1-1 فراماده چیست… 2

 

 

1-2 تاریخچه فرامواد. 2

 

 

1-3 کاربردهای فراماده. 4

 

 

1-4 مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه فراماده. 4

 

 

1-5 تاریخچه بلورهای فوتونی.. 6

 

 

1-6 مفهوم بلورهای فوتونی.. 6

 

 

1-7 زمینه های کاربردبلورهای فوتونی.. 9

 

 

1-7-1 موج برها 9

 

 

1-7-2 میکرو کاواک ها 10

 

 

1-7-3 فیلترها 10

 

 

1-7-4 فیبرهای  بلور فوتونی.. 10

 

 

 

 

 

2-1 فرامواد و کاهش سطح مقطع پراکندگی.. 14

 

 

2-2 اصول نظری برای محاسبه ضریب پراکندگی استوانه بینهایت دی الکتریک… 15

 

 

2-2-1 روابط مربوط به میدان‎های الکتریکی.. 17

 

 

2-2-2 روابط مربوط به میدان های مغناطیسی.. 19

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

 

 

 

 

2-2-3 شرایط مرزی میدان های الکتریکی و مغناطیسی.. 20

 

 

2-2-4 ماتریس پراکندگی.. 21

 

 

2-3 استوانه رسانا ( PEC ) 23

 

 

2-4 شرایط ایجاد شفافیت برای استوانه دی الکتریک و استوانه رسانا 24

 

 

2-4-1 دسته بندی شرایط شفافیت برای قطبش های مختلف استوانه  بینهایت
(دی الکتریک و رسانا) 24

 

 

2-4-2 اثبات رابطه ( ) برای شفافیت برای استوانه دی‎الکتریک بینهایت… 25

 

 

2-5 نتایج تجربی کاهش پراکندگی از استوانه بینهایت دی الکتریک پوشیده شده
با لایه ای از فراماده. 28

 

 

2-5-1 تحلیل حالت ایستا 31

 

 

2-6 کاهش پراکندگی از سطح اجسام کروی پوشیده شده با لایه ای از فراماده. 34

 

 

2-6-1 پنهان سازی كره با پوشش فراماده. 34

 

 

2-6-2 اصول نظری کاهش پراکندگی از سطح اجسام کروی.. 34

 

 

2-6-3 نمودارهای تجربی مربوط به کاهش پراکندگی از سطح کره با پوشش فراماده. 36

 

 

2-7 سیستم چند ذره ای و کاهش شدید سطح مقطع پراکندگی کروی.. 39

 

 

 

 

 

3-1 خواص بلورهای فوتونی.. 43

 

 

3-1-1 شبکه بلور فوتونی: 43

 

 

 

3-1-2 طریقه رسم منطقه اول بریلوئن  یک شبکه: 45

 

 

3-2 تئوری بلاخ 47

 

 

3-2-1 اثبات تئوری بلاخ.. 48

 

 

3-3 امواج بلاخ و ناحیه بریلوئن.. 49

 

 

3-4 مد های ویژه بلور های فوتونی.. 50

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

 

 

 

 

3-4-1 بردار های موج مساّله ویژه مقداری.. 51

 

 

3-4-2 بردارهای موج مساله ویژه مقداری در دو بعد. 54

 

 

3-5  منشاُ گاف نواری فوتونی: 55

 

 

3-6 روش های عددی در تحلیل بلورهای فوتونی.. 57

 

 

3-7 روش بسط امواج تخت… 59

 

 

3-8 محاسبات نظری مربوط به بسط امواج تخت… 59

 

 

3-8-1 قطبش…. 59

 

 

3-9 معادلات انتشار در بلور فوتونی به روش بسط موج تخت… 60

 

 

3-10 روش تئوری محاسبه طیف عبوری از بلور فوتونی به روش بسط موج تخت… 62

 

 

3-10-1 اثبات رابطه (3-57) 64

 

 

3-10-2 اثبات روابط (3-58) و (3-59) 67

 

 

3-11 تبدیل فوریه برای تابع دی‎الکتریک در یک شبکه مربعی.. 67

 

 

 

 

 

4-1 مقایسه طیف عبوری از بلور فوتونی با پوشش فراماده برای تعداد لایه‌های مختلف… 73

 

 

4-2 مقایسه طیف عبوری از بلور فوتونی با پوشش فراماده برای تعداد لایه‌‌های مختلف… 83

 

 

4-3 مقایسه طیف عبوری از بلور فوتونی با پوشش فراماده برای دو بلور فوتونی متفاوت.. 87

 

 

4-4 نتیجه گیری.. 89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

 

 

 

 

5-1- نتیجه گیری.. 91

 

 

5-2- پیشنهادات.. 93

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

 

شکل(1-1): نمونه‎هایی از ساختارهای بلور فوتونی.. 8

 

 

شکل(2-1). بردارهای قطبش برای استوانه دی الکتریک و پوشش فراماده. 15

 

 

شکل (2-2). استوانه نامحدود دیالکتریک، پوشیده شده با لایه ای از فراماده 16

 

 

شکل(2-3). جدول کاهش سطح مقطع پراکندگی.. 29

 

 

شکل(2-4). نمودار تابع  برحسب . 30

 

 

شکل(2-5). نمودار تابع  برحسب . 30

 

 

شکل (2-6). بازده پراکندگی برای حالت بدون پوشش و حالت با پوشش 31

 

 

شکل (2-7). بازده پراکندگی کل، برای استوانه بینهایت دی الکتریک سه زاویه مختلف تابشی. 32

 

 

شکل(2-8) ذره کروی پوشیده شده با لایه ای از فراماده. 35

 

 

شکل (2-9).  کاهش سطح مقطع پراکندگی برای کره. 36

 

 

شکل (2-10) پراکندگی میدان الکتریکی در صفحه xz. 37

 

 

شکل(2-11). بیشترین مقدار   در الگوی سطح مقطع پراکندگی، برای یک سیستم شامل دوذره کروی   39

 

 

شکل (3-1). شبکه های بلور و وارون در حالت یک بعدی. 44

 

 

شکل (3-2). در این شکل شبکه وارون مربعی.. 45

 

 

شکل(3-3). ناحیه بریلوئن اول و اولین منطقه تقسیم ناپذیر بریلوئن در یک شبکه مربعی.. 46

 

 

شکل(3-4).  ناحیه بریلوئن اول و اولین منطقه تقسیم ناپذیر بریلوئن در یک شبکه ملثی.. 46

 

 

شکل (3-5): ساختار باند فوتونی برای سه فیلم چند لایه. 57

 

 

 

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

 

 

 

 

شکل (3-6) سطح مقطع بلور فوتونی دو بعدی متشکل از استوانه های طویل دی‌الکتریک 60

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نمودارها

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

 

نمودار(4-1). طیف عبور بلور فوتونی تک لایه. 74

 

 

نمودار(4-2). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی سه لایه. 75

 

 

نمودار(4-3). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی پنج لایه. 76

 

 

نمودار(4-4). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی هفت لایه. 77

 

 

نمودار(4-5). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی ده لایه. 78

 

 

نمودار(4-6). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی پانزده لایه 79

 

 

نمودار(4-7). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی بیست لایه. 80

 

 

نمودار(4-8). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی بیست پنج لایه. 81

 

 

نمودار(4-9). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی سی لایه 82

 

 

نمودار(4-10). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی بیست لایه. 84

 

 

نمودار(4-11). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی بیست پنج لایه. 85

 

 

نمودار(4-12). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی سی لایه. 86

 

 

نمودار(4-13). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی بیست لایه 87

 

 

نمودار(4-14). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی بیست لایه. 88

 

 

نمودار(4-15). طیف عبور بلور فوتونی دو بعدی با آرایه مربعی بیست لایه. 88

 

 

مقدمه

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1 فراماده [1] چیست

 

 

 

 

 

واژه متامتریال در سال 1999 توسط رودگروالسر [2] از دانشگاه Texas نامگذاری شد]1[. واژه متا یک واژه یونانی به معنی فرا است. بنابراین می‎توان متامتریال را فرا ماده ترجمه کرد. نامی است با معنی برای موادی که ویژگی های آنها فراتر از محدودیت های مواد طبیعی است.

 

 

فرامواد متشکل از اجزایی (سلول واحد ) در ابعاد خیلی کوچکتر از طول موج تابشی هستند، که هرچند در ابعاد کوچکتر از طول موج ناهمگنند، ولی مانند مواد طبیعی به طور متوسط و مؤثر می‎توان ویژگی های یک محیط همگن را به آنها نسبت داد.

 

 

 

 

 

 

 

 

1-2 تاریخچه فرامواد

 

 

 

 

 

تاریخچه فرامواد در سال 1967 با مقاله ای تحت عنوان مواد الکترمغناطیس با µ و  منفی توسط ویکتور وسلاگو[3] ]2 [فیزیکدان روسی آغاز شد. وی در مقاله اش با فرض وجود داشتن مواد همگن با µ و  منفی به بررسی انتشار موج در آنها پرداخت و نشان داد که امواج الکترومغناطیسی می‎توانند در این محیط منتشر شود و رابطه بردار میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی و ثابت فاز، بر خلاف مواد معمولی که از قانون دست راست تبعیت می‎کنند با قانون دست چپ به هم مربوط می‎شوند.

 

 

پدیده های اساسی بسیاری در برخورد با فراموادها توسط وسلاگو پیش‎بینی شده اند. وسلاگو در مقاله خود پیش‎بینی کرد که اگر بتوان مواد ایزوتروپی را یافت که خواص پلاسما و مغناطیس را به طور همزمان داشته باشند، ممکن است بتوان خواص چپگردی را به کمک مواد طبیعی ایجاد کرد. هرچند که متاًسفانه در طبیعت ماده همگن با µ و  منفی موجود نمی باشد.

 

 

پس از مقاله وسلاگو به مدت 30 سال هیچ کاری در این زمینه صورت نگرفت تا اینکه اولین ماده چپگرد به طور مصنوعی و در آزمایشگاه توسط اسمیت [4] و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا (UCSD) بر اساس کارهای اولیه پندری[5] در لندن ساخته شد]3[.

 

 

رشد سریع و وسیع تحقیقات در زمینه فرامواد از سال 1999 آغاز شد. پندری در سال 1999 ساختارهای پلاسمونیکی (µ و  منفی ، µ و  مثبت ) را معرفی کرد که در فرکانس میکروموج خاصیت [6] SNG از خود نشان می‎دهند]4و5[. اندکی پس از آن در سال 2000 برای اولین بار توسط اسمیت ]6[ساختاری معرفی و ساخته شد که در ناحیه میکروموج ضریب شکست منفی از خود نشان می‎دهد. در]6[ اسمیت ساختار[7]  SRR پندری را در یک ساختار مرکب با هم ترکیب کرد و اولین نوع فرامواد چپگرد آزمایشگاهی را ارائه کرد. تراوایی مغناطیسی و گذردهی الکتریکی این ساختار که ترکیبی از حلقه‎های فلزی شکافدار (معرفی شده توسط اسمیت) و نوارهای فلزی بود، در یک بازه فرکانسی خاص به طور همزمان منفی شده و در نتیجه منجر به منفی شدن ضریب شکست محیط در آن ناحیه فرکانسی خاص می‎شود. پس از اولین کار آزمایشگاهی اسمیت در مورد ساختارهای چپگرد، مقدار زیادی گزارش تئوری و آزمایشگاهی، وجود و خواص اصلی مواد چپگرد پیش‎بینی شده توسط وسلاگو را تائید کردند]7-9[.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-3 کاربردهای فراماده

 

 

 

 

 

در سال 1998 تحقق عملی فراماده در محدوده فرکانسی میکروموج مورد بررسی قرار گرفت. از جمله کاربردهای فراماده می‎توان به صفحه های جاذب ]10[و پوشش‎های ضد انعکاس برای کاهش پراکندگی ]11[یا انعکاس از سطح اجسام نام برد. این کاربردها همراه با جذب و درنتیجه اتلاف زیادی هستند و برای شفافیت اجسام دوبعدی مسطح مناسبند. ایجاد شفافیت یا پراکندگی کم بوسیله پوشش های مناسب، کاربردهای زیادی در زمینه اپتیک، پزشکی، زیست شناسی و نانو تکنولوژی دارد]12[.

 

 

 

 

 

 

 

 

1-4 مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه فراماده

 

 

 

 

 

در سالهای اخیر، کاربردهای فراماده در پنهان کردن[8] و نامرئی سازی[9] اجسام،  در مقالات زیادی بررسی شده است]14-22[در مقالات ]22-24[ خواص عجیب دسته بندی های مختلف فراماده (DPS, ENG, MNG,DNG)، به منظور کاهش شدید پراکندگی از اجسام با طول محدود، برای طیف گسترده ای از فرکانس ها، و در اشکال مختلف نشان داده شده است. DPS[10] موادی که  دارند، مانند اکثر مواد موجود در طبیعت، و DNG[11] یا فراماده، موادی که دارای  هستند و MNG[12] موادی که محیط آنها  است، مانند فریت ها و ENG [13] موادی که  دارند، مانند پلاسماها، می‎توان تعریف کرد.

 

 

 

 

 

در مقاله ]25[ پراکندگی از لایه های نازک پلاسمونی، نشان داده شده است. در این مقاله، تئوری حذف پراکندگی[14]  برای مواد پلاسمونیک مصنوعی، با  منفی یا کم مثبت، از طریق قطبش محلی منفی خود، ارائه می‎شود. این تکنیک که پوشش پلاسمونیک[15]  نامیده می‎شود، با کارهای اخیری ]26[ که پیش‎بینی کرده اند چگونه یک ذره مرکب با ترکیب گذردهی مثبت یا منفی، ممکن است باعث کاهش شدید پراکندگی در حد ایستا [16] شود، تطابق دارد.

 

 

مرجع ]27[ یک تحقیق جدید برای حالت پویا [17] است. در این مقاله نشان داده شده است که پوشش پلاسمونی، علاوه بر کاهش پراکندگی ناشی از دو قطبی غالب، برای اجسام با اندازه متوسط، می‎تواند موجب کاهش پراکندگی مرتبه های بالاتر چند قطبی، برای اجسام بزرگتر شود.

 

 

البته در کاربردهای عملی، مخصوصاً برای رادارها، اجسام طویل از توجه بیشتری برای این برنامه ها برخوردارند. آلو[18]  وانقطاع [19] در ]25[فرمول شبهه ایستا، برای استوانه دی‎الکتریک بی نهایت، تحت تابش عمود را بیان کرده اند. در مرجع ]28[ این فرمول برای استوانه رسانا با طول محدود، تحت تابش نور عمودی بسط داده شده است. در مرجع ]29[ از این نتایج برای تابش نور ملایم استفاده شده است. به علاوه در مرجع ]30[نتایج حاصل از عملیات چند فرکانسی از پوشش کروی در مرجع ]31[، برای استوانه بی‎نهایت دی الکتریک، استفاده شده است. در مراجع ]32و33[ تحقیقات تئوری و تجربی جالبی در زمینه پوشش پلاسمونی در استوانه دو بعدی، پوشیده شده از فراماده برای قطبش خاص، ارائه داداند.

 

 

 

 

 

1-5 تاریخچه بلورهای فوتونی

 

 

 

 

 

بلورهای فوتونی از سال 1887 مورد مطالعه قرار گرفته اند، ولی عبارت بلورهای فوتونی برای اولین بار 100 سال بعد، زمانی که الی یابلانوویچ [21] مقاله مشهور خودرا درباره بلورهای فوتونی در سال 1987 منتشر کرد، مورد استفاده قرار گرفت. قبل از سال 1987 بلورهای فوتونی یک بعدی، به صورت چند لایه متناوب از دی الکتریک، به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته بود. هرچند به نام بلورهای فوتونی اطلاق نمی‎شدند. در سال 1987، ای-یابلونویچ[22] ]34[پیشنهاد کرد که از یک محیط متناوب سه بعدی، که او بلورفوتونی نامید، استفاده شود تا از نشر خودبخودی جلوگیری شود. در همان سالها اس جان[23] ]35[پیشنهاد کرد که از یک محیط متناوب نامنظم سه بعدی برای متمرکز ساختن امواج الکترومغناطیسی استفاده شود. پیشنهادات فوق به طور مؤثری، زمینه تحقیقاتی را به وجود می آورد که در آنها علاوه بر درک اساسی برهمکنش‎های غیر منتظره میان نور و ماده، زمینه ساخت وسایل و ابزارهای جدید الکترونوری[24] ، و استفاده های فوتونی مختلفی را فراهم می‎کند]36-40[.

 

 

 

 

 

 

 

 

1-6 مفهوم بلورهای فوتونی

 

 

 

 

 

بلورهای فوتونی ([25]pcها ) ساختارهایی هستند که امواج نورانی (الکترومغناطیسی) در بازه های فرکانسی خاصی، توانایی عبور از آنها را ندارند. بلورهای فوتونی همان تولیدات مصنوعی هستند که رفتارشان با فوتون‎ها همانند رفتاری است که نیمه رساناها با الکترون‎ها دارند.

 

 

این رفتارها در این ساختارها، همانند رفتاری است که ساختارهای فلزی و بلوری، در برابر عبور الکترون‎ها از خود نشان می دهند. همانطور که پذیرفته شده است، الکترون‎ها رفتار موجی دارند و هنگامی که وارد یک ساختار بلوری (منظم متناوب) از اتم‎ها می شوند، در ترازهای خاصی از انرژی، نمی توانند از ساختار عبور نمایند، که این به علت ساختار تناوبی بلورها و بازتابش الکترون‎ها است. تمام رفتارهای جالبی که نیمه هادی ها از خود نشان می‎دهند به دلیل وجود همین تراز های مجاز و غیر مجاز است. حال اگر بتوان محیطی ایجاد کرد که برای فوتون های دارای انرژی خاص، اجازه عبور از ساختار وجود نداشته باشد، می‎توان انتظار داشت همان کنترلی که پیش از این بر رفتار الکترون‎ها وجود داشت، اکنون بر رفتار فوتون‎ها حاکم نمود. بلورهای فوتونی از آن جهت بلور نامیده شده اند که در آنها ترازهای انرژی ممنوع برای فوتون‎ها وجود دارد ( در مقایسه با الکترون‎ها ). در بلورهای فوتونی واحدهای تشکیل دهنده‎ی ساختار به جای اتم‎ها، محیط‎های همگن دی الکتریک است و این محیط ها، به صورت متناوب وجود خواهند داشت. به بیان ساده تر، یک آرایش متناوب از محیط های دی الکتریک هستند. از نظر ابعاد ساختارهای متناوبی بلورهای فوتونی، باتوجه به حالت تناوبی که ساختار آنها به خود می‎گیرد، در یک، دو و سه بعد طبقه بندی می شوند، که جریان نور به ترتیب می‎تواند در یک، دو و سه بعد مدوله شود. یک نمونه از بلورهای فوتونی یک بعدی در شکل (1-1)نشان داده شده است.

 

 

یک بلور فوتونی دوبعدی، یک محیط دی الکتریک با الگوی دو بعدی است که معمولاً آرایه منظمی از میله‎های دی‎الکتریک یا حفره هوا در یک تکه دی‎الکتریک است (شکل (1-1)). با استفاده از بلورهای فوتونی دو بعدی، می توان یک تراشه دی الکتریک ساخت، که در مدارهای اپتیکی برای مهندسین خیلی جالب است. یک بلور فوتونی سه بعدی، می‎تواند نور را در تمامی جهت ها کنترل کند، که بخاطر مشکلات تولید در سالهای اخیر فقط در آزمایشگاه‎ها به دست آمده اند. سنگ جواهر طبیعی، شامل اکسید سیلیسیم به اندازه زیر میکرون، یک نمونه از بلورهای فوتونی سه بعدی با یک شبه باند گاف است، در شکل (1-1) نمونه ای از این بلور سه بعدی نشان داده شده است. کاملاً واضح است که خواص و کاربردهای بلور فوتونی شدیداً به هندسه و تناوبشان بستگی دارد ]41,42  ,43[.

 

 

شکل(1-1): نمونه‎هایی از ساختارهای بلور فوتونی ]43[

 

 

 

 

 

آنها می‎توانند صرف نظر از قطبش و جهت انتشارشان، به وسیله گاف نواری[26] شرایطی  را فراهم کنند که فوتون‎هایی با انرژی معین قادر به انتشار درون بلور نباشند.

 

 

به این محدوده پیوسته و کراندار در حوزه‎ی بسامد که در آنها امکان انتشار موج در ساختار وجود ندارند، گاف فوتونی یا نوار ممنوع بسامدگفته می‎شود. تئوری اصلی حاکم بر بلورهای فوتونی معادلات ماکسول می‎باشند. با حل معادلات ماکسول در محیط و همچنین اعمال شرایط مرزی، امواج الکترومغناطیسی را در محیط توصیف می‎کنیم.

 

 

بلورهای فوتونی با توجه به سه عامل مشخص می‎شوند. این عوامل عبارتند از: مکان‎شناسی یا شکل شبکه، دوره تناوب فضایی و ثابت دی الکتریک مواد تشکیل دهنده. انتخاب مناسب این پارامترها می‎تواند ،یک شکاف در روابط پراکندگی الکترومغناطیسی ایجاد کند، که در آن انتشار خطی امواج الکترومغناطیسی ممنوع است. این ناحیه غیر مجاز فرکانسی را یک گاف نواری[27] نامیده می‎شود. اگر این شکاف غیر مجاز برای تمام قطبش‎ها و تمام جهت های انتشار وجود داشته باشد، به آن شکاف فوتونی کامل می‎گویند. شرط لازم و نه کافی، برای رسیدن به یک باند گاف فوتونی کامل، تناوبی بودن در سه جهت ویک اختلاف بزرگ در ثابت دی الکتریک اجزای تشکیل دهنده آن است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-7 زمینه های کاربردبلورهای فوتونی

 

 

 

 

 

پس از اثبات اصل وجود ساختارهای دارای PBG در یک، دو و سه بعد و معرفی ساختارهای مختلفی که این وضعیت را ایجاد می‎کنند، مسیری هموار برای طراحی و ساخت قطعات جدید فراهم شد. البته پیش از اینکه بلورهای فوتونی به عنوان زمینه ای مستقل مطرح شوند، ساختار یک بعدی متناوب به طور کامل بررسی شده بود و کاربردهای مفیدی پیدا کرده بود. نام این ساختارها آینه های دی الکتریک یا بازتابنده های براگ بود که به عنوان آینه تمام بازتاب در منابع لیزر استفاده می‎شدند. ( براگ تفرق امواج ایکس را در ساختارهای بلوری برای شناسایی آنها بررسی کرده و به دلیل همین تحقیقات جایزه نوبل دریافت کرد).

 

 

در ادامه به برخی از کاربردهای بلور فوتونی دوبعدی می‎پردازیم.

 

 

 

 

 

1-7-1 موج برها

 

 

یکی از نخستین کاربردهای بلور فوتونی، ساخت موجبرهای نوری دارای خم‎هایی[29]  در مقیاس بسیار کوچک است که پیش از این یک مشکل عمده فیبرهای نوری محسوب می‎شد. اگر بخواهیم مساله را کمی مقایسه ای بررسی کنیم وضعیت پیاده سازی موجبر اپتیکی با بلورهای فوتونی مانند وارد کردن ناخالصی به شبکه بلوری نیمه هادی ها  و ایجاد تراز های مجاز انرژی در میان فراز ممنوع است ( یعنی ایجاد یک نقص[30]  برای ایجاد تراز مجاز) به همین دلیل ایجاد یک بینظمی خطی در ساختار بلورهای فوتونی یک نقص نامیده می‎شود. به علت اینکه بلورهای فوتونی سه بعدی، انتشار نور را در هر سه جهت کنترل می‎کنند نسبت به سایر بلورهای فوتونی مزیت دارند اما ساخت این بلورها مشکل است، رویکرد مناسب تر استفاده از موجبرهای بلور فوتونی دوبعدی است ]44[.

 

 

 

 

 

 

 

 

1-7-2 میکرو کاواک ها  

 

 

اگر یکی از اجزای بلور فوتونی در وسط بلور را برداریم، یک میکرو کاواک درست می‎شود و در بلور نقص ایجاد کرده ایم. هرگونه نقصی که توسط یک بلور فوتونی دارای باند گاف احاطه شود، یک حفره (کاواک ) را تشکیل می‎دهد. ریز کاواک ها علاوه بر ایجاد عکس العمل طیفی شدید، شرایط تشکیل یک میدان بزرگ تشدیدی را نیز در درون خود فراهم می‎کنند. همچنین از آنها می‎توان برای فیلترهایی با پهنای باند باریک و فیلترهایی با طول موج انتخابی استفاده کرد]45[.

 

 

 

 

 

1-7-3 فیلترها  

 

 

کاربرد مهم دیگری که بلورهای فوتونی در طراحی قطعات دارند استفاده از آنها به عنوان فیلترهای مختلف است. همانطور که دیدیم، ایجاد یک نقص در ساختار های بلور فوتونی باعث  ایجاد یک حفره و مدهای مجاز انرژی درون آن نقص می‎گردد. این حفره ها دقیقا مانند حفره‎های موجود در مایکروویو می‎توانند انرژی را ذخیره کنند و اگر با خط انتقال کوبل شوند می‎توان از آنها به عنوان فیلتر نیز استفاده نمود]46[.

 

 

 

 

 

1-7-4 فیبرهای  بلور فوتونی

 

 

 

2-2-3-2) شاخص­های غیر تركیبی………………………………………………………………   13

 

 

2-2-4) نقد شاخص­های جهانی­شدن………………………………………………………………   15

 

 

2-2-5) شاخص جهانی­شدن KOF…………………………………………………………………. 

 

 

2-2-5-1) شاخص جهانی­شدن اقتصادی KOF…………………………………………………  

 

 

2-2-5-2) شاخص جهانی­شدن اجتماعی KOF………………………………………………..  

 

 

2-2-5-3) شاخص جهانی­شدن سیاسی KOF………………………………………………… 

 

 

2-3) تعریف تورم………………………………………………………………………………  20

 

 

2-3-1) طبقه بندی تورم………………………………………………………………………..­­­­­­­­­­­  20

 

 

2-3-1-1) طبقه بندی تورم بر مبنای درجه شدت……………………………………………  20

 

 

2-3-1-2) طبقه بندی تورم بر مبنای نسبت افزایش قیمت­ها یا افزایش حجم پول……………..  21

 

 

2-3-1-3) طبقه بندی تورم بر مبنای متناوب و یا عارضه­ای بودن افزایش قیمت­ها ……………  21

 

 

2-3-2) علل و ریشه­های تورم………………………………………………………………… 21

 

 

2-3-2-1) علل عارضی تورم…………………………………………………………………..  22

 

 

2-3-2-2) علل اقتصادی تورم…………………………………………………………………… 22

 

 

4-2) نظریات مکاتب مختلف در مورد تورم……………………………………………………  25

 

 

2-5) مبانی نظری جهانی­شدن اقتصادی و تورم………………………………………………..  27

 

 

2-6) ساز و کار­های اثر­گذاری فرایند جهانی­شدن بر تورم داخلی کشور­ها………………………  29

 

 

2-6-1) جهانی­شدن، انگیزه مقامات پولی و تورم……………………………………………….  29

 

 

2-6-2) یکپارچه­شدن نظام تجارت بین­الملل، کاهش نسبی برخی اقلام تجاری و تورم…………  30

 

 

2-6-3) اثر جهانی­شدن بر حساسیت تورم نسبت به نوسانات تولید داخلی…………………….  30

 

 

2-6-4) جهانی­شدن و اثرپذیری تورم داخلی کشورها از شکاف تولید خارجی………………..  31

 

 

2-7) مروری بر مطالعات تجربی………………………………………………………………….  31

 

 

2-7-1) پژوهش‏‌های خارجی………………………………………………………………….  32

 

 

2-7-2) پژوهش‏های داخلی……………………………………………………………………..  34 

 

 

فصل سوم-روش تحقیق…………………………………………………………………………..  38

 

 

3-1) مقدمه…………………………………………………………………………………….  38

 

 

3-2) معرفی الگوی اقتصاد­سنجی……………………………………………………………   38

 

 

3-3) روش پژوهش…………………………………………………………………………..   39

 

 

3-4) مزایای استفاده از داده­های تابلویی……………………………………………………   39

 

 

3-5) روش­های تخمین مدل داده­های تابلویی……………………………………………..   40

 

 

3-6) انواع آزمون­ها……………………………………………………………………………….. 40

 

 

3-7) متغیر­های موجود در الگو……………………………………………………………..   41

 

 

3-8) توصیف اطلاعات………………………………………………………………………   42

 

 

فصل چهارم- یافته­های تحقیق…………………………………………………………..   53

 

 

4-1) مقدمه………………………………………………………………………………..   53

 

 

 

4-2) تجزیه و تحلیل رابطه­ی جهانی­شدن و تورم………………………………………………    53

 

 

4-3) نتایج حاصل از برآورد مدل برای کشورهای منتخب……………………………………    53

 

 

4-3-1) آزمون مانایی در داده‏های ترکیبی……………………………………………..    53

 

 

4-3-2) آزمون F لیمر………………………………………………………………………..    54

 

 

4-3-3) آزمون هاسمن …………………………………………………………………..    55

 

 

4-3-4) برآورد مدل برای کشورهای منتخب…………………………………………..    55

 

 

فصل پنجم- نتیجه­گیری و پیشنهادات……………………………………………………    57

 

 

5-1) مقدمه………………………………………………………………………………..   57

 

 

5-2) نتیجه­گیری…………………………………………………………………………   58

 

 

5-3) پیشنهادها……………………………………………………………………………..   59

 

 

منابع و مآخذ……………………………………………………………………………….   60

 

 

پیوست­ها…………………………………………………………………………………….   64

 

 

پیوست الف) خروجی نرم‎افزار ایویوز حاصل از آزمون مانایی متغیرهای مدل………………    64

 

 

پیوست ب) خروجی نرم‎افزار Eviews حاصل از آزمون F لیمر…………………………..    65

 

 

پیوست ج) خروجی نرم‎افزار Eviews حاصل از آزمون هاسمن…………………………..    65

 

 

پیوست د)خروجی نرم‎افزار Eviews حاصل از برآورد با استفاده از روش اثرات تصادفی………66

 

 

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………   67

 

 

فصل اول: مقذمه و کلیات فارسی

 

 

1-1- مقدمه

 

 

تحلیل تورم و پیش­بینی روند تحولات آن همواره از مهم­ترین نگرانی­ها در جوامع مختلف و در میان دولت­ها و ملت­ها می­باشد. تورم پدیده بسیار پیچیده­ای است که سطح و علل آن از یک کشور به کشور دیگر و از یک دوره به دوره دیگر فرق می­کند و در­نتیجه­ علل و عوامل بسیار متنوع و متعدد بروز می­کند. سیاست­های پولی و مالی، تجاری و بازرگانی خارجی، ارزی و حتی سیاست­های خارجی دولت­ها و ساختار­های اقتصادی- اجتماعی جوامع از مهم­ترین این عوامل هستند. از دهه 1990 به بعد پویایی تورم در سطح جهان دستخوش تغییر شده است. متوسط نرخ تورم در کشور­های صنعتی در طول این دهه نسبت به دهه­های قبل کاهش قابل توجهی داشته است (طیب ­نیا و زندیه، 1388).  برای بررسی این نوع اثر­گذاری دلایل مختلفی توسط تحلیل گران مطرح شده­ است که از مهم­ترین آنها اثر ­پذیری تورم کشور از فرآیند جهانی­شدن است. به خاطر اهمیت و تاثیر روز ­افزون جهانی­شدن بر تورم و اهمیت شاخص تورم در کلیه کشور­ها در این تحقیق سعی می­شود که به تاثیر جهانی­شدن اقتصادی بر تورم در کشورهای منتخب خاورمیانه و شمال آفریقا پرداخته شود.

 

 

2-1- بیان مسئله

 

 

تورم یکی از عوامل تاثیرگذار بر توزیع نابرابر درآمد و ثروت، بروز نا‌اطمینانی در اقتصاد، کاهش سرمایه‌گذاری و رشد اقتصادی است. از این‌رو، شناخت عوامل موثر بر تورم، زمینه مهمی برای رشد و توسعه پایدار فراهم می­کند. در سال­های اخیر اقتصاددانان به آثار جهانی­شدن بر جنبه­های مختلف زندگی اقتصادی توجه زیادی کرده­اند، از جمله آثاری که جهانی­شدن بر اقتصاد کشورها می­تواند داشته باشد تاثیر آن بر تورم است. کشورهای زیادی توانسته­اند در فرایند جهانی­شدن نرخ تورم خود را کاهش دهند. به عنوان مثال کشور لهستان که نرخ تورم 150 درصدی را در اواخر دهه 1990 داشته است، بعد از پیوستن به سازمان تجارت جهانی توانسته است نرخ تورم خود را تک رقمی نموده و آن را به­شدت کاهش دهد(سلمان پور88).

 

 

اقتصاد جهانی شامل بین‌المللی شدن روز‌افزونی است که آثار آن را می‌توان در افزایش بازرگانی بین‌المللی، جهانی‌شدن تولید و جریان سرمایه‌گذاری مستقیم خارجی مشاهده کرد(فتاحی،1391).

 

 

جهانی‌شدن اقتصادی یک کشور تجارت جهانی را بهبود می‌بخشد، اقتصاد باز از طریق تاثیر‌گذاری بر بهبود فن آوری سریع­تر از اقتصاد بسته رشد می­کند( ساشیدا[1]، 2003 ). اقتصاد‌دانان در خصوص ارتباط بین تورم و جهانی‌شدن عقیده دارند که جهانی‌شدن نقش عوامل خارجی را در فرایند تورم افزایش و نقش عوامل + داخلی را کاهش می‌دهد. جهانی‌شدن با ایجاد یک فضای رقابتی برای تولید‌کنندگان، رشد بهره‌وری و کاهش فشارهای دستمزد بخصوص برای کشور‌های صنعتی می‌تواند قیمت‌های داخلی را تحت ‌تاثیر قرار دهد(سلمان‌پور، 1388). جهانی‌شدن به روش‌های مختلف ممکن است بر تورم کشور‌ها اثر‌گذار باشد. از یک طرف باز شدن اقتصاد‌ها می‌تواند بر نحوه عملکرد مقامات پولی کشور‌ها تاثیر‌گذار باشد. از طرف دیگر ادغام اقتصاد‌های نوظهوری چون چین و هند و نفوذ تولید این کشور‌ها به بازار‌های جهانی، تولید‌کنندگان کشور‌های دیگر را در معرض رقابت قیمتی شدیدی قرار داده که می­تواند مانع افزایش قیمت توسط آنها شود. همچنین، کاهش قیمت نسبی کالا‌ها و خدمات وارداتی ممکن است به صورت مستقیم از شدت افزایش سطح عمومی قیمت‌ها بکاهد(فتاحی، 1391). پژوهش پیشنهادی به بررسی تاثیر جهانی‌شدن اقتصادی بر تورم در کشور‌های منتخب منطقه خاور‌میانه و شمال آفریقا می­پردازد. نوآوری این پژوهش در این است که به بررسی تاثیر جهانی‌شدن اقتصادی بر تورم در کشور‌های منتخب منطقه خاور‌میانه و شمال آفریقا[2] با استفاده از شاخص نسبتا جدید و ترکیبیKOF  [3]پرداخته ­است.

 

 

3-1- حدود پژوهش

 

 

 

3-1-3) مدل های گارچ چندمتغیره ………………………………………………………. 24

 

 

3-1-3-1)مدل گارچ برداری(VECH):……………………………………………………………… 25

 

 

3-1-3-2) مدل گارچBEKK ……………………………………………………………………….

 

 

3-1-3-3) مدل همبستگی شرطی ثابت(CCC)……………………………………………… 25

 

 

3-1-3-4) مدل همبستگی شرطی پویا (DCC) …………………………………………….. 26

 

 

3-2) تصریح الگو …………………………………………………………………………………. 27

 

 

3-2-1) معرفی الگو برای بررسی اثرگذاری بازدهی ها و نوسانات چهارکشور به طورهمزمان……. 27

 

 

3-2-2) محدودیت های استفاده ازمدل گارچ برداری …………………………………………. 28

 

 

3-2-3) روش برآورد پارامترها درمدل گارچ برداری …………………………………………… 29

 

 

3-2-4) معرفی الگوی بررسی اثرگذاری بازدهی ها و نوسانات متقابل کشورهای موردمطالعه…… 29

 

 

3-2-5) روش برآورد پارامترها در مدل گارچBEKK………………………………………………..

 

 

3-2-6) الگوریتم برندت هال،هال و هوسمان(BHHH)……………………………………… 31

 

 

3-2-7) آزمون لیونگ باکس ………………………………………………………………….. 32

 

 

3-3) جمع آوری، سازماندهی و توصیف داده ها …………………………………………… 33

 

 

3-3-1) معرفی بورس اوراق بهادارتهران ………………………………………………………. 33

 

 

3-3-1-1) دوره نخست (1357- 1346) ………………………………………………………… 33

 

 

3-3-1-2) دوره دوم (1367- 1358) …………………………………………………………….. 34

 

 

3-3-1-3) دوره سوم (1383- 1368) ………………………………………………………… 34

 

 

3-3-1-4) دوره چهارم (از سال 1384 تاکنون) …………………………………………….. 36

 

 

3-3-2) معرفی بازار سرمایه ترکیه ……………………………………………………………….. 37

 

 

3-3-2-1) انواع بازارها در بورس استانبول ………………………………………………………. 38

 

 

3-3-2-1-1) بازار سهام …………………………………………………………………………. 38

 

 

3-3-2-1-2) بازار بین ‌المللی ………………………………………………………………….. 39

 

 

3-3-2-1-3) بورس ابزارمشتقه ترکیه ………………………………………………………….. 40

 

 

3-3-3) معرفی بازار .سهام مالزی ……………………………………………………………. 41

 

 

3-3-3-1) بازار سرمایه اسلامی ……………………………………………………… 43

 

 

3-3-4) معرفی بازار بورس نیویورک و بورس اوراق بهادار نزدک …………………….. 45

 

 

3-3-4-1) بورس اوراق بهادار نیویورک(NYSE)  …………………………………………… 45

 

 

3-3-4-2) بورس اوراق بهادار نزدک– بورس الکترونیکی (Nasdaq)  ………………………. 46

 

 

3-3-5) شاخص های قیمت بازار سهام ……………………………………………………. 47

 

 

3-3-6) بازدهی بازار سهام و آماره های توصیفی …………………………………… 49

 

 

فصل چهارم: برآورد مدل و آزمون فرضیه ها……………………………………………….. 52

 

 

4-1) نتایج تجربی حاصل از مدلVECHبرای بررسی هر چهار بازار به طورهمزمان……. 53

 

 

4-2) نتایج تجربی حاصل از مدلBEKK برای بررسی بازارها به صورت دو به دو…………… 55

 

 

4-2-1) بررسی ارتباط متقابل بازدهی ها و نوسانات بازارسهام ایران و امریکا ………. 55

 

 

 

4-2-2) بررسی ارتباط متقابل بازدهی هاو نوسانات بازارسهام ایران و ترکیه ……….. 57

 

 

4-2-3) بررسی ارتباط متقابل بازدهی ها و نوسانات بازارسهام ایران و مالزی……….. 59

 

 

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات………………………………………………………. 61

 

 

منابع و مراجع …………………………………………………………………………… 65

 

 

پیوست ها …………………………………………………………………………………… 70

 

 

چکیده:

 

 

در این رساله با استفاده از مدل خود رگرسیون ناهمسان واریانس شرطی چند متغیره ماهیت تعاملات بین بازدهی های بازار های سهام چهار كشور ایران، ایالات متحده، تركیه و مالزی ارزیابی شده است. نتایج بر اساس داده های هفتگی شاخص سهام، از اكتبر 1997(مهر 1376) تا مارس 2010 (اسفند 1388)، نشان می دهد كه اثرات مثبت معناداری از بازدهی های بازار سهام ایالات متحده بر این بازارها به استثنای ایران تحمیل شده است. همچنین شواهدی قوی مبنی بر وجود اثرات آرچ و گارچ خودی در چهار كشور مشاهده شد كه نشان‏دهنده وجود اثر نوسانات خودی در چهار بازار می‏باشد. به دلیل وجود درجه پایینی از نوسانات همزمان در میان این كشورها، تشكیل سبد سهامی از سهام آنها با ریسك كمتر به سود می رسد.

 

 

فصل اول: مقدمه

 

 

1-1- تعریف مسأله

 

 

با جهانی سازی تجارت و سرمایه گذاری، تعاملات بین بازارهای مالی بین المللی به صورت خاصی افزایش پیدا كرده است. بنابراین مطالعه رابطه بازارهای مالی و به خصوص بررسی تاثیر بازدهی ها و نوسانات بازارهای جهانی بر بازار سهام ایران را می توان مهم قلمداد كرد . همچنین  اهمیت این بخش از تحقیقات با ظهور بحران مالی جهانی در  سال 2008 افزایش یافته است تا مشخص شود كه آیا سرمایه‏گذارانی كه سبد سهام خود را از چند بازار مستقل برگزیده اند در مقایسه با سرمایه‏گذارانی كه فقط از یك بازار سهام سبد سهام خود را انتخاب كرده اند با ریسك كمتر به سود می رسند یا نه ؟

 

 

هدف اساسی این تحقیق این است كه با استفاده از مدل گارچ چند متغیرهنگرشی نسبت به ماهیت تعاملات بین بازارهای سهام كشور های ایران، ایالات متحده امریكا، مالزی و تركیه ایجاد كند. در این مطالعه ابتدا سعی خواهد شد اثرات بازدهی های بازارهای سهام این كشور ها روی همدیگر و به طور خاص، روی بازار سهام ایران بررسی شود و سپس با استفاده از  مدل گارچ برداری قطری وجود اثر نوسانات مشترک بین این كشورها بررسی شود.  همچنین با استفاده از تصریح BEKK اثرگذاری بازدهی ها و نوسانات بین بازارهای سهام ایران و سه کشور دیگر به صورت متقابل بررسی می شود.

 

 

2-1- حدود و روش پژوهش

 

 

در این تحقیق از داده های هفتگی شاخص سهام كشور های ایران، مالزی، ایالات متحده و تركیه از آوریل 1997 تا آوریل 2010 استفاده خواهد شد. برای اثبات فروض ابتدا اثر بازدهی های كشورهای مورد مطالعه روی یكدیگر بررسی خواهد شد و سپس با استفاده از مدل گارچ برداری قطری كه نوعی از تصریحات گارچ چند متغیره می باشد اثر نوسانات مشترک بین این كشور ها بررسی می شود. بیان گارچ برداری قطری بر پایه این فرض است كه واریانس شرطی به مربع پسماندهای گذشته و وایانس شرطی دوره قبل وابسته است و كواریانس شرطی نیز به ضرب پسماندهای متناظر و و كواریانس های گذشته سری ها  وابسته است. همچنین با استفاده از تصریح BEKK اثرگذاری بازدهی ها و نوسانات بین بازارهای سهام ایران و سه کشور دیگر به صورت متقابل بررسی می شود.

 

 

3-1- فرضیات پژوهش

 

 

1- بازدهی بازارهای سهام كشورهای مالزی، ترکیه و امریکا بر بازدهی بازار سهام ایران اثر نداشته است.

 

 

2- نوسانات بازارهای سهام كشورهای مالزی، ترکیه و امریکا بر نوسانات بازار سهام ایران اثر نداشته است.

 

 

3- سرمایه‏گذارانی كه در بازارهای مستقل از هم سرمایه‏گذاری می كنند با ریسك كمتر به سود می‏رسند.

 

 

4-1- اهداف تحقیق

 

 

1- آیا بازدهی های بازارهای سهام كشورهای مالزی، ترکیه و امریکا بر بازدهی بازار سهام ایران اثر داشته است؟

 

 

2- آیا نوسانات بازارهای سهام كشورهای مالزی، ترکیه و امریکا بر نوسانات بازار سهام ایران اثر داشته است؟

 

 

5-1- ساختار پژوهش

 

 

این پژوهش در پنج فصل تدوین گشته است. در فصل نخست کلیات موضوع شرح داده ‏شد. این کلیات عبارت بودند از بیان مساله، اهمیت موضوع، هدف تحقیق، فرضیه ها، حدود پژوهش و محدودیت ها. در فصل دوم مروری بر ادبیات موضوع انجام شده است. اطلاعات مورد استفاده در تحقیق، الگو و شرح کامل داده های مورد استفاده در آن در فصل سوم نشان داده شده است. در فصل چهارم فرضیه های تحقیق آزمون شده و نتیجه تحقیق در فصل پنجم ارائه شده است. سرانجام این مطالعه با فهرست منابع تحقیق و پیوست‏ها پایان می یابد.

 

 

فصل دوم: پیشینه تحقیق

 

 

1-2- ادبیات نظری تحقیق

 

 

جهانی سازی تجارت و سرمایه گذاری، تعاملات بین بازارهای مالی بین المللی را افزایش داده است که این موضوع، تمایل شدیدی برای فهم اثر شوك ها و نوسانات یک بازار بر سایر بازارها به وجود آورده است. همچنین اهمیت این بخش از تحقیقات با ظهور بحران مالی جهانی در سال 2008 افزایش یافته است. معمولا، اثرات خارجی نوسانات به رفتار پوششی بین بازاری و تغییر در اطلاعات مشترك نسبت داده می‏شود، به طوری که ممکن است انتظارات همه بازارها به طور همزمان تغییر کند.  مسیر دیگر تحقیقات، توضیح اثر نوسانات و بازدهی ها به وسیله سرایت مالی[1] است.

 

 

سرایت مالی به صورت شوکی در بازار دارایی یک کشور که از بازار دارایی سایر کشورها تاثیر می پذیرد، تعریف می شود که شبیه به انتقال بیماری های مسری می باشد و یک خصیصه مهم بحران های مالی اخیر بوده است. با بررسی بحران های مالی اخیر، می توان دید که چطور بحران خاص یک کشور به سرعت به بازارهایی که اندازه و ساختارهای متفاوتی از آن دارند منتقل می شود. به نظر می‏آید که اغلب دوره زمانی و سرایت بحران های مالی به مسائل بنیادی که کشورها با آن روبرو هستند وابسته نیست. معمولا، بحران ها، علیرغم وجود رابطه ضعیف تجاری و جریان سرمایه در میان اقتصادها اثرات شدیدی روی دیگر کشورها می گذارند که این باعث ایجاد علاقه زیادی در میان پژوهشگران برای حل معمای سرایت شده است. مخصوصا در بازارهای نوظهور که ضعیف تر و شکننده‏تر هستند و به طور ویژه به ثبات برای توسعه و رشد خود نیاز دارند.

 

 

1-3-3-2-4-1 تفاوت طول قطعه‏های قابل تکثیر(ALP)………………………. 15

 

 

1-3-3-2-4-2 ریزماهواره‌ها………………………………………….. 15

 

 

1-4 فراوانی، توزیع و سازماندهی ریزماهواره‏ها در داخل ژنوم……………… 16

 

 

1-5 مکانیسم ایجاد تنوع در طول توالی‏های تکراری……………………………. 16

 

 

1-5-1 کراسینگ‌اور نابرابر…………………………………………… 17

 

 

1-5-2 عدم جفت شدن ناشی از سرخوردنDNA  در طول رشته (خطاهای همانند‌سازی)…….17

 

 

1-6 دامنه تنوع واحدهای تکرارشونده………………………………………….. 19

 

 

1-6-1 مدل جهش گام به گام…………………………………………… 19

 

 

1-6-2 مدل آللی نا‏محدود…………………………………………… 19

 

 

1-7 مارکرهای STR…………………………………………….

 

 

1-8 کاربرد مارکرهای STR…………………………………………….

 

 

1-8-1 مطالعات شجره‏ای و روابط فامیلی……………………………………………. 20

 

 

1-8-2 شناسایی هویت قربانیان حوادث……………………………………………. 21

 

 

1-8-3 تعیین هویت در موارد جنایی……………………………………………. 22

 

 

1-8-3-1 شناسایی افراد مجهول الهویه…………………………………………… 22

 

 

1-8-3-2 ردیابی مجرمین……………………………………………. 22

 

 

1-8-4 ردیابی تاریخ بشر و مطالعات جمعیتی……………………………………. 23

 

 

1-9 سایر کاربردهای مارکرهای STR…………………………………………….

 

 

1-9-1 جمع‌آوری سلول‌های جنینی از خون مادر……………………………… 25

 

 

1-9-2 نقشه‏ی ژنوم بیماری‏ها………………………………………….. 26

 

 

1-9-3 تعیین هویت افراد استفاده کننده از سرنگ مشترک………………………. 26

 

 

1-9-4 تشخیص کلون‏های موفق……………………………………………. 26

 

 

1-9-5 بررسی و نظارت روی پیوند عضو…………………………………………… 26

 

 

1-9-6 تشخیص کایمرهای ژنتیکی……………………………………………. 26

 

 

1-9-7 مشخص نمودن خطوط سلولی……………………………………………. 27

 

 

1-9-8 تشخیص تومورهای سرطانی……………………………………………. 27

 

 

1-10 روش‏های کلی شناسایی هویت افراد در سطح مولکولی……………………. 27

 

 

1-10-1 روش انگشت‌نگاری ژنتیکی از طریق هیبرید‌کردن با DNA جستجوگر………. 27

 

 

1-10-1-1 محدودیت‏های روش انگشت‌نگاری……………………………………………. 29

 

 

1-10-2 روش پروفایلینگ…………………………………………….. 29

 

 

1-11 تاریخچه استفاده از مارکرهایSTR…………………………………………….

 

 

1-12 CODIS چیست؟…………………………………………… 31

 

 

1-13 کیت مورد استفاده در تعیین هویت……………………………………………. 32

 

 

1-14 معرفی استان‏ها………………………………………….. 34

 

 

1-14-1 استان کرمانشاه………………………………………….. 34

 

 

 

1-14-1-1 موقعیت جغرافیایی……………………………………………. 34

 

 

1-14-2 استان یَزد…………………………………………… 35

 

 

1-14-2-1 موقعیت جغرافیایی……………………………………………. 36

 

 

1-15 هدف از تحقیق………………………………………….. 37

 

 

فصل دوم…………………………………………… 38

 

 

2-1 نمونه‌گیری……………………………………………. 39

 

 

2-2 استخراج DNA به روش نمک اشباع…………………………………………… 39

 

 

2-3 آماده‌سازی نمونه‌ها جهت انجام تست DNA Typing…………………………..

 

 

۲-3-1 رسوب‌گذاری با اتانول…………………………………………… 41

 

 

2-3-2 تعیین غلظت نمونه‌های DNA توسط دستگاه Nanodrop……………………

 

 

2-3-3 تهیه‌ی Working Stoke……………………………………………

 

 

2-4 تست DNA Typing……………………………………………

 

 

2-4-1 Multiplex PCR…………………………………………….

 

 

2-5 مواد و تجهیزات مورد نیاز در DNA Typing…………………………………..

 

 

2-5-1 آزمایش DNA Typing……………………………………………

 

 

2-5-2 جداسازی قطعات……………………………………………. 45

 

 

2-5-2-1 تجهیزات لازم…………………………………………… 45

 

 

2-5-2-2 آماده‌سازی دستگاه جهت جداسازی قطعات………………….. 46

 

 

2-5-2-3 روش جداسازی قطعات……………………………………………. 46

 

 

2-6 آنالیز داده‌ها………………………………………….. 47

 

 

3-1 نمونه ‏ها………………………………………….. 53

 

 

3-2 پروفایل ژنتیکی……………………………………………. 53

 

 

3-2 نتایج حاصل از آنالیز نمونه‏ ها …………………………………………..55

 

 

3-3 نتایج حاصل از آنالیز نمونه‏های کرمانشاه…………………………………. 56

 

 

3-4 نتایج حاصل از آنالیز نمونه‌های یزد…………………………………………… 60

 

 

فصل چهارم…………………………………………… 65

 

 

4-1 بحث……………………………………………. 66

 

 

4-2 نتیجه ‏گیری……………………………………………. 73

 

 

4-3 پیشنهادات……………………………………………. 73

 

 

منابع انگلیسی……………………………………………. 74

 

 

منابع فارسی……………………………………………75

 

 

چکیده:

 

 

بررسی تنوع ژنتیکی در جمعیت‏ها با استفاده ار تعیین فراوانی آللی و پارامترهای ژنتیکی روش نوینی است که در سال‏های گذشته در بسیاری از جمعیت‏های جهان صورت گرفته و با استفاده از آن شباهت بسیاری از جمعیت‏ها به یکدیگر مشخص گردیده. شباهت جمعیت‏ها نشان‌دهنده‏ی همسان‌بودن خزانه‏ی ژنتیکی آنها و احتمالا یکسان‌بودن آن جمعیت‏ها در گذشته است. پس این احتمال وجود دارد که این جمعیت‏ها در گذشته یک جمعیت بوده باشند و بعد‏ها به دلایل جغرافیایی و یا مهاجرت‏ها از یکدیگر جدا شده باشند. یکی از راه‏های بررسی تنوع‌ ژنتیکی در جمعیت‏ها استفاده از توالی‏های کوتاه تکراری می‏باشد .هدف این مطالعه بررسی تنوع ژنتیکی در دو قوم یزد و کرد (کرمانشاه) از ایران بود. بدین منظور پروفایل ژنتیکی پنجاه فرد غیر‌خویشاوند از هر یک از جمعیت‏های کرمانشاه و یزد با استفاده از کیت  ABIتهیه شد. این کیت حاوی پانزده جایگاه D8S1179،D21S11 ، D7S820،CSF ،D3S1358 ،TH01 ، D13S317، D16S539،D2S1338 ، D19S433، VWA، TPOX،D18S51 ، D5S818،FGA ،VWA ، TPOX و TH01 و ژن آمیلوژنین (برای تعیین جنسیت افراد) می‏باشد. نتایج نشان‌دادند که به جز دو جایگاه D7S820 وD19S433  در جمعیت کرمانشاه و سه جایگاه D21S11 ,D19S433 و VWA در یزد سایر جایگاه‏ها در تعادل هاردی‏واینبرگ بودند. همچنین پارامترهای پزشکی‌قانونی شامل PIC,PD,PE,MP در این مطالعه بررسی شدند. سپس دو جمعیت با جمعیت‏های کشورهای همسایه مقایسه شدند. این مطالعه نشان داد که این جایگاه‏ها، جایگاه‏های مناسب برای استفاده در تست‏های تعیین هویت و مطالعات جمعیتی می‏باشند. در نتیجه‏‏ی مقایسات هم دیده شد که هر دو جمعیت یزد و کرمانشاه شباهت زیادی به جمعیت کشور ترکیه داشتند ولی با سایر کشورها متفاوت بودند. از طرفی یزد نسبت به کرمانشاه دارای جمعیت همگن‌تری بود که این مسئله می‏تواند به‌علت بکر بودن این جمعیت در طول سالیان مختلف باشد.

 

 

فصل اول: مقدمه

 

 

1-1- مقدمه

 

 

درگذشته مطالعه‏ی تکامل و مهاجرت‏ها از طریق کشف و بررسی بقایای اسکلتی و فسیل‏ها انجام می‏شد. اما از حدود سه دهه‏ی پیش، باستان‏شناسان و زیست‏شناسان با به‌کار‏گیری آنالیز‏های DNA موفق به کشف‏های بسیار دقیقی شدند که کمک فراوانی به ردیابی تاریخ مهاجرت بشر و تکامل انسان‏ها نموده است. یکی از پر‏کاربرد‏ترین راه‏های آنالیز DNA، بررسی نشان‌گرهای[1] ژنتیکی افراد است، که از مهم‌ترین آنها می‏توان به توالی‏های کوتاه تکراری[2] موسوم به STR اشاره کرد. STR‏ها، توالی‏هایی به طول یک تا سیزده نوکلئوتید هستند که در ژنوم موجودات در نواحی غیر‌کد‏کننده موجود می‏باشند. هر فرد توالی‏های منحصر به فردی دارد و هیچ دو نفری در جهان نیستند که توالی‏های یکسانی داشته باشند. به همین دلیل ازSTR ‏ها می‏توان در مطالعات جمعیتی و بررسی تنوع ژنتیکی در جمعیت‏ها سود جست [1].

 

 

علاوه بر مطالعات جمعیتی ازSTR ‏ها می‏توان در موارد تعیین هویت‏، تعیین ابویت، تست‏های پزشکی‏قانونی و سایر موارد استفاده کرد. به طور معمول STRهایی که برای تعیین هویت و مطالعات ژنتیکی جمعیت به‌کار می‏روند، یکسان هستند و شامل پانزده جایگاه به نام‏های D8S1179،D21S11 ، D7S820،CSF ،D3S1358 ،TH01 ، D13S317، D16S539،D2S1338 ، D19S433، VWA، TPOX،D18S51 ، D5S818،FGA ،VWA ،  TPOXو TH01 می‏باشند [1].

 

 

هم‌چنین از روش مشترکی موسوم به تعیین الگوی DNA در این زمینه‏ها استفاده می‏شود. هر فرد دارای الگوی DNA منحصر به فرد است که تا پایان عمر تغییر نخواهد کرد. محققان دریافتند که افراد یک جمعیت در الگوهای ژنتیکی خود دارای تشابهاتی هستند که منحصر به همان جمعیت است و با الگوی افراد جمعیت‏های دیگر متفاوت است. از این تفاوت‏ها می‏توان برای ردیابی تاریخ مهاجرت و تکامل انسان‏ها استفاده نمود (1).

 

 

2-1- نشانگر چیست؟

 

 

صفاتی را که می‏توانند به عنوان نشانه‏ای برای شناسایی افراد حامل آن صفت مورد استفاده قرار گیرند، نشان‌گر می‏نامند. مندل نخستین کسی بود که از نشان‌گرهای ظاهری برای مطالعه چگونگی توارث صفات در نخود‌فرنگی استفاده کرد. اما گاهی صفات به سادگی و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند، مانند گروه خونی. برای مشاهده چنین صفاتی باید آزمایش‏های خاصی صورت گیرد. به طور کلی هر صفتی که بین افراد متفاوت باشد، ناشی از تفاوت موجود میان محتوای ژنوم آنها می‏باشد. حتی بروز صفات به صورت متفاوت در میان افراد (در شرایط محیطی یکسان)، به علت تفاوت‏ در ژنوم آنها است. این تفاوت‏ها می‏توانند به عنوان نشانه یا نشان‌گر ژنتیک به کار گرفته شوند. به طور کلی برای آنکه صفتی به عنوان نشان‌گر ژنتیک مورد استفاده قرار گیرد، باید دست کم دو ویژگی داشته باشد‌:

 

 

 1-در بین دو فرد متفاوت باشد (چند شکلی)

 

 

 2-به توارث برسد (2).

 

 

3-1- انواع نشانگرهای ژنتیکی

 

 

نشان‌گرهای ژنتیکی عبارتند از:

 

 

1-نشان‌گرهای مورفولوژیک

 

 

2-نشان‌گرهای پروتئینی

 

 

3-نشان‌گرهای مولکولی در سطح DNA و RNA

 

 

1-3-1- نشان‌گرهای مورفولوژیک

 

 

کاربرد نشان‌گرهای مورفولوژیک به ده‏ها سال پیش از کشف DNA مربوط می‏شود. نشان‌گرهای مورفولوژیکی که پیامد جهش‏های قابل رویت در مورفولوژی هسته، از ابتدای این سده مورد استفاده قرار گرفتند. صفات مورفولوژیکی که عمدتا توسط یک ژن کنترل می‏شوند، می‏توانند به عنوان نشان‌گر مورد استفاده قرار گیرند. این نشان‌گرها شامل دامنه وسیعی از ژن‏های کنترل‌کننده صفات فنوتیپی هستند و جز نخستین نشان‌گرها به شمار می‌آیند و از زمان‏های بسیار دور یعنی از زمانی که محل ژن‏ها روی کروموزوم مشخص شد، مورد استفاده قرار می‏گرفتند (2).

 

 

معایب نشان‌گرهای مورفولوژیک

 

 

– اغلب دارای توارث غالب و مغلوب بوده و اثرات اپیستازی و پلیوتروپی دارند.

 

 

– تحت تاثیر شرایط محیطی و مرحله رشد موجود قرار می‏گیرند.

 

 

– فراوانی و تنوع کمی دارند.

 

 

– گاهی برای مشاهده و ثبت آنها باید منتظر ظهور آنها ماند.

 

 

– اساس ژنتیک بسیاری از نشان‌گرهای مورفولوژیک هنوز مشخص نشده است‌(2).

 

 

2-3-1- نشان‌گرهای پروتئینی 

 

 

در دهه‌ی 1950، نشان‌گرهای پروتئینی قابل مشاهده توسط الکتروفورز پروتئین‏ها تحول شگرفی را ایجاد نمودند. برخی از تفاوت‏های موجود در ردیفDNA  بین دو موجود ممکن است به صورت پروتئین‏هایی با اندازه‏های مختلف تجلی کنند، که به روش‏های مختلف بیوشیمیایی قابل ثبت و مطالعه می‏گردند. این قبیل نشان‌گرها را نشان‌گرهای مولکولی در سطح پروتئین می‏نامند که از آن جمله می‏توان به سیستم آیزوزایم[1]/آلوزایم[2] اشاره کرد. معمول‏ترین نوع نشان‌گرهای پروتئینی آیزوزایم‏ها هستند که فرم‏های مختلف یک آنزیم را نشان می‏دهند. آیزوزایم‏ها به‏ طور گسترده در بررسی تنوع ژنتیکی به‌کار گرفته‌شدند. نشان‌گرهای پروتئینی تغییرات را در سطح ردیف و عمل ژن به صورت نشان‌گرهای هم‌بارز نشان می‏دهند. اما این دسته از نشان‌گرها هم دارای معایبی هستند. برخی از معایب آن‏ها عبارت‌اند از:

 

 

1-3-4-1) سن و جنسیت………………………….. 23

 

 

1-3-4-2) نژادی و جغرافیایی…………………………. 23

 

 

1-3-4-3) محیط………………………….. 23

 

 

1-3-4-4) اختلالات اکتسابی…………………………. 24

 

 

1-3-4-5) ارث………………………….. 24

 

 

1-3-5) لجن صفراوی…………………………. 24

 

 

1-3-6)سنگ کلسترولی…………………………. 26

 

 

1-3-6-1) سنگ‌های پیگمانی…………………………. 26

 

 

تشخیص…………………………… 27

 

 

1-3-7) علائم بیماری سنگ کیسه صفرا…………………………. 28

 

 

1-3-7-1) سیر طبیعی…………………………. 29

 

 

درمان…………………………. 30

 

 

1-3-7-2) درمان جراحی…………………………. 30

 

 

1-3-7-3) درمان طبی- حل کردن سنگ کیسه صفرا …………………………31

 

 

1-3-8) کله سیستیت حاد …………………………32

 

 

1-3-8-1) مورفولوژی…………………………. 35

 

 

1-3-8-2) خصوصیات بالینی کوله سیستیت حاد …………………………36

 

 

1-3-8-3) کله سیستیت بدون سنگ…………………………… 36

 

 

1-3-9) کله سیستوپاتی بدون سنگ…………………………… 37

 

 

1-3-10) کله سیستیت آمفیزماتو…………………………. 38

 

 

1-3-11-1) کله سیستیت مزمن…………………………. 38

 

 

1-3-11-2) مرفولوژی…………………………. 40

 

 

1-3-11-3) خصوصیات بالینی کوله سیستیت مزمن………………………… 40

 

 

1-3-11-4) خصوصیات بالینی تشخیص کوله سیستیت حاد و مزمن………. 40

 

 

1-4) اختلالات مجاری صفراوی خارج کبدی………………………….41

 

 

1-4-1) کوله دوکولیتاز و کلانژیت صعودی…………………………. 41

 

 

1-4-2) آترزی صفراوی خارج کبدی…………………………. 42

 

 

1-4-2-1) سیر بالینی…………………………. 43

 

 

1-4-3) تومورها………………………… 43

 

 

1-4-3-1-1) سرطان کیسه صفرا………………………… 43

 

 

1-4-3-1-2)مورفولوژی………………………… 44

 

 

1-4-3-1-3) خصوصیات بالینی…………………………. 44

 

 

1-4-3-2) کارسینوم مجاری صفراوی خارج کبدی، از جمله آمپول واتر……45

 

 

1-4-3-2-1) مورفولوژی…………………………. 45

 

 

1-4-3-2-2) خصوصیات بالینی…………………………. 46

 

 

 

فصل دوم: سوابق مربوط………………………….. 49

 

 

فصل سوم: مواد و روشها………………………… 65

 

 

3-1) چکیده روش تحقیق………………………… 66

 

 

3-1-2) جامعة مورد مطالعه………………………… 67

 

 

3-1-3) منطقه مورد پژوهش…………………………… 68

 

 

3-1-4) روش نمونه گیری…………………………. 72

 

 

3-2-1) آماده سازی  سنگ صفرا برای استخراج  DNA………………

 

 

3-2-2) آماده سازی  لایه مخاطی کیسه صفرا برای استخراج  DNA……..

 

 

3-2-3) آماده سازی مایع صفراوی برای استخراج  DNA………………….

 

 

3-3) روش استخراج DNA  به روش کیت سینا ژن…………………….. 75

 

 

3-4) واکنش زنجیره ای پلیمرازی…………………………. 76

 

 

3-4-1)مواد………………………… 77

 

 

3-4-1-1) میكروتیوب ها و نوك سمپلرها………………………… 77

 

 

3-4-1-2) محلول بافری PCR  با غلظت 5X…………………………..

 

 

3-4-1-3) Mgcl _{2…………………………}

 

 

3-4-1-4) Kcl …………………………

 

 

3-4-1-5) Tris Hcl…………………………

 

 

3-4-1-6) مخلوط نوكلئوزیدها (dNTPs) …………………………78

 

 

3-4-1-7) Taq DNA polymerase………………………….

 

 

3-4-1-7-1) DNA polymerase Smart…………………………

 

 

3-4-1-8) پرایمرها …………………………79

 

 

3-4-1-9) سایز ماركر…………………………. 80

 

 

3-4-1-10) اتیدیوم بروماید…………………………. 81

 

 

3-4-1-11) Loading Buffer…………………………

 

 

3-4-1-12) ژل آگاروز …………………………81

 

 

3-4-2) مواد لازم برای تهیه  TBE 1X…………………………..

 

 

3-4-2-1) طرز تهیه بافر TBE 1X…………………………..

 

 

3-4-3) نرم افزارهای مورد استفاده………………………… 82

 

 

3-9) ژل الكتروفورز محصولات PCR…………………………..

 

 

3-10) کشت هلیکوباکتر…………………………. 91

 

 

3-11-1) بررسی میزان IgG هلیکوباکتر پیلوری در سرم خون……….. 92

 

 

3-11-2) شیکر الیزا………………………… 95

 

 

3-11-3) شوینده الیزا………………………… 96

 

 

3-11-4) خواننده الیزا………………………… 97

 

 

3-11-5) مراحل انجام آزمون الیزا که تقریبا در تمام انواع آن مشترک است عبارت است از…98

 

 

3-11-6) روش کار با کیت Monobind Anti-H. Pylori IgG…………………………..

 

 

3-11-7) مراحل انجام آزمایش H. Pylori IgG…………………………..

 

 

فصل چهارم: نتایج………………………….. 102

 

 

4-1 ) نتایج مربوط به افراد مورد مطالعه در این پژوهش………………. 103

 

 

4-2) نتایج مربوط به حضور ژن hsp60 در بیماران کله سیستیت مزمن……. 114

 

 

4-3) نتایج مربوط به حضور ژن hsp60 در بیماران کله سیستیت حاد………. 116

 

 

4-4) نتایج مربوط به حضور ژن hsp60 در مایع صفرا گروه شاهد………………. 118

 

 

4-5) نتایج مربوط به میزان فراوانی نسبی تست IgG هلیکوباکتر……………. 121

 

 

4-6) نتایج مربوط به میزان فراوانی نسبی BMI…………………………

 

 

4-7) نتایج مربوط به ژن 16s rRNA هلیکوباکتر بیلیس………………………… 131

 

 

4-8)  نتایج مربوط به میزان فراوانی نسبی هلیکوباکتر هپاتیکوس…………… 133

 

 

4-9) نتایج مربوط به میزان فراوانی نسبی هلیکوباکتر پولوروم…………… 133

 

 

4-10) نتایج مربوط به میزان فراوانی نسبی هلیکوباکتر پیلوری، هلیکوباکتر هپاتیکوس، هلیکوباکتر بیلیس و هلیکوباکتر پولوروم در سنگ کیسه صفرا در بیماران کله سیستیت مزمن………………………… 133

 

 

4-11) نتایج مربوط به کشت هلیکوباکتر…………………………. 133

 

 

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری………………………….. 134

 

 

پیشنهادات………………………….. 148

 

 

منابع…………………………. 149

 

 

چکیده:

 

 

زمینه و هدف: سنگ کیسه صفرا یکی از علت های عمده جراحی دستگاه گوارش بوده، علاوه بر این، میزان بیماری های صفراوی و سنگ کیسه صفرا به تدریج رو به افزایش است. اخیرا، نویسندگان متعددی، گزارشاتی مبنی بر حضورDNA  هلیکوباکتر پیلوری و هلیکوباکتر های مقاوم به صفرا در درخت صفراوی انسان و کلونیزاسیون در دستگاه صفراوی حیوانات داشته اند. در حال حاضر هدف از این بررسی، طراحی مطالعه مورد-شاهدی برای برسسی حضور گونه های هلیکوباکتر، به خصوص هلیکوباکتر پیلوری، هلیکوباکتر هپاتیکوس، هلیکوباکتر بیلیس و هلیکوباکتر پولوروم، در سنگ، مایع و بافت بیماران مبتلا به بیماری های صفراوی و مایع صفرای بیماران غیر مبتلا به بیماری های صفراوی در بیمارستان الزهرا(س) بوده است.

 

 

مواد و روش ها: سرم خون و مایع صفرای 25 بیمار غیر مبتلا به بیماری های صفراوی تحت کلانژیوپانکرانوگراف برگشتی، به عنوان گروه شاهد جمع آوری گردید. سرم خون، مایع، سنگ و بافت کیسه صفرای 52 بیمار تحت کله سیستکتومی لاپراسکوپی، به عنوان گروه مورد جمع آوری گردید؛ از این بین 24 مورد کله سیتیت حاد و 28 مورد کله سیستیت مزمن تشخیص داده شد. هر سه گروه از لحاض ترکیب سن و جنس قابل مقایسه می باشند. در این نمونه ها، حضور هلیکوباکتر پیلوری بوسیله پرایمر اختصاصی ژن hsp60 ، و پرایمر اختصاصی 16s rRNA برای DNA هلیکوباکتر هپاتیکوس، هلیکوباکتر بیلیس و هلیکو باکتر پولوروم بوسیله واکنش های زنجیره ای پلیمرازی مورد ارزیابی قرار گرفت. مایع صفرا در محیط کشت مایع وجامد R (توصیف شده توسط ریچارد و همکاران) کشت داده شد. سرم های خون برای بررسی کمی ایمونوگلوبولین G هلیکوباکتر پیلوری بوسیله تست الیزا مورد ارزیابی گرفت.

 

 

نتایج:

 

 

21 از 24 (87.5 ٪) بیماران مبتلا به بیماری های کوله سیستیت حاد و 25 از28 مورد (89.2 ٪) در بیماران مبتلا به بیماری های کوله سیستیت مزمن ، و 20 از 25 (80 ٪) نفر در گروه شاهد، نشان دهنده افزایش سطح ایمونوگلوبولین G خاص هلیکوباکتر پیلوری بوده اند.

 

 

به ترتیب DNA هلیکوباکتر پیلوری در 6 از 24 (25 ٪) مایع صفرا کوله سیستیت حاد و 2 از 28(7%) مایع صفرا کوله سیستیت و 1 از 24 (4.2 ٪) مخاط کیسه صفرا کوله سیستیت حاد و 1 از 28 (3.5٪) مخاط کیسه صفرا کوله سیستیت مزمن مزمن تشخیص داده شد. DNA هلیکوباکتر bilis در 1از 24(4.2%)مایع صفرا کوله سیستیت حاد، و 1 از 28 (3.5 ٪) مایع صفرا کوله سیستیت مزمن تشخیص داده شد. هیچ گونه هلیکوباکتر از کشت صفرا بدست نیامد. تمامی نمونه های استخراج شده DNA از لحاظ هلیکوباکتر هپاتیکوس و هلیکوباکتر پولوروم منفی می باشد. تمامی DNA های استخراج شده از مایع صفرای گروه کنترل از لحاظ هلیکوباکتر پیلوری، هلیکوباکتر هپاتیکوس، هلیکوباکتر بیلیس و هلیکوباکتر پولوروم منفی بوده اند. تمامی DNA استخراج شده از سنگ صفرا از لحاظ حضور ِDNA هلیکوباکتر منفی بوده ند.

 

 

نتیجه گیری:

 

 

نتایج این مطالعه نشان دهنده حضور DNA هلیکوباکتر پیلوری و هلیکوباکتر بیلیس در کیسه صفرا بیماران مبتلا به کله سیستیت حاد و مزمن بوده، و ارتباط احتمالی بین DNA هلیکوباکتر یافت شده با بیماری های صفراوی وجود دارد.

 

 

فصل اول: کلیات تحقیق

 

 

1-1-1- جنس هلیکوباکتر

 

 

جنس هلیکوباکتر جزء باکتری های گرم منفی با سرعت رشد بالا در بین میکروارگانیزم های گرم منفی است که توانایی مهاجرت مداوم در بین میزبانان متنوع در پستانداران را دارا می باشد و در برخی موارد ممکن است باعث بیماری سخت بالینی همچون سرطان شود، در این بین بیشترین مطالعه  تا کنون بر روی هلیکوباکتر پیلوری[1] صورت گرفته است که عامل ایجاد زخم معده و سرطان معده در انسان می باشد[1]، اهمیت بالینی جنس هلیکوباکتر با توجه به در معرض آلودگی قرار داشتن بیش از نیمی از جمعیت بشری جهان در برابر گونه هلیکوباکتر پیلوری امروزه بسیار روشن بوده،امروزه این جنس به طور رسمی حداقل شامل32  نام گونه می باشد[2]، این جنس را تقریبا می توان به دو گروه هلیکوباکتر های معده ای و هلیکوباکترهای انتروهپاتیک[2] تقسیم کرد[3, 4].  برخی از  گونه های هلیکوباکتر معده ای  بیشتر از هر میکرو ارگانیسم شناخته شده دیگری دارای فعالیت قوی اوره آزی بوده و از آن برای زنده ماندن و مدیریت فشار وارد شده توسط اسید معده استفاده می کنند[1, 5, 6]. هلیکوباکتر های انتروهپاتیک به طور معمول در مخاط معده کلونیزه نمی شوند ،اما دارای ویژگی های مشابه فراساختاری و فیزیولوژی مشابه ی با گونه های معده ای می باشند، تا به امروز این عوامل باکتریایی در دستگاه گوارشی و کبد انسان ،پستانداران و پرندگان جدا و شناسایی شده اند[4, 7, 8]. در مجموع اطلاعات بدست آمده از مطالعات انجام شده در بیماری های صفراوی ، نشان می دهد که صفرا حاوی گونه هلیکوباکتر، ممکن است عفونت مزمن با دگرگونی بدخیم القاء کنند. این که آیا آنها واقعا در پیدایش بیماری صفراوی شرکت دارند نیاز به مطالعات بیشتر را می طلبد ، با این حال در برخی بررسی ها شواهدی مبنی بر حضور هر دو گروه هلیکوباکتر های معده ای و روده ای در صفرای بیماران صفراوی می باشد[9, 10].

 

 

هلیکوباکتر پیلوری، باکتری  باسیل گرم منفی مارپیچی[3]، دارای فرم خمیده و میکروائروفیلیک بوده که به عنوان مهمترین پاتوژن معده انسان شناخته شده، وارن و مارشال[4] برای اولین بار این باکتری را در سال 1983 جداسازی و خالص سازی نمودند،[11]، دو فرم مرفولوژیک باسیل مارپیچی و کوکوئید[5] برای این باکتری شناخته شده است، فرم باسیل مارپیچی این باکتری، فرم فعال و قابل کلونیزاسیون این باکتری بوده، فرم کوکوئید در واقع فرم  موجود  اما غیر قابل کشت این باکتری بوده، و بیشتر به فرم در حال استراحت هلیکوباکتر پیلوری مشهور است[12, 13]، علی رغم اثبات حضور فرم کوکوئید هلیکو باکتر پیلوری، تلاش های بسیار برای کشت آن تا کنون نتیجه مطلوب نداشته است، از این رو این موضوع خود به تنهایی بسیار مورد بحث پژوهشگران بوده ، اعتقاد برخی محققان بر این استوار می باشد که فرم کوکوئید این باکتری فرم مرده بوده،[14, 15]؛ و در مقابل برخی از محققان دیگر اعتقاد داشته که این فرم از باکتری زنده بوده و در حال حاضر امکان کشت آن با تکنیک ها و روش های موجود وجود ندارد[13, 16, 17]. تغییر فرم مورفولوژیک از باسیل مارپیچی به کوکوئید را می توان بوسیله کشت مجدد در محیط کشت با شرایط غذایی ضعیف، کشت همراه با استرس همچون آنتی بیوتیک و اکسیژن، و یا استرس کاهش pH و یا افزایش دما مشاهده کرد[18] . فرم باسیل مارپیچی باکتری هلیکوباکتر پیلوری به نسبت فرم کوکوئید آن مقدار بسیار زیادی از پروتیین های مختلف را بیان می کند، که به عنوان مثال می توان به پروتیین های موثر در تکثیر سلولی و ساختمان سلولی، پروتیین های موثر در اتصال یا چسبنده ها[6]  و پروتیین های موثر در کلونیزاسیون باکتری اشاره کرد، اما در فرم کوکوئید، بیان پروتیین ها به طور معنا داری کاهش پیدا کرده و بیشتر به حفاظت از  فعالیت های متابولیک باکتری همچون تنفس سلولی، حفظ ساختار کلی سلول و سنتز DNA محدود میگردد[14, 19, 20].   بنابراین به طور گسترده این اعتقاد وجود داشته که فرم کوکوئید این باکتری نقش به سزایی در انتقال و گسترش عفونت با هلیکو باکتر پیلوری یا پاسخ های متفاوت و ناکارامد سلول در برابر عفونت با این باکتری بوده[16, 21-23] و از آن سو نقش عمده فرم باسیل مارپیچی این باکتری در بیماری زایی و بیان عوامل حدت[7] می باشد .

 

 

Chunhong Shao  و همکارانش برای اولین بار پاسخ هلیکوباکتر پیلوری را به شرایط اسیدی متفاوت  مایع صفرای انسان را بررسی نمودند، توانایی تحمل این شرایط  برای کلونیزاسیون این باکتری در دستگاه گوارش انسان بسیار با اهمیت است؛ نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده مسیر های پیچیده پیام دهی برای تحمل این شرایط بوده، نتایج این تحقیق نشان دهنده تغییر در بیان و فرم برخی از پروتیین ها از قبیل چاپرون ها، پروتیین های موثر در جابجایی آهن، آنزیم های موثر در چرخه تولید انرژی، متابولیسم و پروتیین های فلاژلا بوده است.[24]

 

 

2-1-1- عوامل حدت هلیکوباکتر پیلوری

 

 

اوره آز خودش به تنهایی کموتاکسی فاگوسیت ها را باعث می شود و سلول های ایمنی را فعال می کند و محصولات سیتوتوکسین را افزایش می دهد. اتصال هلیكوباكتر پیلوری به اپتیلیوم معده و ترشح اینترلوكینها یك مرحله مهم در القاء التهاب فعال لایه مخاطی می باشد كه می تواند به تولید زخم منجر شود. سیتوتوكسین واكوئله كنندهA[1]  (vac A) به کلنیزه شدن هلیکوباکتر پیلوری در مخاط  كمك می كند كه به نظر می رسد نتیجه آن تعدیل سیستم ایمنی میزبان باشد [25]. پلی مرفیسمهای موجود در ژن سایتوكاینها ی میزبان نیز ممكن است كه عامل مهمی در مقدار سایتوكاینها ی تولیدی و در نتیجه تفاوت در الگو و شدت پاسخهای التهابی باشند[26].براساس تنوع ژنتیكی ممكن است كه این پلی مرفیسمها از یك نا حیه جغرافیایی به ناحیه دیگر متفاوت باشند كه می تواند احتمال حضور ژنوتیپهای خاص در جمعیت های مناطق خاص جغرافیایی كه آنها را نسبت به عفونت با سوش هلیكوباكترپیلوری دارای ژن  vacA مستعد می سازد را توضیح دهد. در میان عوامل بیماریزای هلیکو باکتر پیلوری،عامل اتصال به سلول های پوششی برای شروع پاسخ التهاب ضروری است.[27, 28] برخی از سویه های هلیکوباکتر پیلوری ،دارای یک ناحیه پاتوژنیسیته 40k bp به نام جزیره بیماریزایی[2] cag هستند که حاوی 31 ژن بوده و تولید و تجمع سیستم ترشحی تیپ IV را هدایت می کند.در مدل های حیوانی سویه هایی که جزیره پاتوژنیسیتی cag  را دارند، از سویه های فاقد این جزیره بیماریزا تر می باشند.[29]   برخی بررسی ها نشان داده است که سویه های دارای ژن cagA از قدرت بیماریزایی بیشتری برخوردار می باشند[30] ، سویه های cagA مثبت باعث القای سیتوتوکسیتی بیشتری  نسبت به سویه های فاقد این ژن می باشند[31] ، سویه های cagA مثبت می توانند باعث تولید IL-8[3] شوند[32] ،همچنین پروتیین CagA یک مولکول ایمونولوژیک می باشد که به عنوان یکی از کاندید های ساخت واکسن علیه باکتری هلیکوباکتر پیلوری مطرح است[33] ، همچنین پروتیین CagA پس از ورود به سلول میزبان باعث تغیرات ساختار اکتین و اختلال در سیکل سلولی ،القای بیان انکوژن های c-fos  و  c-jun و در نهایت آسیب سلولی می شود و خطر ایجاد سرطان را افزایش می دهد[34]. یكی از مهمترین ملكولهای چسبان در هلیكوباكتر پیلوری پروتئین است كه توسط ژن babA2 کد می شود و Blood group bindin antigen نام دارد، تحقیقات متعددی نشان داده است که این مولکول چسبان، عامل اتصال هلیکوباکتر پیلوری به آنتی ژنهای گروه خونی لوئیس b می باشد.این آنتی ژن های فوکوزیله شده روی سطح سلول های پوششی معده قرار دارند، پروتیین Bab A یکی از پروتیین های غشا خارجی هلیکوباکتر پیلوری است،  توانائی اتصال این پروتئین به آنتی ژنهای گروه خونی لوئیس b استقرار باكتری را در معده تسهیل ، و ممكن است مستقیمًا در بیماریزائی نقش داشته باشد[35, 36] ؛ پروتیین Bab A 75 کیلو دالتون وزن دارد،دو آلل ژن bab A شناسایی شده اند که عبارتند از: bab A1 و bab A2 ، از این بین تنها آلل bab A2 فعال بوده و پروتیین Bab A را رمز دهی می نماید. [37] طبق تحقیقات صورت گرفته، مشخص شده است كه بین وجود این ژن و بعضی بیماریهای دستگاه گوارش از جمله زخم اثنی عشر ارتباط وجود دارد. [38-41]