BİYOLOJİK AJANLARIN TANISINDA KULLANILAN SİSTEMLER VE LABORATUVAR YÖNTEMLERİ

BİYOLOJİK AJANLARIN BİYOLOJİK AJANLARIN TANISINDA KULLANILAN TANISINDA KULLANILAN

SİSTEMLER VE LABORATUVAR SİSTEMLER VE LABORATUVAR YÖNTEMLERİYÖNTEMLERİ

MEHMET BAYSALLARMEHMET BAYSALLAR PROFPROF.TBP.KD.ALB. .TBP.KD.ALB.

• Biyolojik ajan sayısının çokluğu• Herbir ajanın değişik özelliklere sahip olması• Hangisinin kullanılacağının bilinmemesi• Görünmez, kokusuz ve tatsız olmaları • İnkübasyon süreleri nedeniyle hemen belirti

vermemeleri• Geç belirti ve fark edilmez oluşları nedenleriyle

olay mahallinin bilinmemesi ve dolayısıyla doğru çevresel örnek almada zorluk

TANININ ZORLUĞUTANININ ZORLUĞU

TANININ ZORLUĞUTANININ ZORLUĞU

• Doğru zamanda, doğru yerden ve uygun örneğin alınıp alınmadığı konusundaki belirsizlik

• Tanı yöntemlerinin yanlış pozitiflik ve yanlış negatiflikleri

• Hızlı tanı için gerekli cihazlar ve maliyetleri• İnfeksiyon hastalıkları semptomlarının

birbirine benzemesi• O bölgede doğal bir salgın ihtimali

Ajan Yüz veya burun

sürüntüsü

Kan kültürü Smear Akut ve nekahat

serumları

Dışkı İdrar Diğer

Antraks + + Plevral sıvı ve BOS, mediastinal lenf nodu, dalak

+   - Deri lezyon aspiratı

Bruselloz + + - + - - Kemik iliği ve BOS kültürleri; dokular, eksudalar

Kolera - - - + + -  

Veba + + Balgam + - - Bubo aspiratı,BOS, Balgam, lezyon kazıntısı, Lenf nodu aspiratı

Tularemi + + +2 + - -  

Q-ateşi + 4 Lezyonlar +     Akciğer,dalak lenf nodları, kemik iliği

Congo-Crimean Hemorajik ateşi

+ 3 - + - - Karaciğer

VEE + 3 - + -

- BOS

Clostridial Toksinler

+ - Yara dokusu + + -  

SEB Toksini + - - + + + Akc,böbrek

Ricin Toksini + - - + + + Dalak,akciğerböbrek

Laboratuvar ÖrnekleriLaboratuvar Örnekleri

Ajan Altın Standart Antijen Saptama IgG IgM PCR Hayvan Deneyi

Aflatoksinler Mass spectrometry          

Arbovirusler (Alphavirusleri içerir)

Virus izolasyon/FA, nötralization

X X X X X

Bacillus anthracis FA/Std. Mikrobiyoloji X (PA) X X X X

Bacillus globigii Std. Mikrobiyoloji       X  

Bacillus thuringiensis Std. Mikrobiyoloji       X  

Bot. Toksinler (A-G)/C. Botulinum

Fare nötralizasyonu/ standart mikrobiyoloji

X (A,B,E Toksin)     X X

Brucella sp. FA/Std. Mikrobiyoloji X X X X X

C. burnetii FA/yum. Veya hücre kültürü/seroloji

X X X X X

C. perfringens/toksinler

Std. Mikro./ELISA (alpha ve enterotoksin

X X   X  

F. tularensis FA/Std. Mikrobiyoloji X X X X X

Filovirusler Virus izolasyonu/nötralizasyon X X X X X

Hantavirusler Virus izolasyonu/ FA/nötralizasyon

X X X X X

Orthopox Virusler Virus izolasyonu/ FA/nötralizasyon

X X   X X

Ricin Toksin ELISA X X X X X

Saxitoksin Bioassay   (nötralizas. antikorları)

  X

SEA Toksin ELISA X X   *  

SEB Toksin ELISA X X   * X

Shigella sp. Std. Mikrobiyoloji X     X  

Tetrodotoksinler Bioassay X (nötralizas. antikorları))

  X

Vibrio cholerae Std. Mikrobiyoloji /seroloji X(toksin) X X X  

Yersinia pestis FA/ Std. Mikrobiyoloji X (F1) X X X X

Biyolojik Savaş Ajanlarının Laboratuvar İdentifikasyonuBiyolojik Savaş Ajanlarının Laboratuvar İdentifikasyonu

• Biyolojik Güvenlik Seviyesi 3 (P3)

• Class II Biyolojik Güvenlik Kabini

• Giysi, maske, eldiven, gözlük

• % 0.5 hipoklorit solusyonu

LABORATUVARLABORATUVAR

Bacillus anthracis sporlarıBacillus anthracis sporları

Bacillus anthracisBacillus anthracis

Akciğer şarbon hastasıAkciğer şarbon hastası

Tanımlama YöntemleriTanımlama Yöntemleri• Etyolojik ajanın kültür ile

izolasyonu• Toksinlerin mass spectroscopy,

hayvan inokulasyonu ve diğer yöntemler ile saptanması

• Antikor saptanması (spesifik IgM 3 gün içinde)

• Antijen saptanması (ELISA ve diğer yönt.)

• DNA probları kullanarak genom saptanması

• Klinik örneklerde toksik veya infeksiyöz ajanların metabolik ürünlerinin saptanması

Polimeraz Zincir Reaksiyonu(PCR)Polimeraz Zincir Reaksiyonu(PCR)

• Ortalama 5-6 saat içinde sonuç

• Maliyet ~12 milyon TL/örnek

INDY AIR THERMOCYCLERINDY AIR THERMOCYCLER

• Aynı anda 24 örnek

• 30 siklus 35 dakika (25 µ)

• 30 siklus 44 dakika (50 µ)

RAPIDCYCLERRAPIDCYCLER

• Aynı anda 48 örnek

• 30 siklus sadece 8 dakika

SMART CYCLER TD SYSTEMSMART CYCLER TD SYSTEM

• Lap Top bilgisayara bağlı

• Ajana spesifik DNA dizisi

• 30 dakikada sonuç

• 80 000 DM

Hızlı TanıHızlı Tanı

LAZER TEKNOLOJİSİ

MASS SPECTROMETRY

KROMATOGRAFİ

80 000 $

R.A.P.I.D.R.A.P.I.D.

• Ruggedized Advanced Pathogen Identification Device

• Biyolojik ajan identifikasyon sistem kiti

• 25 kg ağırlığında

• Otomatik olarak verileri toplayıp yorumladıktan sonra rapor eden software

R.A.P.I.D.R.A.P.I.D.

• Thermal-cycling teknoloji ve real-time florimetre tekniklerinin birleşimi

• 32 örneği 25 dakikada analiz etme

IşınlamaRadyoaktif kobalt

60 çomakları

içeren su havuzu

Geiger Sayacı

Bir kamyon dolusu mektubu altı saat içinde ışınlama

Lawrence Livermore Lawrence Livermore National LaboratoryNational Laboratory

Hava TestiHava Testi

Sesli AlarmSesli Alarm

THE HIENERGY MICRODEVICES THE HIENERGY MICRODEVICES MICROSENZORMICROSENZOR

• Kapalı kaplar içindeki antraks, patlayıcılar, ilaçlar ve kaçak organik maddeler

• Düşük aktiviteli radyasyon kaynağı içeren emitör ve nötronlar

• Gamma ışınları ile dedektöre aktarma

• Dedektörde analiz ve bilgisayarda sunu

Örnek Alma KitleriÖrnek Alma Kitleri

LIDAR-BIDSLIDAR-BIDS

Light Detection Light Detection and Ranging-and Ranging-Biointegrated Biointegrated

Detection Detection SystemSystem

• Partikül büyüklüklerinin haritasını çıkarır (aerodinamik partikül ölçer ile)

• Bakteri hücrelerini saptar, klasifiye eder ve DNA içeriğini ölçer

• Bioluminometre kullanarak ATP içeriğini ölçer

• Immunoassay kullanarak spesifik ajanları identifiye eder

LIDAR-BIDSLIDAR-BIDS

• İlk üç testi 4 dakikada, immunoassay’i 20 dakikada tamamlama

• Aynı anda 8 ayrı antijeni (bakteri, virüs ve toksin) saptama

• Saptama olasılığı %95, yanlış alarm %0.1

• Aerosol bulutlarını uzakta saptayıp uyarma

SHORT RANGE BIOLOGICAL STANDOFF SHORT RANGE BIOLOGICAL STANDOFF DETECTION SYSTEM (SR-BSDS)DETECTION SYSTEM (SR-BSDS)

• Biyolojik ajanları aerosol bulutları içinde 10 kilometre uzaktan saptayabilen

• Ultraviyole ve infrared yeteneklere sahip

Örnek alma – Hızlı tanımlama Örnek alma – Hızlı tanımlama sistemlerisistemleri

• Airflex sequental air samplers

• Bio – HAZ kit

DEDEKTÖRLERDEDEKTÖRLER

• İmmunofloresan temeline dayanan minyatür flowsitometri

• PCR temeline dayanan DNA tanıma enstrümanı

SMART TicketSMART Ticket

• İmmunokimyasal teknoloji

• 5-15 dakikada sonuç

• B. Anthracis, Y. pestis, Botulinal toksin, Ricin, S. Enterotoksin B, VEE, Brucella

The Joint Program Office The Joint Program Office for Biological Defensefor Biological Defense

(JPO-BD)(JPO-BD)• Hızlı bir hava örneği

toplayıcısı ve partikül büyüklüğü ölçen dedektör

• Hava koşullarına göre mikroorganizma konsantrasyonlarının ölçülüp arşivlenmesi

• Örneklerdeki DNA’ların, PCR ile amplifiye edildikten sonra Temporal Temperature Gradient Electrophoresis ile bar-code’larının elde adilmesi ve compact disklere kopyalanması

SONUÇSONUÇ

• Standart hastane klinik laboratuvarlarının fonksiyonu

• Virüsler ve toksinler için daha özel laboratuvarlar

• Referans laboratuvarları

• Laboratuvarlar arası network