر دوهفته سرفه همراه با پاروکسیزم (حملات سرفه) و یا استفراغ بعداز سرفه را نشان دهد. PCR درنوزادان مشکوک به سیاه‌سرفه که تست سرولوژیک قابلیت کاربرد ندارد به علت سهولت حمل نمونه واعلام نتایج سریع نسبت به کشت، از ویژگی خاص برخوردار است (۴۸و۳۶).
۱-۱۲٫ مدیریت بیماری
نوزادان زیر ۶ ماه مبتلاء به عفونت سیاه‌سرفه ممکن است برای مراقبت‌های بیشتر در مقابل عوارضی مثل تنگی نفس^[۹۷]، هیپوکسی^[۹۸] و یا مشکلات تغذیه نیاز به بستری شدن در بیمارستان داشته باشند. درمان با آنتی بیوتیک‌ها تأثیر مهمی در کاهش دوره بالینی بیماری ندارد، اما با هدف کاهش انتقال بیماری به افراد دیگر به کار می‌رود. در گذشته، اریترومایسین خط اول برای درمان بیماری سیاه‌سرفه بود، اما با عوارض جانبی از جمله: هیپرتروفیک پیلوریک استنوز^[۹۹] در نوزادان و آریتمی‌های قلبی (شامل QT طولانی و آریتمی بطنی) همراه بود (۵).
اخیراً Chochrane Review استفاده از آزیترومایسین^[۱۰۰]و کلاریترومایسین^[۱۰۱] را به عنوان خط اول درمان ضد میکروبی سیاه‌سرفه توصیه کرده است (۱۹). این موضوع توسط داده‌هایی از چند مرکز در شمال امریکا با انجام آزمایش‌های میدانی تصادفی نیز تأیید شده است، که در آن آزیترومایسین از نظر تحمل و بهبود بیماری نسبت به اریترومایسین^[۱۰۲] مؤثرتر است. مرکز کنترل و پیشگیری بیماری ایالات متحده (US CDC) توصیه می‌کند که آزیترومایسین باید برای همه نوزادان زیر ۱ ماه استفاده شود و برای نوزادان یک ماه یا بالاتر از یک ماه آزیترومایسین می‌تواند همراه با کلاریترومایسین یا اریترومایسین برای درمان سیاه‌سرفه استفاده شود (۶۱).
مقاومت در برابر آزیترومایسین به ندرت گزارش شده است. برای درمان نوزادان با سن ۲ ماه یا بیشتر، در صورت آلرژی به ماکرولیدها یا عدم تحمل آنها از تری‌متوپریم‌سولفامتوکسازول^[۱۰۳] (TMP-SMZ) می‌توان به عنوان جایگزین استفاده نمود، اگرچه اثر کمتری دارد.
اریترومایسین و کلاریترومایسین مهارکننده‌های سیتوکروم سیستم آنزیمی P450 (زیر واحد CYP3A) از سیتوکروم هستند که می‌تواند با دیگر داروهای متابولیسمی این سیستم هم‌کنش داشته باشد. آزیترومایسین و کلاریترومایسین، به دلیل مقاومتشان در برابر اسید معده نسبت به اریتروماسین، دریافت غلظت بالاتر و نیمه عمر بالاتری داشته لذا به پزشک اجازه می‌دهد که تجویز دارو را به یک یا دو بار در روز و طول درمان را به ۷-۵ روز کاهش داده و انتظار بهبودی و درمان مؤثرتری را داشته باشد (۴۸).
روکسی ترومایسین^[۱۰۴] یکی دیگر از آنتی بیوتیک‌های ماکرولیدی است. اگرچه، هیچ مطالعات بالینی بر روی اثر بخشی این آنتی بیوتیک در سیاه‌سرفه وجود ندارد، و مطالعات در شرایطIn vitro نشان می‌دهد که حساسیتش از اریترومایسین پایین تر است به طوری که در حال حاضر برای درمان سیاه‌سرفه توصیه نمی‌شود (۶۱). در جدول۱-۳ آنتی‌بیوتیک‌های موثر در درمان بیماری سیاه‌سرفه با رژیم مصرف آنها به صورت خلاصه آورده شده است.
جدول۱-۳٫ آنتی‌بیوتیک‌های مورد استفاده در درمان سیاه‌سرفه حاد و رژیم مصرف آنها

اریترومایسین

آزیترومایسین

کلاریترومایسین

تری متوپریم سولفامتوکسازول

دوز

۴۰-۵۰ میلی گرم / کیلوگرم / روز

۱۲-۱۰ میلی گرم / کیلوگرم / روز

۲۰-۱۵ میلی گرم / کیلوگرم / روز

۸ میلی گرم / کیلوگرم / روز (TMP)
۴۰ میلی گرم / کیلوگرم / روز (SMX)

فاصله
زمانی
مصرف

۲گرم/روز حداکثر تقسیم در ۴ دوز

۵۰۰ میلی گرم/روز

۱ گرم/روز
در ۲ دوز تقسیم

در ۲ دوز تقسیم

طول
زمان مصرف

۱۴ روز

۵ روز

۷ روز

۱۴ روز