بازده تولید و مشکلات اقتصادی و زیست محیطی دو فرایند بسیار قابل مقایسه است. تاکنون، هیچ برتری تجاری یا تکنولوژیکی شفافی بین دستاوردهای این دو روش به اثبات نرسیده است [۴, ۸, ۹].
در فرایند تبدیل بیوشیمیائی می توان به گزینش پذیری و بازده تبدیل بالا دست یافت. هرچند، این روش نیازمند فرایندهای آماده سازی^[۸] بسیار حساس است که طی آن ساختار بیومس تغییر یافته و سلولز و همی سلولز در معرض هیدرولیز آنزیمی قرار می گیرند. این فرایند آماده سازی و هزینه بالای آنزیم، هزینه کلی فرایند را افزایش می دهد. در مقابل، فرایند تبدیل شیمیائی-حرارتی تکنولوژی استوار و پایداری است که می تواند انواع مختلفی از بیومسهای لیگنوسلولزی را فرایندسازی کند. مساله عمده در این روش، هزینه مقدار انبوه بیومس است که باید جمع آوری و منتقل شده و در محل اجرای پروژه تحویل داده شود. این هزینه باید به اندازه کافی معقول باشد تا فرایند تولید سوخت بیولوژیکی به صورت تجاری مقرون به صرفه باشد [۴].
به طور کلی، چندین تفاوت اساسی بین این دو روش تبدیل وجود دارد. اول اینکه در فرایند تبدیل شیمیائی-حرارتی، لیگنین موجود در بیومس نیز همراه با سلولز و همی سلولز به گاز تبدیل می گردد. در حالیکه، در روش بیوشیمیائی، تخریب لیگنین (که ۱۰ تا ۴۰% اجزای بیومس را تشکیل می دهد) به ترکیبات تخمیر پذیر با بهره گرفتن از واکنشهای آنزیمی به سختی انجام می گیرد [۱۰]. دوم اینکه، اتانول محصول تخمیری اصلی در فرایند تبدیل بیوشیمیائی است، در حالیکه، انواع مختلفی از سوختهای بیولوژیکی را می توان از گاز سنتز در روش شیمیائی-حرارتی تولید کرد. با این حال، فرایند تبدیل بیوشیمیائی روش شناخته شده تری برای تولید اتانول از بیومسهای لیگنوسلولزی است و روش شیمیائی-حرارتی در متون علمی مورد توجه کمتری قرار گرفته است.

(( 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. ))

تبدیل شیمیائی-حرارتی بیومس فرایند تبدیل به گاز کردن بیومس و سنتز سوخت بیولوژیکی را تلفیق می کند، شماتیکی از این فرایند در شکل ۱-۲ نشان داده شده است. تولید سوخت بیولوژیکی از گاز سنتز می تواند به دو صورت انجام گیرد؛ با بهره گرفتن از کاتالیستهای پایه فلزی یا غیرآلی که به عنوان فرایند فیشر-تروپ شناخته شده است و یا با بهره گرفتن از کاتالیستهای میکروبی که تخمیر گاز سنتز نامیده می شود [۱۱, ۱۲].
فرایند تبدیل شیمیائی-حرارتی بیومس
تبدیل به گاز کردن بیومس
تبدیل به گاز کردن بیومس فرایندی شیمیائی-حرارتی است که در طی آن ساختار کربنی بیومس در فرایند احتراق ناقص در دماهای بالا تبدیل به گاز می شود. در فرایند تبدیل به گاز کردن بیومس، ساختار لیگنوسلولزی بیومس در اثر حرارت شکسته شده و تبدیل به منوکسید کربن (CO)، هیدروژن (H₂) و دی اکسید کربن (CO₂) که اجزای اصلی گاز سنتز هستند و مقادیر کمتری متان (CH₄) و گازهای دیگر می شود. ترکیب شیمیائی گاز سنتز در این فرایند به عوامل مختلفی همچون خصوصیات ماده اولیه (میزان خاکستر، رطوبت، اندازه ذرات)، سیال گازی کننده^[۹] (هوا، بخار، اکسیژن خالص یا هر ترکیبی از آنها)، نوع راکتور ( بستر ثابت، متحرک، سیالی شده) و شرایط عملیاتی (دما، نسبت سیال گازی کننده به خوراک و غیره) بستگی دارد [۱۳, ۱۴].
با وجود آنکه تاکنون از راکتورها و سیستمهای مختلفی برای تولید گاز سنتز از بیومس لیگنوسلولزی استفاده شده است اما با در نظر گرفتن عواملی همچون توان عملیاتی، هزینه ها، پیچیدگی و بازده فرایند، تبدیل به گاز کردن بیومس در راکتورهای بستر سیالی شده مناسب ترین فرایند برای تولید گاز در مقیاس بزرگ می باشد [۱۵].
شکل ‏۱‑۲: شمایی از فرایند تبدیل به گاز کردن بیومس همراه با فرایند تخمیر گاز سنتز برای تولید سوختهای بیولوژیکی
تخمیر گاز سنتز
گاز سنتز یکی از سوبستراهای به صرفه و انعطاف پذیر برای فرایند تخمیر بیولوژیکی به منظور تولید انواع وسیعی از سوختهای تجدید پذیر و ترکیبات شیمیائی است. گاز سنتز را می توان از انواع مختلفی از مواد آلی و از جمله بیومس تولید کرد که نشان دهنده انعطاف پذیری این سوبستراست. هزینه تولید گاز سنتز کمتر از ۶ دلار به ازای هر میلیون بی تی یو با هزینه مواد اولیه کمتر از ۱/۰ دلار به ازای هر پوند محصول است که ارزان قیمت و با صرفه بودن این سوبسترا را نشان می دهد [۱۲].
با وجود آنکه چندین روش متفاوت برای تبدیل گاز سنتز وجود دارد، بیشتر فرایندهای تبدیل از طریق روش های میکروبی یا شیمیائی-حرارتی انجام می گیرد [۱۶]. فرایند تخمیر گاز سنتز یک فرایند بیولوژیکی است که در آن از میکروارگانیزمهای بی هوازی برای تبدیل بیوکاتالیستی اجزای گاز سنتز به انواع گسترده ای از سوختها و ترکیبات شیمیائی و بیولوژیکی استفاده می گردد [۱۷]. این میکروارگانیزمهای بی هوازی را می توان به ارگانیزمهای اتوتروف^[۱۰] یا یونی کربنوتروف^[۱۱] طبقه بندی کرد. اتوتروفها ترکیبات تک کربنی موجود در گاز سنتز همچون CO و/یا CO₂ را به عنوان منبع کربن و H₂ را به عنوان منبع انرژی مصرف می کنند در حالی که یونی کربنوتروفها می توانند از ترکیبات تک کربنی به عنوان تنها منبع کربن و همچنین انرژی استفاده کنند [۱۸]. انواع مختلفی از ارگانیزمهای بی هوازی مانند میکروبهای فتوسنتزی، استوژنیک^[۱۲]، کربوکسیدوتروفیک^[۱۳] و متانوژنیک^[۱۴] می توانند فرایند تبدیل گاز سنتز به محصولات با ارزش را انجام دهند [۱۹]. فرایند تخمیر گاز سنتز می تواند منجر به تولید هیدروژن، اتانول، بوتانول، اسید استیک، اسید بوتیریک، متان، بیوپلیمرها و پروتئین تک سلولی شود [۲۰].
مزیتهای بیوکاتالیستها
با وجود آنکه فرایند تبدیل گاز سنتز به سوخت با بهره گرفتن از کاتالیستهای پایه فلزی تکنولوژی قابل اطمینانی است که منجر به انجام واکنشهای پایدار می شود اما این فرایند کاتالیستی نیز محدودیتهای خود را دارد. معایبی همچون گزینش پذیری کم کاتالیست، هزینه بالای فرایند با توجه به استفاده از دما و فشار بالا در راکتورها، گستردگی توزیع محصول، نیاز به یک نسبت مشخص از اجزای گاز برای تولید محصول مطلوب و احتمال مسموم شدن کاتالیست با مقادیر کم گازهای سولفوری موجود در گاز سنتز منجر به هزینه بالای سوختهای سنتزی می شوند [۱۱, ۲۱]. سولفور موجود در گاز سنتز معمولا به صورت سولفید هیدروژن (H₂S) و سولفید کربونیل (COS) است و مقادیر کمتری از مرکاپتانها یا سولفور آلی نیز حضور دارند که عامل اصلی بارانهای اسیدی هستند. معمولا از فرایندهایی نظیر کلاز^[۱۵]، اکسیداسیون فاز مایع و جذب برای کاهش میزان سولفور موجود در گاز سنتز به کمتر از ۱/۰ppm استفاده می شود [۲۲].
استفاده از باکتریهای تخمیری به عنوان بیوکاتالیست بسیاری از کاستی هایی را که در فرایند تبدیل کاتالیستی وجود دارد مرتفع ساخته است. اول اینکه بیوکاتالیستها در دما و فشار معمولی عمل می کنند که این مساله منجر به کاهش هزینه انرژی می شود. علاوه بر این، فعالیت بیوکاتالیستها در دمای محیطی مانع از رسیدن به تعادل ترمودینامیکی شده و موجب برگشت ناپذیری واکنشهای بیولوژیکی می گردد که در نهایت میزان تبدیل را در این واکنشها افزایش می دهد [۱۱, ۲۱, ۲۳]. دوم اینکه در واکنشهای بیوکاتالیستی با توجه به اختصاصی بودن آنزیم^[۱۶] برای یک واکنش مشخص، میزان بازدهی محصول افزایش یافته، بازیابی محصول ساده تر گردیده و محصولات جانبی سمی کمتری در طی فرایند به وجود می آیند [۲۳, ۲۴]. سوم اینکه نسبت اجزای گاز سنتز تاثیر کمتری روی بیوکاتالیستها داشته و آنها نیاز به یک نسبت ثابت CO/H₂ ندارند در حالی که کاتالیستهای متداول نیاز به یک نسبت مشخص از اجزای گاز سنتز دارند تا منجر به تولید محصولی خاص شوند. چهارم اینکه حتی مواد اولیه ای که برای واکنشهای آنزیمی سمی هستند را می توان پس از فرایند تبدیل به گاز کردن تخمیر کرد زیرا تفاوت در ترکیب شیمیائی مواد اولیه اهمیت چندانی در فرایند تبدیل به گاز کردن ندارد [۲۴]. مساله آخر اینکه بیشتر بیوکاتالیستها می توانند مقادیر کم آلودگیهایی نظیر سولفور و کلر را تحمل کنند که این خصوصیت یکی از برتری های عمده آنها بر کاتالیستهای پایه فلزی است. حتی رشد باکتریهای بی هوازی می تواند در حضور ترکیبات سولفوری تحریک شود زیرا سولفور به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کند که پتانسیل کاهشی محیط کشت را کاهش می دهد [۱۴, ۲۵, ۲۶]. هرچند، گاز سنتز باید قبل از فرایند تخمیر تا اندازه ای تمیز و خالص سازی شود تا فعالیت باکتریایی در حد مطلوب حفظ شود. همچنین تجمع هیدروکربنهای سنگین^[۱۷] و ذرات نیمسوز شده^[۱۸] موجود در گاز سنتز در خطوط لوله گاز ممکن است موجب مسدود شدن و شکستگی لوله ها و یا جریان ناپایدار گاز در خط لوله شود [۱۷].
تولید اتانول به عنوان سوخت بیولوژیکی
تولید اتانول از نشاسته، سلولز و همی سلولز از طریق فرایند بیوشیمیائی تا به امروز شناخته شده ترین روش برای تولید صنعتی اتانول است [۱۵]. تولید جهانی اتانول در سال ۲۰۰۸ به میزان ۶۸ بیلیون لیتر بوده است. تقریبا همه این اتانول از جمله سوختهای بیولوژیکی نسل اول بوده که عمدتا از نیشکر و ذرت تولید گردیدند. تولید جهانی بیواتانول در سالهای ۲۰۰۸-۲۰۰۰ در شکل ۱-۳ نشان داده شده است [۱].
شکل ‏۱‑۳ : تولید جهانی اتانول بیولوژیکی در سالهای ۲۰۰۸-۲۰۰۰[۱]
در فرایند تبدیل بیوشیمیائی، ماده اولیه به قندهای شش تایی و پنج تایی تجزیه شده و سپس به اتانول تخمیر می گردد. دو گروه از میکروارگانیزمها برای انجام این فرایند با بازده تولید اتانول بالا، بسیار نزدیک به مقدار تئوری، شناخته شده اند که عبارتند از ساکرومایسی سرویسیا^[۱۹]( مخمر) و اعضای طبقه زیموموناس^[۲۰] همانند زیموموناس موبیلیس^[۲۱] (باکتری). ساکرومایسی سرویسیا از طریق مسیر بیولوژیکی اِمدن-میرهوف-پارناس^[۲۲] پیروات^[۲۳] تولید می کند و زیموموناس موبیلیس از مسیر بیولوژیکی انتنر-دودرف^[۲۴] استفاده می کند تا از کربوهیدراتها پیروات تولید کند که بعدا به اتانول تبدیل می گردد [۲۷].
فرایند تبدیل شیمیائی-حرارتی روش جایگزینی برای فرایند بیوشیمیائی است که به عنوان فرایند غیر مستقیم تخمیر اتانول مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این روش، همان طور که اشاره شد، از تبدیل به گاز کردن یا پیرولیز مواد اولیه، گاز سنتز تولید می شود که به عنوان سوبسترا در فرایند تخمیر برای تولید اتانول و سایر سوختهای بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا از باکتریهای استوژنیک که ارگانیزمهای لزوما بی هوازی^[۲۵] هستند برای انجام فرایند تخمیر استفاده می شود. این باکتریهای لزوما بی هوازی قادرند به صورت کمولیتوتروف^[۲۶] روی اجزای گاز سنتز یعنی CO و CO₂/H₂ رشد کرده و در شرایط دما و فشار محیطی آنها را به اسیدهای چرب فرار و الکل تبدیل کنند [۲۱, ۲۶, ۲۷]. بدین منظور، انواع مختلفی از گونه های کلستریدیا^[۲۷] و مورلا^[۲۸] جداسازی شده اند [۲۷].
به طور کلی، نرخ پائین واکنش و نیاز به محیط استریل برای جلوگیری از آلوده شدن محیط کشت از معایب روش های بیولوژیکی محسوب می شوند. هرچند، در فرایند تخمیر گاز سنتز حضور CO در جریان گاز، شرایط استریل را تضمین می کند چرا که CO برای بیشتر ارگانیزمها سمی است. محدودیتهای انتقال جرم مشکل دیگری است که در این فرایند بیولوژیکی وجود دارد زیرا سوبسترای گازی و به خصوص CO و H₂ حلالیت کمی در محیط کشت مایع دارند [۲۲]. تاکنون، ترکیبات محدودی، عمدتا اتانول و استات، از فرایندهای تخمیر میکروبی گاز سنتز حاصل گردیده اند. ارگانیزمهای شناخته شده نمی توانند ترکیبات دیگر را به میزان مطلوبی تولید کنند و ممکن است دستکاریهای ژنتیکی مورد نیاز باشد تا بازده تولید محصول را در این ارگانیزمها بهبود داده و همچنین حساسیت آنها را نسبت به محصولات نهایی افزایش دهند [۱۲, ۲۸] . با توجه این موانع، تجاری سازی فرایند تخمیر گاز سنتز هنوز با محدودیتهای عمده ای مواجه است. با وجود آنکه تا کنون تنها سه کمپانی INEOS Bio (ایالات متحده امریکا، ۲۰۰۸)، Coskata (ایالات متحده امریکا، ۲۰۰۹) و LanzaTech (نیوزلند، ۲۰۱۰) موفق به تولید اتانول در مقیاس بالا از فرایند تخمیر گاز سنتز گردیده اند [۲۸, ۲۹]، اما فرایند تخمیر گاز سنتز به عنوان یکی از روش های مطلوب برای تولید نسل دوم سوختهای بیولوژیکی باید در سالهای آتی مورد توجه قرار گیرد.
طرح مساله و ضرورت انجام پروژه
افزایش نگرانیهای مربوط به نوسان قیمت انرژی در بازارهای جهانی و محدودیتهایی که در بهره برداری از ذخایر فسیلی در سالهای آتی وجود دارد لزوم یافتن منابع سوخت و انرژی جایگزین را افزایش می دهد. استفاده از گاز سنتز برای تولید سوخت از طریق روش های میکروبی می تواند تا حدودی پاسخگوی این نیاز مبرم باشد. فرایند تخمیر گاز سنتز روشی برای تولید پایدار بسیاری از سوختها و ترکیبات شیمیائی است که مزیتهای فراوانی نسبت به تبدیل کاتالیستی گاز سنتز دارد. با وجود آنکه فرایند تبدیل به گاز کردن بیومس به صورت گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است اما تلفیق آن با فرایند تخمیر به منظور تولید سوختهای بیولوژیکی همچنان فرایندی تکامل نیافته است. عدم وجود اطلاعات کافی در متون در مورد مصرف سوبسترای گازی توسط بیوکاتالیستها برای تولید سوختهای بیولوژیکی و نبود شرایط بهینه مشخص برای رشد و فعالیت انواع متفاوت باکتریهای استوژنیک، هیدروژنوژنیک و متانوژنیک برای دستیابی به بازده بالای محصول لزوم انجام تحقیق و پژوهش روی فرایند تخمیر گاز سنتز را افزایش می دهد. علاوه بر این، دستیابی به دانش فنی به منظور بومی سازی این فرایند مستلزم انجام تحقیقات گسترده و برنامه ریزی های بلند مدت می باشد تا امکان تجاری سازی فرایند را فراهم سازد.
اهداف کلی^[۲۹] پروژه
هدف کلی این پروژه تولید اتانول و استات از گاز سنتز بوده است و دستیابی به اهداف زیر به طور خاص مورد بررسی قرار گرفته است:
بررسی رشد کموارگانوتروفیک باکتری لانگالی بر روی سوبستراهای مختلف و مطالعه تاثیر سوبسترای آلی روی رشد سلول و بازده تولید محصول
مطالعه رشد اتوتروفیک باکتری لانگالی بر روی گاز سنتز و بازده تولید محصول
بهینه سازی میزان تولید اتانول نسبت به استات با تعیین مقدار بهینه برخی از پارامترهای موثر از جمله pH محیط کشت، نوع و مقدار عوامل کاهنده و فشار گاز سنتز در بیوراکتورهای ناپیوسته
بررسی کینتیک رشد سلول، مصرف سوبسترای گازی، بازدارندگی ناشی از CO و بازده تولید محصول درآزمایشهای ناپیوسته
بهینه سازی پارامترهای عملیاتی همچون نرخ رقیق سازی مایع، شدت جریان گاز سنتز به درون بیوراکتور و دور همزن در آزمایشهای پیوسته به منظور افزایش بازده تولید محصول
تعیین ضرایب انتقال جرم در آزمایشهای پیوسته در بیوراکتور
اهداف و چهارچوب پروژه^[۳۰]
باکتری کلستریدیوم لانگالی به عنوان یک باکتری استوژن لزوما بی هوازی به عنوان کاتالیست میکروبی در فرایند تخمیر گاز سنتز مورد استفاده قرار گرفت. این باکتری می تواند به صورت کموارگانوتروف روی سوبستراهای آلی و یا به صورت کمولیتوتروف روی اجزای گاز سنتز یعنی CO و H₂/CO₂ رشد کرده و آنها را به اتانول و استات تخمیر کند.
رشد کموارگانوتروفیک باکتری لانگالی روی سوبستراهای آلی مختلف در محیط کشت ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر فروکتوز، گلوکز، اتانول و استات به عنوان سوبستراهای آلی روی رشد سلول و توزیع محصولات در فازهای استوژنیک (تولید اسید استیک) و سالونتوژنیک^[۳۱] (تولید اتانول) مطالعه گردید. اثر غلظتهای مختلف فروکتوز، به عنوان بهترین سوبسترای آلی، روی افزایش میزان تولید اتانول نسبت به استات بررسی شد.
رشد اتوتروفیک باکتری لانگالی روی گاز سنتزی با ترکیب ثابت ۳۰% CO، ۳۰% CO₂، ۳۰% H₂ و ۱۰% Ar مورد مطالعه قرار گرفت. از محلولهایی با ترکیب مختلف سیستئین اسیدی و سولفید سدیم به عنوان عوامل کاهنده، به منظور کم کردن پتانسی کاهشی در محیط کشت، استفاده گردید. اثرات همزمان عوامل کاهنده و pH محیط کشت روی رشد سلول، مصرف سوبسترای گازی و بازده تولید محصول بررسی شد. غلظت بهینه این محلولها و pH مناسب جهت افزایش تولید اتانول نسبت به استات تعیین گردید.
به منظور تعیین پارامترهای کینتیکی مربوط به رشد سلول، مصرف سوبسترای گازی و تولید محصول، فرایند تخمیر گاز سنتز توسط لانگالی در چند بیوراکتور ناپیوسته با فشارهای گاز متفاوت انجام شد. از مدلهای کینتیکی مختلف موجود در متون برای تعیین پارامترهای مربوط به رشد سلول، نرخ مصرف سوبسترای گازی، اثرات بازدارندگی CO و بازده تولید محصول استفاده گردید.
آزمایشهای پیوسته تخمیر گاز سنتز توسط لانگالی در بیوراکتور همزن دار همراه با تغییر پارامترهای عملیاتی انجام گرفت. اثرات شدت جریان گاز و مایع و دور همزن روی میزان رشد سلول، نرخ مصرف گاز و بازده تولید اتانول و استات بررسی گردید. با بهره گرفتن از نتایج به دست آمده ضرایب انتقال جرم در بیوراکتورتعیین شدند.
سرعت انتقال جرم سوبسترای گازی از فاز گاز به فاز محیط کشت و سرعت مصرف سوبسترای گازی توسط باکتری (سرعت ذاتی واکنش) تعیین گردیدند. اثرات بازدارندگی احتمالی CO روی رشد سلول و نرخ مصرف گاز به صورت کلی و اجمالی با بهره گرفتن از مدلهای کینتیکی بحث گردید. هرگونه مطالعه روی میزان فعالیت آنزیمهای دخیل در واکنشهای بیوشیمیائی (واکنشهای مسیر متابولیکی) و اثرات عوامل مختلف همچون عناصر جزئی و یا غلظت سوبسترای گازی (CO یا H₂) روی فعالیت این آنزیمها خارج از چهارچوب این پروژه بوده و بررسی خاصی در این زمینه انجام نگرفته است.
تقسیم بندی فصول پایان نامه
این پایان نامه شامل ۵ فصل می باشد:
در فصل اول مقدمه ای کلی بر لزوم استفاده از سوختهای تجدید پذیر و انواع سوختهای بیولوژیکی ارائه می گردد. روش های کلی تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم مورد بررسی قرار می گیرند. مزیتهای استفاده از میکروب به عنوان بیوکاتالیست در فرایندهای تخمیر گاز سنتز برشمرده می شود. طرح مساله و ضرورت انجام این پروژه، اهداف کلی و چهارچوبها ارائه می گردند و این فصل با تقسیم بندی فصول پایان نامه خاتمه می یابد.
در فصل دوم مروری بر متون موجود در زمینه تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم از گاز سنتز با بهره گرفتن از بیوکاتالیستهای مختلف ارائه می گردد. پتانسیل گاز سنتز برای تخمیر شدن توسط ارگانیزمهای استوژنیک، هیدروژنوژنیک و متانوژنیک بررسی می گردد. مروری بر انواع مختلف سوختهای بیولوژیکی و ترکیبات شیمیائی که از تخمیر سوبسترای گازی توسط کاتالیستهای میکروبی حاصل شده اند همانند اتانول، اسید استیک، هیدروژن، بوتانول، اسید بوتیریک، متان و غیره ارائه می شود. در این فصل همچنین نقش پارامترهای عملیاتی مختلف همچون ترکیب مواد مغذی، pH محیط کشت، عناصر جزئی، عوامل کاهنده و نیز محدودیتهای انتقال جرم در فرایند تخمیر گاز سنتز به صورت گسترده مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.
در فصل سوم جزئیاتی از مواد و ترکیبات شیمیائی و بیولوژیکی مورد استفاده در آزمایشها ارائه می شود. روش های آماده سازی و استریل کردن محیط کشت، رشد و تکثیر سلولی در بیوراکتورهای ناپیوسته با جزئیات کامل بیان می گردد. روش های آنالیز مورد استفاده برای تعیین میزان رشد سلول، مصرف سوبسترای گازی و آلی و تولید محصول توضیح داده می شود. نحوه انجام آزمایشهای پیوسته در بیوراکتور همزن دار همراه با ایجاد شرایط استریل و کاملا بی هوازی بیان می گردد.
در فصل چهارم نتایج مربوط به آزمایشهای پیوسته و ناپیوسته تخمیر گاز سنتز با بهره گرفتن از باکتری لانگالی ارائه می گردند. نتایج مربوط به رشد کموارگانوتروفیک باکتری با بهره گرفتن از سوبسترای آلی و اتوتروفیک بر روی گاز سنتز در قالب رشد سلول، میزان مصرف سوبسترا و بازده تولید محصول مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. شرایط بهینه ای که موجب افزایش تولید اتانول نسبت به استات می گردند به طور خاص تحلیل می شوند. نتایج بیوکینتیکی به دست آمده بر اساس داده های تجربی و با بهره گرفتن از مدلهای موجود در متون ارائه شده و تحلیلهای مربوط به این نتایج ارائه می گردند.
در فصل پنجم اهم نتایج به دست آمده از فرایند تخمیر گاز سنتز با بهره گرفتن از باکتری لانگالی برای تولید اتانول و استات ارائه می گردد. همچنین راه کارهایی برای انجام تحقیقات بعدی و به منظور گسترش پژوهش در این زمینه پیشنهاد می گردد.
در پایان، منابع و مراجع مورد استفاده در پایان نامه آورده شده و سپس ضمائم مربوط به نتایج آنالیزها و محاسبات عددی در پیوست ارائه می گردد.
فصل دوم: مروری بر متون علمی
مقدمه
در این فصل مروری بر فرایندهای تبدیل سوبستراهای گازی به انواع مختلفی از سوختهای بیولوژیکی از طریق روش های میکروبی ارائه می گردد. شرایط بهینه برای کشت انواع مختلف ارگانیزمهای استوژنیک^[۳۲]، هیدروژنوژنیک^[۳۳] و متانوژنیک^[۳۴] برای دستیابی به بازده محصول بالا بررسی می شود. تاثیر پارامترهای عملیاتی مختلف روی فرایند تبدیل بیولوژیکی در قالب رشد سلول، تولید محصول و نسبت توزیع محصولات به صورت گسترده مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. در جدول ۲-۱ خلاصه ای از انواع میکروارگانیزمهایی که می توانند گاز سنتز را به سوختهای بیولوژیکی تبدیل کنند ارائه شده است.
ارگانیزمهای هیدروژنوژنیک برای واکنش بیولوژیکی جابجائی آب-گاز^[۳۵]
منوکسیدکربن موجود در گاز سنتز با آب واکنش می دهد تا از طریق واکنش جابجائی آب-گاز H₂ و CO₂ تولید کند. دی اکسیدکربن تولید شده در این واکنش باید با فرایند جذب حذف شود تا هیدروژن خالص تولید شود. همچنین ممکن است از این واکنش برای افزایش میزان H₂ موجود در گاز سنتز برای کاربردهای بعدی استفاده گردد. واکنش جابجائی آب-گاز کمی گرمازا بوده و از کاتالیستهای هتروژن که ممکن است از فلزاتی همچون کروم، روی، آهن، کبالت، مس و غیره ساخته شده باشد برای انجام واکنش استفاده می شود. این فرایند با محدودیتهایی نظیر غیرفعال شدن کاتالیست با سولفور، رسوب کربن و استفاده از دماهای بالا روبروست.
در واکنش بیولوژیکی جابجائی آب-گاز از ارگانیزمهای هیدروژنوژنیک برای تولید هیدروژن از اکسیداسیون منوکسیدکربن استفاده می شود. انرژی لازم برای انجام واکنش بیولوژیکی جابجائی آب-گاز با نقل و انتقال الکترون از CO به H₂O از طریق واکنشهای زیر تامین می شود:

نسبت تصاویر
فرض اساسی در این روش اینست که در صورت عدم وجود تغییرات طیفی مهم، نسبت بین تصاویر یکسان خواهد بود. بنابراین برای بدست آوردن نسبت تصاویر، تصاویر هم مختصات شده بصورت باند به باند بر هم تقسیم می شوند. تغییرات بوسیله مقادیر زیاد و یا کم این نسبت مشخص می شوند. مهم ترین نکته این روش انتخاب باندهای طیفی مناسبی است که مقادیر کاملا متفاوت بازتاب طیفی داشته باشند. همانند روش تفاضل تصاویر این روش نیز هم مختصات شدن نامناسب تصاویر حساس است. تحقیقات متعددی در زمینه تغییر سنجی با بهره گرفتن از الگوریتم های نسبت و تفاضل تصویر انجام شده است که نشان می دهد الگوریتم تفاضل در مجموع نتایج بهتری نسبت به الگوریتم نسبت تصاویر تولید می کند.

(( 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. ))

( 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. )

در تحقیق دیگری Yanmura و همکاران، با بهره گرفتن از تصاویر هوایی قبل و بعد زلزله سال ۱۹۹۹ شهر کوبه و همچنین نقشه برداری موجود از منطقه، اقدام به تعیین ساختمانهای تخریب شده نمودند.در این تحقیق ابتدا تصاویر قبل وبعد رویداد بوسیله داده نقشه برداری با یکدیگر هم مختصات شدند . در گام بعدی اختلافات رنگی در سطح پیکسل محاسبه شد و پس از آن در گام سوم یک حد آستانه برای مقادیر اختلافات تعیین شد. در نهایت با مقایسه مقادیر اختلافات رنگی با حد آستانه تعیین شده، نقشه تخریت منطقه تولید شد. در نقشه تخریب حاصل ساختمانها در سه کلاس سالم ، تخریب شده و غیر قابل شناسایی طبقه بندی شدند. با مقایسه نتایج حاصل از این روش با نتایج حاصل از مشاهدات چشمی، کارایی و سرعت آن در تعیین مناطق آسیب دیده مشخص شد. یکی از محدودیت های این روش حساس بودن آن به مرحله هم مختصات کردن تصاویر و نقشه رقومی است [۴].
روش شی پایه ^[۴]
آنالیز شئ مبنای تصاویر در کامپیوتر را می توان تقریب اولیه از ادراک انسان برای تفسیر تصاویر دانست. یک مفسر با نگاه به تصویر اشیاء و پیچیدگی های موجود در آن را درک می کند. درک وشناخت انسان از تصاویر بسیار پیچیده است اما در میان این پیچیدگی ها برخی از روش های تصمیم گیری برای دانشمندان مشخص است. برای مثال زمانیکه مفسر به تصویر می نگرد، اشیاء کوچک با فرم هندسی شبیه مستطیل را با شناخت قبلی از بافت وطیف ساختمان، ساختمان در نظر می گیرد و اشیاء دراز و طویل را از روی روابط آنها با اشیاء و طیف و بافتشان، در کلاس راه قرار می دهد. هدف از آنالیز شئ مبنا، استفاده از این نوع تصمیم گیری ها با مدلسازی در کامپیوتر است. آنالیز شی مبنا در دسته تکنیک های بینایی ماشین قرار می گیرد [۵,۶,۷,۸] .
تصاویر ماهواره ای در برگیرنده یک شبکه منظم از پیکسل ها می باشند. این پیکسل ها به تنهایی مفهوم خاصی ندارند. به عبارت دیگر اغلب اشیاء بامعنی موجود در طبیعت متشکل از چندین پیکسل می باشند که با چیدمان خاصی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. هدف از آنالیز شئ مبنا استخراج این اشیاء معنی دار از شبکه پیکسل های تصویر و در بررسی و تحلیل آنهاست (شکل ۲-۲).
در روش شئ مبنا از آنجاییکه واحد پردازش یا آنالیز، اشیا (قطعات ) هستند، جهت انجام آنالیز یک تصویر، ابتدا قطعات که معادل با عوارض زمینی اند با بهره گرفتن از روش های قطعه بندی استخراج می شوند، سپس اطلاعات بافتی و طیفی مربوط به قطعات استخراج شده محاسه می شوند و در نهایت بوسیله یک سیستم طبقه بندی، قطعات تصویر بر مبنای اطلاعات بافتی و طیفی بدست آمده در کلاس های مختلف طبقه بندی می شوند.
شکل ‏۲‑۲ استخراج قطعات معنادار از تصاویر در آنالیز شئ مبنا
Gusella, Huyck و همکاران با ارائه و پیاده کردن روشی شئ گرا (بر روی تصاویر قبل و بعد از زلزله بم از ماهوارهQuickBird) ) ساختمانهای ویران شده در اثر زلزله را شناسایی کردند. آنها ابتدا پیش پردازش های لازم (pan sharpening , contrast enhancement)را بر روی تصویر قبل از زلزله (master image ) انجام دادند، سپس تصویر بعد از زلزله (slave image )را با تصویر قبل هم مختصات کردند. سپس برای استخراج ساختمان ها (objects) بترتیب عملیات قطعه بندی (segmentaiton) و طبقه بندی (classification) را بر روی تصویر قبل پیش پردازش شده با بهره گرفتن از نرم افزار eCognition انجام داده شد. در مرحله بعد با منطبق کردن لایه ساختمانهای استخراج شده از مرحله قبل بر بروی تصویر بعد از زلزله ساختمانهای آسیب دیده شناسایی شدند و در دو کلاس تخریب شده و تخریب نشده طبقه بندی شدند. در این پژوهش تعداد ۱۸۸۷۲ ساختمان شناسایی شد که از آنها تعداد ۶۴۷۳ ساختمان در کلاس تخریب شده قرار گرفتند. با مقایسه نتایج این روش با نتایج حاصل از تفسیر بصری دقت روش ۷۰% تعیین شد [۹]. مدل مفهومی این روش در شکل ۲-۳ آمده است.
شکل ‏۲‑۳ مدل مفهومی روش ارائه شده توسط Gusella و همکاران[۹]
Yamazaki و Yano برای شناسایی میزان تخریب ساختمانها (در زلزله بم) بر پایه کلاس بندی پوشش زمینی از دو روش مدیریت نشده پیکسل مبنا و شئ مبنا استفاده کردند.در روش پیکسل مبنا بدلیل وجود اثرات نویز salt and pepper)) نتایج خوبی حاصل نشد، اما در روش شئ مبنا با مقایسه نتایج این روش با نتایج حاصل از تفسیر چشمی نتایج قابل قبولی مشاهده شد. پژوهش در دو مرحله انجام شد. مرحله اول برای شناسایی ساختمانها در تصویر قبل از زلزله ،و مرحله دوم برای شناسایی تخریب ساختمانها با بهره گرفتن از تصویر بعد از زلزله انجام شد.در مرحله اول و روش پیکسل پایه با انتخاب پنج کلاس (ساختمانها،پوشش گیاهی، راه، خاک و سایه) به عنوان داده های رشته ای آموزشی کلاس بندی انجام شد، اما بدلیل وجود اثرات نویز (salt and pepper ) در تمام تصویر کلاس بندی ساختمانهای مجزا به درستی انجام نشد.در این مرحله و با روش شئ پایه با بهره گرفتن از نرم افزار eCognition و با اعمال پارامترهای (WL=1,SP=30 ) بهترین نتایج برای کلاس بندی ساختمانها حاصل شد و ۹% خطای سهوی و ۲۸%خطای عمدی (بدلیل همرنگی زمین با سقف بعضی از ساختمانها)مشاهده شد. در مرحله دوم( که برای شناسایی آوار انجام شد)و به روش پیکسل پایه به دلیل تنوع رنگ و شکل آوار خطاهای زیادی مشاهده شد.در این مرحله وبه روش شئ پایه و با بهره گرفتن از نرم افزار eCognition و با اعمال پارامترهای (WL=1, SP=20, SF=0.5) آوارهای ساختمانی شناسایی شد و با مقایسه با نتایج حاصل از تفسیر چشمی [۲]میزان دقت ۴۴% تعیین شد [۱۰].
Chini و همکاران با بهره گرفتن از یک روش مبتنی بر تصاویر قبل و بعد از زلزله برای استخراج ساختمان های آسیب دیده ارائه کردند. روش کار بدین شکل بود که ابتدا تصاویر قبل و بعد از زلزله هم مرجع شدند و سپس ویژگی های مورفولوژی تصاویر با بهره گرفتن از اپراتورهای انسداد و گشایش استخراج شدند. ویژگی های استخراج شده به عنوان ورودی به یک طبقه بندی کننده نظارت نشده وارد شدند و سپس میزان تخریب ساختمان ها با بهره گرفتن از درصد پیکسل های آسیب دیده در سه کلاس محاسبه شدند. شکل ۲-۴ مدل مفهومی روش Chini و همکاران را نشان می دهد [۱۱].
شکل ‏۲‑۴ مدل مفهومی روش Chini و همکاران[۱۱]
منصوری و دیگران با بهره گرفتن از تصاویر قبل و بعد از زلزله و پایگاه داده ای از قطعات شهری به عنوان داده های کمکی و بکارگیری یک الگوریتم تغییرسنجی جدید و با بهره گرفتن از منطق فازی توانستند میزان تخریب ساختمانهای شهر بم (ناشی از زلزله ۲۰۰۳ م بم)را تعیین نماید. پژوهش در سه مرحله انجام شد، ابتدا تصاویر قبل و بعد زلزله به همراه پایگاه داده قطعات شهری، پیش پردازش و هم مختصات شدند. سپس شاخصهای طیفی و مکانی موثر تصاویر به عنوان عناصر پایه ای در طبقه بندی فازی استخراج شد و درنهایت با بکارگیری توابع عضویت فازی بر روی شاخصهای موثر، تخریب ساختمانها در سه سطح آسیب (آسیب جزیی، متوسط و شدید) طبقه بندی شد.در نهایت با مقایسه نتایج روش حاضر با نتایج نقشه آسیب حاصل از تفسیر چشمی [۲] انطباق قابل قبول ۷۲%مشاهده شد[۱۲].
Huyck با بکارگیری الگوریتمی مبتنی بر عدم تشابه لبه ها (Edge Dissimimlarity)، مناطق با تمرکز بالای تخریب در زلزله ۲۰۰۳ بم را شناسایی کرد. در پژوهش مورد نظر ابتدا لبه ساختمانها با بکارگیری یک فیلتر ۹*۹ لاپلاسین شناسایی شدند. در مرحله بعد از یک فیلتر عدم تجانس (textural dissimilarity filter 25*25 cell) برای برجسته کردن درجه تجانس در لبه ها استفاده کرد. با تفاضل تصاویر حاصله از پردازش های فوق نقشه انحراف از معیار متوسط در یک پنجره ۲۰۰*۲۰۰ تهیه شد و مناطق با تمرکز بالای تخریب شناسایی شدند [۱۳].
Samadzadegan و Rastiveisi در سال ۲۰۰۸ از یک روش آنالیز بافت بر روی تصاویر زلزله بم جهت ارزیابی خسارت به ساختمان پس از وقوع زلزله استفاده کردند. مدل مفهومی روش بکار برده شده در شکل ۲-۵ ارائه شده است[۱۴]. در روش مذکور ابتدا بر روی تصاویر قبل و بعد از زلزله پیش پردازش هایی همچون همسان سازی هیستوگرام، یکسان سازی هیستوگرام و هم مرجع کردن انجام شد. سپس با بهره گرفتن از نقشه قبل از زلزله محل ساختمان ها در تصاویر قبل و بعد از زلزله مشخص گردیدند.
شکل ‏۲‑۵ مدل مفهومی روش Samadzadegan و Rastiveisiو همکاران[۱۴]
در گام بعد ویژگی های بافتی تصاویر در تصاویر قبل و بعد از زلزله استخراج شدند. این ویژگی ها شامل ویژگی های آماری مرتبه اول، مرتبه دوم هارالیک، فیلتر گابور و سمی وریوگرام بود. سپس با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک ویژگی های بهینه انتخاب شدند. ویژگیهای بافتی بهینه به عنوان ورودی وارد یک سیستم استنتاج فازی شده که خروجی این سسیتم درجه تخریب اختصاص یافته به هر ساختمان می باشد. ارزیابی نتایج حاصل از این روش توسط ۱۰۰ ساختمان که به صورت اتفاقی از تصویر استخراج شده بودند، انجام شد. روش ارائه شده دارای دقت کلی ۷۲ درصد و ضریب کاپای ۶۳ درصد بود.
Chesnel و همکاران در تحقیق دیگری با ارائه روشی اقدام به تولید نقشه تخریب ساختمان های شهر بم نمودند. نقشه تخریب حاصل از این تحقیق در چهار کلاس سالم، تخریب متوسط، تخریب شدید و ویران در شکل زیر نشان داده شده است. روش طبقه بندی سقف ساختمان ها در این تحقیق استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و بکار گیری مزایای آن ها در تولید کلاس های مختلف می باشد. نتایج بررسی ترکیب زوج تصاویر با قدرت تفکیک های مختلف نشان داد که با افزایش قدرت تفکیک تصاویر، دقت طبقه بندی نیز افزایش می یابد. بهترین دقت معادل ۷۲ درصد بودکه دقتی قابل قبول است. از جمله محدودیت های این روش می توان به افزایش پیچیدگی های مرحله هم مختصات سازی با افزایش قدرت تفکیک مکانی و میزان تخریب ساختمان ها اشاره کرد.[۱۵]
آنالیز بافت
آنالیز بافت یک روش موثر در تعیین میزان آسیب دیدگی ساختمانها در اثر رخدادهای طبیعی است. از آنجایی که ساختمان های تخریب شده در مقایسه با ساختمان های سالم دارای بافت خشن تر و نیز مقادیر درجات خاکستری کمتری می باشند، در این روش ویژگیهای بافتی موجود در تصاویر استخراج شده و از آنها در تعیین میزان آسیب ساختمانها استفاده می شود. این روش بویژه در حالتی که صرفا داده های( تصویر) پس از زلزله موجود باشد بسیار مفید است.
تعریف واحد و مشخصی برای بافت ارائه نشده است و هر کدام از پژوهشگران تعریفی خاص برای آن ارائه کرده است، در ادامه مطلب به برخی از این تعاریف اشاره می کنیم:
بافت را می توان به صورت تابعی از تغییرات مکانی شدت روشنایی پیکسل ها در یک تصویر تعریف کرد [۱۶].
مطابق تعریف یک ناحیه در تصویر دارای بافتی ثابت است هر گاه مجموعه ای از آمارهای محلی یا سایر ویژگیهای محلی تابع تصویری ثابت باشد، به آهستگی حرکت کند یا تقریبا پریودیک باشد [۱۷].
بافت یک ویژگی تصویر است که سطح و ساختار یک تصویر را نمایش می دهد. بافت را می توان به شکل تکرار یک عنصر یا الگو بر روی یک سطح تعریف کرد[۱۸].
از میان کاربردهای مختلف آنالیز بافت میتوان به چهار کاربرد مهم آن یعنی طبقه بندی بر مبنای بافت، ناحیه بندی بر مبنای بافت، استخراج شکل از بافت و همچنین ترکیب بر مبنای بافت اشاره کرد. در ادامه توضیح مختصری از هر کدام از کاربردهای فوق ارائه می شود.
طبقه بندی بر مبنای بافت: استخراج و بکارگیری ویژگی های بافتی از تصویر برای طبقه بندی آن را طبقه بندی بر مبنای بافت گویند. با بکارگیری این نوع طبقه بندی نواحی با بافت یکسان و مشابه در یک کلاس قرار می گیرند. طبقه بندی پوشش زمینی به نواحی همگن با انواع مختلف پوششها از جمله کشتزارها، نواحی شهری، نواحی آبی و غیره نمونه های از کاربردهای طبقه بندی بر مبنای بافت می باشد. استفاده از این نوع طبقه بندی در بسیاری از پژوهش های مربوط به تعیین تخریب به کار گرفته شده و کارایی آن ثابت شده است[۱۹,۲۰,۲۱,۲۲].
قطعه بندی تصویر بر مبنای بافت: افراز یک تصویر به قطعه های جدا از هم با بهره گرفتن از ویژگی های بافتی را به شکلی که هر ناحیه داری خصوصیات بافتی همگونی باشد را قطعه بندی بر مبنای بافت گویند [۱۸]. در آنالیز و پردازش های مختلف تصویری می توان از نتایج این نوع طبقه بندی استفاده کرد استفاده کرد.
استخراج شکل^[۵] از بافت: ایجاد هندسه سه بعدی از یک سطح با بهره گرفتن از اطلاعات بافتی را گویند [۱۸].
ترکیب بافت: استفاده از این روش تکنیکی مرسوم برای تولید بافت های بزرگ با بهره گرفتن از نمونه های کوچک بافت به منظور نمایش بافت در سطوح با کاربردهای رندر کردن^[۶] تصویر می باشد [۱۸].
روش های متعددی برای استخراج ویژگی های بافتی از تصاویر وجود دارند که می توان آن ها را در چهار دسته کلی روش های ساختاری، روش های آماری، روش های مدل مبنا و روش های حوزه تبدیل تقسیم بندی نمود [۱۸].
روش های ساختاری^[۷]: اساس کار در روش های ساختاری شناخت عناصر بافت است. این عناصر در واقع تشکیل دهنده بافت بوده و دارای اندازه و جهت مشخصی می باشند. تعریف بافت در این روش بوسیله ساختارهای اولیه ای که براساس قوانینی تعریف شده و یک سلسله مراتب از چیدمان مکانی آنها ارائه می دهند انجام می شود. این روش ها در مواردی که بافت ساختار منظمی به لحاظ هندسی دارد (مانند خطوط موازی و خطوط عمود) عملکرد خوبی دارد، به همین دلیل از این روش ها بیشتر درتشخیص بافتهای مصنوعی (مثلا بافت موجود در پارچه) کاربرد دارند. از اینرو این روش ها برای استخراج و تشخیص اطلاعات بافتی موجود در تصاویری که ساختار طبیعی دارند از جمله تصاویر ماهواره ای روش مناسبی نیستند. استفاده از فیلترهای آشکارسازی لبه، خط و نقطه برای استخراج ساختارهای بافتی موجود در تصاویر از جمله کاربردهای این روش ها می باشند [۱۸] .
روش های آماری^[۸]: روش های آماری از پرکاربردترین روش های آنالیز بافت و از اولین روش های ارائه شده در بینایی کامپیوتر می باشند که توانایی بیشتری نسبت به سایر روش ها در شناسایی بافت های تصاویر طبیعی (از جمله تصاویر ماهواره ای) دارند. این روش ها بطور غیر مستقیم و طبق ویژگی های غیر قطعی که توزیع ها و روابط موجود میان درجات مختلف خاکستری در یک تصویر را کنترل می کند، بافت تصویر را شناسایی می کند. با محاسبه ویژگی های محلی در هر نقطه از تصویر و استخراج مجموعه ای از آمارهای مربوط به نحوه توزیع این ویژگی ها، روش های آماری برای آنالیز توزیع مکانی درجات خاکستری تصویر به کار برده می شود.
روش های مدل مبنا^[۹]: اساس کار در روش مدل مبنا ارائه تصویر به عنوان یک مدل احتمال با یک ترکیب خطی از مجموعه از توابع پایه می باشد. از جمله مدل هایی که برای آنالیز تصویر با این روشها مورد استفاده قرار می گیرند شامل مدل فرکتال^[۱۰] و مدل میدان تصادفی مارکوف^[۱۱] می باشند[۱۴].
روش های تبدیل(پردازش سیگنال)^[۱۲]: مبنای کار در این روش ها تعریف تصویر در فضایی که سیستم مختصات آن رابطه نزدیکی با خصیصه های یک بافت دارد می باشد. به بیانی دیگر در این روش با تبدیل تصویر به یک فرم جدید بگونه ای انجام میشود که بافت تصویر در این فرم و فضای جدید راحتتر قابل تشخیص است. این روش محتوای فرکانسی تصویر را آنالیز می کند. فیلترهای حیطه مکان، فیلترهای حیطه فوریه و مدل های گابور^[۱۳] و ویولت^[۱۴] از جمله این روش ها می باشند.
ویژگی های بافتی آماری
یکی از روش های استخراج ویژگی های بافت، همانطور که در بخش قبل اشاره شد، روش های آماری است. از آنجایی که بنا به تعریف، بافت ویژگی است که با پیکسل های مجاور معنی می یابد در نتیجه استخراج آن جزء عملیات همسایگی محسوب می شود. اساس کار در این روش استفاده از یک پنجره متحرک با ابعاد مشخص و انجام محاسبات بر روی مقادیر عددی پیکسل های موجود در پنجره می باشد. روش های آماری بسته به تعداد پیکسل های مورد استفاده، به روش های آماری درجه اول (یک پیکسلی) و روش های آماری درجه دوم (یک زوج پیکسل) و درجه سه و بالاتر تقسیم بندی می شوند.
ویژگی های آماری مرتبه اول
این دسته از ویژگی ها با در نظر گرفتن درجه خاکستری تک پیکسل بدون درنظر گرفتن ارتباط مکانی آن با پیکسل های مجاور استخراج می شوند. این ویژگی ها را می توان با بهره گرفتن از هیستوگرام روشنایی تصویر استخراج نمود. میانگین و واریانس از جمله مهمترین ویژگی های آماری مرتبه اول می باشند که به صورت زیر محاسبه می شوند. رابطه ‏۲‑۱ رابطه ویژگی آماری مرتبه اول میانگین و رابطه ۲-۲ رابطه ویژگی آماری مرتبه اول واریانس می باشد.
(۲-۱)
= (۲-۲)
در روابط بالا مقدار عددی درجه خاکستری پیکسل ام می باشند. این ویژگی ها را می توان بصورت جداگانه برای تمام باندهای تصویر استخراج کرد.
ویژگی های آماری مرتبه دوم
همانطور که اشاره شد در استخراج ویژگی های آماری مرتبه اول فراوانی پیکسل ها را بصورت مجزا در نظر گرفته می شود، اما از آنجاییکه استفاده از روشهایی که فراوانی وقوع دو یا چند پیکسل را بصورت همزمان در نظر بگیرد، بر تعریف بافت منطبق تر است، لذا روش های آماری مرتبه دوم روش کارآمدتری نسبت به روش های آماری مرتبه اول در آنالیز بافت می باشند.
ایده اصلی در روش های آماری مرتبه دوم محاسبه احتمال همزمان یک جفت پیکسل با درجه روشنایی یکسان می باشد. برای ارائه تعاریف مربوط به ویژگی های آماری مرتبه دوم لازم است که ابتدا احتمال همزمان وقوع دو پیکسل در تصویر مطابق رابطه ۲-۳ تعریف شود.
(۲-۳)

هموفیلوس متعلق است به خانواده پاستورولاسه که دو جنس دیگر به نام های پاستورولا و اکتینوباسیلوس نیز دارد.این باکتری متعلق به این خانواده کوکوباسیل‌های غیراسپور کوچک هستند که نیازهای رشدی مخصوصی دارند و اغلب برای خالص‌سازی به محیط کشت غنی شده نیاز دارند. اسم جنس، هموفیلوس (به معنای دوستدار خون) وابستگی ویژه‌ی این ارگانیسم به مولکول‌های مربوط به خون برای رشد تحت شرایط هوازی مربوط است. مورفولوژی هموفیلوس آنفولانزا در نمونه‌های بالینی از کوکوباسیل ها تا رشته‌های دراز متغیر است. (دیویس و همکاران،۱۹۷۳^[۱۴])
(( 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. ))

شکل (۲-۱) هموفیلوس آنفلوانزا
۱-۱-۳ دسته‌بندی سویه های هموفیلوس آنفلوآنزا قابل تیپ بندی :
یافته های حاصل از اپیدمیولوژی بیماری های هموفیلوس آنفلوآنزای تیپ بندی شده منجر به جستجوی مقدماتی برای سیستم نشانگر تبعیضی بین سویه ها شد. در اوایل ۱۹۸۰، ایزوله های کلینیکی Hib براساس تفاوت در الگوی تحرک الکتروفورنیک پروتئین های خارج غشائی بزرگ(omps) و لیپوپلی ساکارید(lps) کلاس بندی شدند(بارن کمپ و همکاران،۱۹۸۱^[۱۵]، اینزا و همکاران،۱۹۸۴^[۱۶]). سویه های Hib به یکی از چهار گروه براساس واکنششان با آنتی بادی مونوکلونال اختصاص lps تقسیم شدند.
Musser و همکاران تلاش کردند تا تنوع ژنتیکی و روابط تکاملی بین نژادهای هموفیولوس را بسنجند. (موسر وهمکاران،۱۹۹۰^[۱۷] و موسرو همکاران ۱۹۸۵). سویه ها بوسیله الکتروفوز آنزیم های چندکانونی (MLEE) که در آن چند شکلی آنزیم‌های متابولیک ضروری برای برآورد واگرایی از یک نیای مشترک فرضی مورد استفاده قرار می‌گیرد، دسته بندی شدند. در طول زمان، ژن‌های کد کننده آنزیم‌های متابولیک ضروری، متحمل جهش‌های طبیعی می‌شوند.. ۱۷۷ سویه­ی تیپ b، از خون یا مایع مغزی- نخاعی کودکان آمریکای شمالی خالص شد و در داخل چندین گروه با تفاوتهای ژنتیکی یا تیپ های الکتروفورزیس قرار گرفت. هر کدام تعدادی آلل های همراه غیر تصادفی را نشان می دادند.( موسرو همکاران ۱۹۸۵) سویه هایی که تطابق یا شباهت زیاد از نظر ETS داشتند از نواحی مختلف جغرافیای بدست آمدند و این نتیجه نشان داد که یک خویشاوند کلونال بین سویه های تیپ b وجود دارد و نتیجه مهمتر اینکه سویه هایی که باعث بیماری های تهاجمی می شدند از نظر تنوع ژنتیکی دارای محدودیت بودند. بعلاوه اینکه بیشتر ایزولهای آمریکای شمالی به دو سویه نزدیک از نظر ETS متعلق بودند و متفاوت بودند با سویه هایی که از کشورهای مختلف اروپایی جمع آوری شده بودند(اروین و همکاران ۱۹۹۵^[۱۸]). این یافته های یک آلودگی اپیدمیولوژیک را پیشنهاد کرد در حالی که کلونهای تیپ b موفق شدند از میان یک جمعیت به میان جمعیت میزبان دیگر متمایل شوند و باعث یک هایپراندمیک در بیش از یک دوره در سال بشوند و این تغییرات تقریباً شبیه به تغییراتی بود که در نیسر یا مننژیتیس اتفاق افتاد(جونز و همکاران،۱۹۹۸^[۱۹] و کوگانت،۱۹۹۸^[۲۰]). اخیراً کاربرد تکنیک‌هایی مانند مولتی لوکوس سکونس تایپینگ (MLST)، ریبوتایپینگ و توالی‌یابی RNA، تفاوت‌های اساسی را بین نژادهای قابل تیپ بندی و غیر قابل تیپ بندی هموفیلوس آنفولانزا آشکار کرده است.
۱-۱-۴ کلون سازی و تهاجم :
بیماری‌زایی هموفیلوس به وسیله‌ی مطالعات موردی و با بهره گرفتن از جانوران و مدل‌های عفونی invitro بررسی شده است. بررسی هموفیلوس آنفولانزا مثال خوبی برای فهم بیماری‌زایی باکتریایی به صورت کلّی بوده است. چندین مرحله مجزا برای تهاجم هموفیلوس تشخیص داده شده است.
۱-۲-۴ کلون‌سازی در مجرای تنفسی فوقانی
هموفیلوس آنفلوآنزا به طور معمول در سطح مولکولی دستگاه تنفسی انسان و گهگاه در دستگاه ژنیتال زنان مستقر می شود(گیلسدروف و همکاران،۱۹۹۷^[۲۱]). در بچه ها احتمال مستقر شدن باکتری نسبت به افراد بالغ بیشتر است. تقریباً ۵% از اشخاص سالم سروتایپهای a-f را دارا می باشند (ترک،۱۹۹۴). از نازوفارنکس، ارگانیسم از یک شخص به شخص دیگری بوسیله ی قطرات هوا یا انتقال مستقیم (بوسیله ی ترشحات) انتقال پیدا می کند.(فارلی و همکاران،۱۹۹۲^[۲۲]) واکنش اولیه بین هموفیلوس و انسان در کشت بافت انسان که حد واسطی بود برای اتصال باکتری به ماده بزاقی نشان داده شد(ردی و همکاران،۱۹۹۶ ^[۲۳]و دیویس و همکاران،۱۹۹۵^[۲۴]). در سیستم های کشت در invitro مانند سلولهای اپی تلیال (oropharyhgeal) نشان داده شد که پیلی یک حد واسط برای اتصال می باشد، پس بنابراین برای جلوگیری از اتصال باکتری به سلول انسان پیلی مورد هدف محققان قرار گرفت (پیچیچیرو و هکگاران،۱۹۸۲^[۲۵]– گورینا و همکاران ^[۲۶]۱۹۸۲) بعدها گزارش شد که هموفیلوس هایی که فاقد پیلی هستند نیز به میزان قابل ملاحظه ای توسط پروتئین های غشای خارجی (omps) به سلولهای پستانداران متصل می شوند.(جیم و همکاران،۱۹۹۰^[۲۷] و فارلی و همکاران،۱۹۹۰). آنها بوسیله میکروسکوپ الکترونی (TEN) نشان دادند که هم Hib هایی که دارای پیلی بودند و هم Hib هایی که فاقد پیلی بودند هر دو به طور انتخابی به سلولهای اپی تلیال غیر مژه دار متصل می شوند(فارلی و همکاران،۱۹۹۰). اخیراً گزارش شده که گانگلوزوئیدهای اختصاصی (سالیتد گلیکواسفنگولیپید) از سلولهای اپی تلیال تنفسی انسان و ماکروفاژهایی که رسپتور برای هموفیلوس آنفلوآنزا دارند سلولهای مناسبی برای اتصال باکتری می باشند.(فکیح و همکاران،۱۹۹۷^[۲۸]) محققان متوجه شدند که هموفیلوس آنفلوآنزا برای مدت زیادی می تواند در داخل سلول زنده بماند. این یافته یک نتیجه گیری مهم را در برداشت، و آن اینکه، معلوم شد که زنده ماندن باکتری در داخل سلول، ریشه کنی آنرا به وسیله آنتی میکروبیالها دچار مشکل می کند(سادنبرگ و همکاران،۱۹۸۴^[۲۹]) مگر اینکه از عواملی که در داخل سلولهای انسانی فعال هستند مانند ریفامپیسن و quinolones استفاده شود. در مطالعات invitro توانایی زنده ماندن هموفیلوس آنفلوآنزا در داخل سلولهای اپی تلیال و ماکروفاژها به اثبات رسید.(ویلیامز و همکاران،۱۹۹۱^[۳۰]،نوئل و همکاران،۱۹۹۴^[۳۱])
۱-۳-۴ حمله به اپیتلیوم
درسیستم کشت درinvitro، مشخص شد که سویه های هموفیلوس آنفلوآنزا یک گرایش شدید به موکوس دارند که این گرایش منجر به در هم ریختن اتصالات محکم سلولهای اپی تلیال می شود که نتیجه این بی نظمی ریزش سلولهای مژه دار و ciliostasis است(جکسون و همکاران،۱۹۹۶^[۳۲]، جانسون و همکاران،۱۹۸۶^[۳۳]، فارلی و همکاران،۱۹۹۲). از این گذشته، آسیب به سلولهای اپی تلیال منجر به در معرض گذاشتن سلولهای بازال لایه های سطحی زیرین و غشاهای زیرین می شود. این روند امکان گسترش عفونت به بافت های دیگر را فراهم می کند.( فارلی و همکاران،۱۹۹۲) نکته جالب توجه اینکه که این باکتری تمایل زیادی به این سلولها نسبت به سلولهای اپی تلیال سالم دارد.(هوود و همکاران۱۹۹۰^[۳۴]،جیم و همکاران،۱۹۹۰).
۱-۴-۴ حمله به جریان خون
تا اواخر دهه ۱۹۷۰ مشخص نبود که انتقال هموفیلوس آنفولانزا به سیستم عصبی مرکزی (CNS) از طریق گسترش از نازوفارنکس به همراه رشته های عصبی حس بویایی اتفاق می افتد یا طریق مسیر خونی. برای بررسی این مسئله، نژادهابی مشابه هموفیلوس که مقاومت آنتی‌بیوتیکی متفاوت داشتند به داخل بینی موش ها تلقیح شدند یک نژاد در خون و مایع مغزی نخائی (CSF) تشخیص داده شد(ماکسون و همکاران ۱۹۷۸^[۳۵]) که نشان دهنده‌ی مسیر خونی برای این ارگانیسم بود. به علاوه، ظهور مننژیت بعد از تلقیح درون بینی، در موش‌های صحرایی نشان‌دهنده ارتبط مستقیم با شدت باکتری بود(ماکسون و همکاران ۱۹۷۷).
بررسی‌های دقیق میانکنش مستقیم بین هموفیلوس آنفولانزا و سلول‌های اندوتلیال با بهره گرفتن از مدل سلول‌های اندوتلیال سیاهرگری نافی انسانی، انجام شد. با بهره گرفتن از TEM، بلع فاگوسیتوزی این ارگانیسم به وسیله این سلول‌ها آشکار سازی شد(ویرجی و همکاران،۱۹۹۱^[۳۶]). این مطالعه نشان داد که این ارگانیسم، بعد از ورود، درون واکوئول‌های سلول‌های اندوتلیال زنده می‌ماند و سپس به درون تمامی واکوئول‌های درون سلول منتقل می‌شود و در سطح دیگر سلول ظاهر می‌شود.
همانطور که برای اولین بار Rubin و Moxom گزارش دادند، اکنون پذیرفته شده است که هموفیلوس آنفولانزا از طریق حمله مستقیم به مویرگ‌های تغذیه‌کننده‌ی بافت اپیتلیال، از بافت زیر اپیتلیالی به جریان خون گذر می‌کند.(روبین و همکاران،۱۹۸۳^[۳۷])
۱-۵-۴ بقا در جریان خون
پاسخ ایمنی ذاتی و اکتسابی در جریان خون میزبان بر علیه باکتری به وجود می آید و این در حالی است که باکتری برای به وجود آوردن آلودگی و بیماری بایستی تداوم داشته و زنده بماند.
نشان داده شد که بیش از ۹۰% از جمعیت باکتری های تلقیح شده به داخل روده (ir) موش در چند دقیقه از بین رفته اند(ماکسون و همکاران،۱۹۸۱).
جالب اینکه سویه هایی که از سیستم ایمنی ذاتی و اکتسابی فرار کرده اند و تداوم داشتند، به میزان زیادی، به مننژ موش حمله کرده و بیماری مننژیت را ایجاد کرده اند(نوئل و همکاران،۱۹۹۰).
فاکتورهایی که به حیات زیر جمعیت ها یا گونه های مختلف از هموفیلوس آنفلوآنزا در جریان خون کمک می کند بعداً به طور کامل مورد بحث قرار می گیرند.
پاکسازی هموفیلوس آنفلوآنزای کپسول دار از خون مستلزم نشستن فاکتور c₃ روی باکتری می باشد، که این عمل مستقل از ترکیبات مکمل بعدی نظیر c₅– c₉ می باشد. در صورتی که فاکتور c₃ برروی باکتری بنشیند، باکتری به دنبال فاگوسیتوز ماکروفاژها از جریان خون خارج می شود.
کپسول تیپ b از اتصال ابتدائی c₃ جلوگیری می کند و بدین ترتیب هضم باکتری بوسیله ی سلولها فاگویست را کاهش می دهد(نوئل و همکاران،۱۹۹۰)
کپسول تیپ b به طور آشکارا نسبت به دیگر تیپ های کپسول دار این باکتری در جلوگیری کردن از فاگوسیتوز ماکروفاژها، مؤثرتر عمل کرده و این توانایی بزرگی بشمار می آید و به تیپ b در افزایش میزان بیماری نسبت به تیپ های دیگر برتری می بخشد.
۱-۶-۴ حمله به CNS
اعتقاد براین است که میانکنش اصلی بین هموفیلوس آنفلوآنزا و سدخونی- مغزی (BBB) اتفاق می افتد.
BBB تک لایه ای است که سلولهای اندوتلیال را متمایز می کند و اینکه مسئولیت اصلی آن نگه داشتن پایداری مواد بیوشیمایی در داخل CNS می باشد(بتز و همکاران،۱۹۸۶^[۳۸]). در سلولهای اندوتلیال اتصالات محکم پیوسته و تعداد کمی مشخصه(علامت) پینوسیتوز وجود دارد(پاتریک و همکاران ،۱۹۹۲^[۳۹]). از میانکنش بین هموفیلوس آنفلوآنزا و BBB در مدل invivo مثل مننژیت در نوزاد موش و همچنین در مدل های invivo مثل سلولهای اندوتلیال گاو، توانستند اطلاعات مقدماتی مفیدی بدست آورند(کواگلیارلو و همکاران،۱۹۸۶). این مدلها نشان می دهد که هموفیلوس آنفلوآنزا به BBB متصل می شود و سپس از وسط یا بین سلولهای بافت پوششی به داخل CSF تغییر مکان می دهد. در Hib, rat زنده یا کشته شده به وسیله گرما پینوسیتوز را افزایش می دهد و بدین ترتیب اتصالات محکم بین اندوتلیال ها را در هم می ریزد(کواگلیارلو و همکاران،۱۹۸۶^[۴۰]،ویسپلوی و همکاران،۱۹۸۸^[۴۱]). آسیب به BBB و ورود هموفیلوس آنفلوآنزا را به داخل CSF تسهیل می کند. به یکباره در CSF، جمعیت هموفیلوس آنفلوآنزا ممکن است به طور پیوسته زیاد شود و به دنبال آن مننژ مغز را آلوده کند و بیماری مننژیت را سبب شوند.
۱-۱-۵ شاخص‌های بیماری زایی هموفیلوس آنفولانزا
به نظر می‌رسد که هر مرحله از بیماری‌زایی و عفونت‌ هموفیلوس آنفولانزا وابسته به بیان مجموعه‌ای از چندین شاخص بیماری‌زایی است، این شاخص‌ها عبارتند از: پروتئین‌های غشای خارجی (OMPs)، مژک‌ها، پروتئازهای IgA1، لیپوپلی‌ساکارید و کپسول، که تعدادی از این شاخص‌های بیماری‌زایی در موش‌های صحرایی و انسان،(بارن کمپ و همکاران،۱۹۸۱، کیمورا و همکاران ۱۹۸۵^[۴۲]،گرین و همکاران،۱۹۹۰^[۴۳]) سبب ایجاد پاسخ ایمنی به هموفیلوس آنفولانزا می‌شوند و در بین نژادهای این ارگانیسم، نسبتاً حفاظت شده‌اند.(نلسون و همکاران،۱۹۹۱^[۴۴]،اروین و همکاران،۱۹۸۴) از این رو آنها به عنوان نامزدهای واکسن‌ در مقابل بیماری ایجاد شده به وسیله‌ی هموفیلوس بررسی شده‌اند(مونسن و همکاران ۱۹۸۵^[۴۵]،کیمورا و همکاران ۱۹۸۵).
۱-۲-۵ OMPs
سویه های هموفیلوس آنفلوآنزا بین ۱۰ تا ۲۰، omp_s در سایزهایی از ۱۶ تا ۹۸ kd_a (و بیشتر) را بیان می کند(مرفی و همکاران ،۱۹۸۳^[۴۶]). تعداد زیادی از omp ها پروتئین پورین و p₂ می باشند.(لوئب و همکاران،۱۹۸۱^[۴۷]،کالتن و همکاران ۱۹۸۳^[۴۸]) و از گزارشات جمعی آوری شده این نتیجه بدست آمده که p₂ یکی از عواملی است که در ویرولانس Hib شرکت می کند. در موتانت های ایزوژنتیک از سویه های بیماری زای Hib، این نتیجه بدست آمده که جلوگیری از سنتزp₂ ویرولانس را در نوزادان موش کاهش می دهد(کپه و همکاران،۱۹۹۰). پروتئین p₂ متقابلا با lps عمل می کند(گولیج و همکاران،۱۹۸۵^[۴۹]). پروتئین p₅ به هر جهت یکی از عوامل مسئول در تهاجم به اپی تلیال موکوس می باشد و این اثر به دنبال غیر فعال کردن ژنp₅، که نتیجه اش کاهش در باکتریها به دنبال تلقیح داخل بینی به نوزادان موش می باشد، درک شده است(چان یان گام و همکاران،۱۹۹۱^[۵۰]) . P₆ و ۹۸k omp نشان داده شده که ایمونوژن هستند در انسان و anti- 98k , anti-p₆ آنتی بادی های محافظت کننده در نوزادان موش در مقابل هموفیلوس آنفلوآنزا است(گرین و همکاران،۱۹۹۰و کیمورا و همکاران ۱۹۸۵).
۱-۳-۵- پیلی
پیلی هموفیلوس آنفلوآنزا ۰/۱۸- ۷/۴ نانومتر قطر و بین ۲۰۹ و ۴۵۳ نانومتر طول دارد و همچنین دارای یک مرکز توخالی می باشد(مانسون و همکاران۱۹۸۵-استول و همکاران،۱۹۸۴^[۵۱]). پیلی هموفیلوس آنفلوآنزا بصورت پری ترپکوس می باشد و مشخص شده که پیلی حد واسط اتصال باکتری به سطح موکوز است و از اینرو باکتری به راحتی در دستگاه تنفسی مستقر می شود. اندرسون و همکارانش مشاهده کردند که سویه های هموفیلوس پیلی دار اتصال قویتری نسبت به واریانتهای بدون پیلی شان به سلولهای اپتلیال دهان به دنبال تلقیح باکتری دارند.(اندرسون و همکاران،۱۹۸۵). بعدها به دنبال تلقیح هر دو نوع باکتری پیلی دار و غیر پیلی دار به وسیله روش ip یا iv به موش نشان داده شده که سویه های پیلی دار نسبت به سویه های بدون پیلی باکتریمای کمتری را ایجاد می کنند(گوتیرز و همکاران ۱۹۹۰^[۵۲]) و این به این دلیل است که هموفیلوس های پیلی دار تحریک اپسونیزاسیون وابسته به فاگوسیتوزیس بوسیله ی سلولهای نوترفیل را تسهیل می کنند(توسی و همکاران ،۱۹۸۵^[۵۳]). از گفته های بالا به این نتیجه می رسیم که بیان پیلی در طی مرحله استقرار بیماری برای باکتری مهم و مفید است اما در طی مراحل خونی و سیستمیک برای باکتری زیان آور است. بیان پیلی در هموفیلوس آنفلوآنزا شبیه دیگر ارگانیسم ها، قابل تغییر است و امکان بوجود آمدن یک پیلی جدید با تفاوت آنتی ژنی با پیلی قبلی وجود دارد(کروگفلت،۱۹۹۱^[۵۴]). توافق شده که در یک کپی از لوکوس پیلین، ژن hifA و hifE هست و این لوکوس در تمامی سویه های هموفیلوس موردمطالعه به جزء سویه Rd وجود دارد. تمام سکانس ژنومی این سویه سکونسینگ شده و اینکه سایز آن در حد ۱/۸Mb است(فلیچمن و همکاران،۱۹۹۵) که ۰٫۳Mb کوچکتر از سویه پاتوژن نمونه ی اولیه می باشد. مشخص شده که ژن hifA باعث کد شدن زیر واحدهای بزرگ پیلی می شود و ژن hifB، چاپرون پیلوس را کد می کند(در واقع پوشاننده توالی تکرار دو نوکلئوتیدی می باشد). مکان این توالی دو نوکلئوتیدی بین ناحیه ی۱۰- و ۳۵- می باشد(ون هام و همکاران،۱۹۹۳^[۵۵]). در واقع ما در این توالی، تکرار توالی دو نوکلئوئیدی TA را به وفور می بینیم و تغییر در این توالی باعث عدم کفایت اتصال RNA پلی مر از به پروموتور شده و در پی بردن به اینکه سویه های دارای پیلی تهاجمی تر می باشند یا سویه های غیر پیلی دار با دگرگون کردن توالی تکرار TA ممکن شد.(ملانگا و همکارن،۱۹۹۸ ^[۵۶] ) همانطور که گفته شد تغییر در این توالی باعث عدم رونویسی می شود و بدین ترتیب سویه بدون پیلی می شود و سپس این امر مسلم شد که سویه های غیر پیلی دار نسبت به سویه های پیلی دار تهاجمی تر می باشند(فارلی و همکاران،۱۹۹۰).
۱-۴-۵- ایمونوگلوبولین A₁ پروتئاز
ایمونوگلوبولین A₁ پروتئاز ترکیبی است که به وسیله یک شماری از پاتوژنهای موکوسی ترشح می شود. این پاتوژنها شامل: نیسریا مننژیتیدیس، نایسر یا گونه روآ، استرپتوکوکوس پنومونیه و نیز هموفیلوس آنفولانزا است(پولنر و همکاران،۱۹۸۷^[۵۷]،پولسن و همکاران،۱۹۸۹ ^[۵۸]). IgA₁ پروتئاز هموفیلوس آنزیم‌های نوع سرینی هستند که به صورت پروتئین‌های ۱۶۹ کیلودالتنونی سنتز می‌شوند (پولنر و همکاران،۱۹۸۷،کلاسور و همکاران ،۱۹۹۳^[۵۹]). فعالیت IgA₁ پروتئاز تجزیه و غیر فعال سازی IgA₁، آنتی بادی غالب ترشحی در دستگاه تنفسی فوقانی است(کیلیان و همکاران،۱۹۹۶^[۶۰]) و باور بر این است که این پروتئازها، سبب تسهیل کلونیزه کردن می‌شوند(پلات و همکاران،۱۹۸۳^[۶۱]). IgA₁ پروتئازها به طور ویژه یکی از ۴ پیوند پپتیدی قرار گرفته درون یک توالی آمینو اسیدی محدود، از ناحیه‌ی لولای زنجیره‌ی آلفای IgA₁ انسانی، شامل فرم ترشحی (S-IgA1) را می‌شکنند. سپس مولکول‌های به صورت قطعات Fab مونومری سالم، از بخش FC جدا می‌شوند که معمولا مسئول ویژگی‌های حفاظتی این عامل ایمنی است(کیلیان و همکاران،۱۹۸۸) . در هنگام شکست، دمین C-terminal 50 کیلودالتونی پروتئاز IgA₁ در غشای خارجی باکتری باقی می‌ماند، در حالی N-terminal دارای فعالیت پروتئولیتیک ترشح می‌شود. برای هموفیلوس آنفولانزا حداقل دو کلاس پروتئاز IgA₁ بر اساس شکست در یوند proly1-sery1 (شناسایی تیپ I) یا چهار آمینواسید آن طرف‌تر، در پیوند proly1ـthreory1 (نوع ۲) تعریف شده است(بریکر و همکاران،۱۹۸۵^[۶۲]،گروندی و همکاران،۱۹۹۰^[۶۳]). این پروتئین‌ها، علاوه بر تفاوت در ویژگی شکست، پلی مورفیسم و تنوع آنتی‌ژن قابل توجهی نشان می‌دهند، به طوری که بیش از ۳۰ نوع از این پروتئازها، بر اساس پاسخ‌های سرولوژیک در انسان، توصیف شده است(لامهالت و همکاران۱۹۹۳،۱۹۹۵^[۶۴]).
۱-۵-۵- لیپوپلی ساکارید (LPS)
لیپوپلی ساکارید (Lps) ترکیب بزرگی از غشاء خارجی باکتریهای گرم منفی می باشد. یک بخش لیپیدی آبگریز(لیپیدA) درحدود ۶۰% از Lps هموفیلوس آنفلوآنزا را تشکیل می دهد باقیمانده این مولکول شامل پلی ساکارید آبدوست می شود.(زمزه و همکاران ۱۹۸۷^[۶۵]). لیپید A در غشای خارجی واقع است در حالی که قسمت پلی ساکاریدی بطرف خارج از سطح باکتری گسترش یافته است. برخلاف سایر باکتریهای روده ای Lps هموفیلوس آنفلوآنزا فاقد o-antigen است و بنابراین شامل یک مجموعه ساده از مونوساکاریدها می شود(فلشر و همکاران،۱۹۷۸^[۶۶]).
۱-۶-۵- نقش LPS در بیماری‌زایی
با وجود غیاب آنتی‌ژن O، LPS هموفیلوس آنفولانزا ، نقش مهمی در بیماری زایی ایفا می‌کند. نژادهای ایزوژنیک با جهش‌هایی در ژن‌های LPS منفرد و از این رو، ساختارهای LPS متفاوت ساخته شد و بقا در موش‌های صحرای نوزاد مقایسه شد(زوالن و همکاران،۱۹۸۶،۱۹۸۹^[۶۷]). همچنین واریانت‌های LPS طبیعی، خالص شده به وسیله Mab های ویژه‌ی LPS(کیمورا و همکاران،۱۹۸۶،ویزر و همکاران ۱۹۹۸^[۶۸])، به مانند نژادهای جهش‌یافته‌ی ژنتیکی یا شیمیایی(کپه و همکاران،۱۹۹۰^[۶۹] ، هوود و همکاران،۱۹۹۶) با LPS تغییر با نژادهای والدی، برای بقا مقایسه شد. یافته‌ها تأیید کردند که LPS، به راستی در بیماری‌زایی هموفیلوس آنفولانزا دخیل است.
نقش LPS در ایجاد علائم مننژیت نیز در موش‌های صحرایی و خرگوش‌های تلقیح شده با LPS؛ به تنهایی و با ارگانیسم کاملی نشان داده شده است(ویسپلوی و همکاران،۱۹۸۸،سیروگیناپلووس و همکاران،۱۹۸۸^[۷۰]). به دنبال تلقیح Lps افزایش در قابلیت نفوذپذیری در BBB مشاهده شد و یک ارتباط بین pleocytosis (افزایش سلول به تعداد بیش از حد طبیعی در مایع مغزی- نخاعی)، csf و قابلیت نفوذپذیری BBB به وجود آمد. نشا داده شد که سمیت LPS، عمدتا به خاطر فعالیت بخش A است، زیرا اثرات کشنده‌ی LPS، عمدتا به وسیله‌ی پیش درمان به وسیله‌ی پلی میکسین B (که به دمین لیپید A متصل می‌شود) یا از طریق دآمیله کردن LPS (که اسیدهای چرب غیرهیدروکسیله را از لیپید A حذف می‌کند) بازداری شد. از آنجایی که لیپید A در غشای خارجی ارگانیسم جای گرفته است، فعالیت اندوتوکسیک آن اغلب زمانی بروز می‌کند که این ارگانیسم، لیز شود. برای اینکه LPS بتواند سلول‌های میزبان را به طور قوی فعال کند، باید به یک پروتئین متصل شود (توبیاس و همکاران،۱۹۸۹^[۷۱]). کمپلکس Lps-LBPبه CD14 غشا متصل می شود(m CD14) که به طور عمده روی سلولهای میلوئیدی وجود دارد (گویرت و همکاران،۱۹۸۶^[۷۲]) و CD14 محلول (scD14) یک فرم ترشحی است که در پلاسما در حال گردش است(هازیوت و همکاران،۱۹۹۳^[۷۳] و کروگر و همکاران،۱۹۹۱^[۷۴]). CD14 سپس با Toll- like receptor (TLR)(چو و همکاران ۱۹۹۹^[۷۵]،یانگ و همکاران،۱۹۹۸^[۷۶]، کریسچینگ و همکاران،۱۹۹۸^[۷۷]) واکنش می دهد و نتیجه این واکنش به حداکثر رسیدن رهاسازی یک سیگنال سیتوپلاسمی می باشد(مدژیتو و همکاران،۱۹۹۷^[۷۸]، چو و همکاران ۱۹۹۹) بواسطه این فعالیت کمپلکس آبشاری بواسطه تولید یک سیتوکاین چاشنی اتفاق می افتد.فعالیت سایتوکاینها و ترکیبات مکمل منجر به شوک سپتیک می شود. ترکیبات خاص از قسمت پلی ساکارید Lps نشان داده شده که در مراحل مختلف بیماری زایی مهم هستند. برای مثال بیان فسفوکولین در استقرار ارگانیسم در نازفارنکس اهمیت دارد(ویسر و همکاران،۱۹۹۸) در حالی که بیان یک دی گالاکتوزیدهای خاص و اسید سیالیک در طی مراحل عفونی مهم می باشد و باعث مقاومت برعلیه عوامل پاک کننده سیستم ایمنی می شود(چو و همکاران ۱۹۹۹،ویرجی و همکاران،۱۹۹۰،هوود و هککاران،۱۹۹۶). مکان های مختلف که سرهم شدن دومین پلی ساکاریدی Lps را فراهم می کنند بوسیله راه های ژنتیک شناسایی شده اند. نشان داده شده که چهار تا از این مکان ها شامل توالی تکراری تترانوکلئوتیدی نزدیک به انتهای می شود. تصور شده که در طی همانندسازی زنجیرهای مشابه، جفت شدن اشتباه (mis-paiy) در این نواحی تکرار شونده منجر به کاهش یا افزایش در یک یا بیشتر این تکرارها می شود. بدست آوردن تمامی نواحی ژنوم هموفیلوس آنفلوآنزا (سویه Rd) به ما اجازه شناسایی دیگر تترانوکلئوتیدهای تکراری ژن Lps همراه با، بالای بیش از ۳۰ مورد توالی غیر تکراری که کاندید هستند به عنوان ژن Lps را می دهد. به طور مهم تر، فراوانی توالی ها، تغییرات در خاموش و روشن شدن و قابلیت تغییر مکان به ایجاد تعداد زیاید از چربی های گلیکوفرم منجر می شود و مناسب ترین فرم که در مراحل بیماری زایی تواناتر است انتخاب می شود.
۱-۱-۶ کپسول
کپسول پلی ساکاریدی به طور قابل توجهی اهمیتش در بیماری زایی گونه های مختلف از باکتری ها مشخص شده است(رابینس و همکاران،۱۹۷۸). هموفیلوس آنفلوآنزا توانایی دارد که یک تا ۶ کپسول (a-f) پلی ساکاریدی که از نظر شیمیایی و آنتی ژنی با هم تفاوت دارند را بیان کند. تیپ a وb پلی ساکاریدشان بدلیل اینکه قند پنج کربنه ریبیتول دارند از تیپ های c و d و e وf متفاوت است(کریسل و همکاران،۱۹۷۵^[۷۹]). کپسول تیپ aشامل پلی مری از glucose-ribitol phosphate است در حالی که تیپ b شامل (PRP)poly- ribose ribitol phosphate می باشد. تیپ های cوf شامل ۲-acetamido- 2-deoxyhexose می باشد که در آنها o-deacylated نیز وجود دارد.( اگان و همکاران،۱۹۸۰^[۸۰]) . یپ dوe پلی ساکاریدشان شامل ۲-acetamide-2-deoxy- D-mannose uronic acid می باشد.( توسی و همکاران،۱۹۸۱^[۸۱]).
شکل(۶-۱) تیپ های مختلف کپسول هموفیلوس آنفلوآنزا
۱-۲-۶- دخالت کپسول در بیماری‌زایی
یک ارتباط قوی بین تولید کپسول بوسیله هموفیلوس آنفلوآنزا و بیماری تهاجمی در انسان وجود دارد(ترک و همکاران،۱۹۶۷). به طور قابل توجه، گزارش شده که اگر چه هر سروتیپ می تواند به طور موفقیت آمیز در نازوفارنکس مستقر بشود، اما بیشتر از ۹۵% از بیماری های سیستمیک در انسان توسط سویه های تیپ b ایجاد می شود( ترک و همکاران،۱۹۶۷،والر و همکاران،۱۹۷۷).
در مطالعاتی که در نوزادان موش بعد از تلقیح داخل روده ای (ip) دیده شده نیز ثابت شده که همه سویه های کپسول دار توانایی ایجاد عفونت سیستمیک را دارا می باشند اما سویه های تیپ b بیشترین ویرولانس را دارا می باشند.(سویه های بدون کپسول غیر تهاجمی هستند.) بعلاوه، بعد از تلقیح داخل وریدی(iv) فقط سویه های تیپ b باکتریمی پایدار ایجاد کردند. این تحقیقات مقدماتی بوسیله تغییر شکل دادن ساختمان کپسول همه شش سروتایپ ادامه یافت و نقش omp و Lps نیز شناسایی شد.(زوالن و همکاران،۱۹۸۹) بعد از تلقیح داخل بینی همه سویه ها در نازوفارنکس مستقر شدند، اما باکتریمی ایجاد شده بوسیله تیپ a وb ایجاد شد. بعد از تلقیح (ip) مشخص شد که سویه های تیپ b به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از هر یک از سویه هایی ترنسفورم شده دیگر ویرولانس دارند.
۱-۳-۶- ژنتیک بیان کپسول
یک کلنی منفرد هموفیلوس آنفولانزا فقط می‌تواند یک سروتیپ کپسولی سنتز کند که تنوع آنتی‌ژن نشان نمی‌دهد با این حال، کمیت کپسول تولید شده می‌تواند در بین فیلوژنی ۱، که عمده تیپ های ایجادکننده‌ی عفونت تهاجمی هستند، نشان داده شده است(برافی و همکاران،۱۹۹۱ ^[۸۲]،کرن و همکاران،۱۹۹۳^[۸۳]). تولید کپسول به خوشه‌ای از ژن‌ها در یک لوکوس کروموزومی ۱۸ کیلوبازی که cap نامیده می‌شود، بستگی دارد. می‌توان لوکوس cap را به سه ناحیه تقسیم کرد: ناحیه‌ی یک شامل ژن‌ها bex (bexA-D) است که ناحیه‌ی دو شامل ۴ ژن دخیل در بیوسنتز پلی‌ساکارید است. ناحیه ۳ شامل دو ORF است به نظر می رسد که در انتقال پلی ساکارید به سطح سلول دخیل است. گزارش شده است که در حدود ۹۸% از نژادهای نوع b، یک حذف از بخشی ازیک کپی از bexA در یک لوکوس Cap دوگانه‌ی دیگر وجود دارد که در مجاورت مستقیم تکرارهای توالی درج IS 1016 قرار دارد(کورل و همکاران،۱۹۹۱،۱۹۹۳ ^[۸۴]). لوکوس Cap نوع b در نژادهای رده‌ی I، عمدتاً به شکل دوگانه وجود دارد. یکی از این پلی‌ها دارای یک حذف در bex A است. در نتیجه‌ی دوگانه شدن، یک کپی از Cap به صورت نوترکیبی، از دست می‌رود و کپی دارای حذف در bexA از دست می‌رود و بیان کپسول به طور غیرقابل بازگشت، از دست می‌رود (برافی و همکاران،۱۹۹۱). این موتانت‌های کلاسی I، در طول رشد کشت مایع نمایی با تأخیر با فراوانی نزدیک ۲۰% ایجاد می‌شوند. جهش‌های ثانویه که آثار کشنده‌ی ساخت PRP درون سیتوپلاسم را کاهش می‌دهند ظهور می‌کنند. حضور عنصر درج نیز تقویت Copy number لوکوس cap را تا بیش از ۵ کپی که در نمونه‌های خالص شده بالینی مشاهده شده است، تسهیل می‌کند (کرن و همکاران،۱۹۹۳). کمیت بیان کپسول، به صورت وابسته به دوز ژن افزایش می‌یابد که ممکن است برای بیماری‌زایی سروتیپ نوع b، ضروری باشد. ارگانیسم‌هایی که کپسول بیشتری تولید می‌کنند ممکن است دارای مزیت انتخابی در مجرای تنفسی باشد. برای مثال، ممکن است کپسول هیدروفیلی یک محافظ فیزیکی در مقابل خشک شدن باشد و مقاومت در مقابل حمله‌ی غیراختصاصی نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها را افزایش دهد(روچ و همکاران،۱۹۹۵^[۸۵]). ارگانیسم‌هایی که کپسول خود را از دست می‌دهند، ممکن است در تهاجم به سلول میزبان دارای مزیت انتخابی باشند(جیم و همکاران،۱۹۹۱،لمپ و همکاران،۱۹۸۲ ^[۸۶]). چندین گروه پژوهشی، مدارکی فراهم آورده‌اند که موتانت‌های فاقد کپسول، در مورد سلول های اندوتلیال نیز نشان داده شده است. ویرجی و همکاران میانکنش‌های Hib کپسول‌دار (b+) و بدون کپسول (b-) را با HUVIECS بررسی کردند.(ویرجی و همکاران،۱۹۹۱) حضور کپسول نوع b، سبب کاهش تجمیع باکتری‌های با سلول‌های اندوتلیال شد. باکتری‌های –b بیشتری در مقایسه با +b وارد HUVIECS شدند.
۱-۱-۸ روش­ها و آزمون­های تشخیص آزمایشگاهی:
۱-۲-۸ روش­های تشخیص کلاسیک:
الف- نمونه­ها: برای تهیه گستره و کشت، نمونه از سو آب نازوفارنکس، چرک، خون و مایع مغزی- نخاعی گرفته می­ شود.
ب- آزمایش میکروسکوپی: این تست حساسی برای شناسایی هموفیلوس آنفلوانزا در csf، مایع سینوویال و کمتر قطرات تنفسی است.
پ- شناسایی مستقیم: این روش براساس تشخیص ایمونولوژیک آنتی ژن­های هموفیلوس آنفلوانزا در مایع نخاعی می­باشد یک آزمون مثبت بیانگر وجود غلظت بالایی از پلی ساکاریدهای اختصاصی هموفیلوس آنفلوانزا تیپ b دراین مایع می­باشد. این آزمون­های شناسایی آنتی­ژنی معمولاً حساس­تر از رنگ­آمیزی گرم نیستند و در نتیجه کاربرد گسترده­ای ندارند و از طرفی جهت تهیه واکسن علیه هموفیلوس آنفلوانزا ارزش زیادی ندارند. از جمله این روشها می­توان به تست اگلوتیناسیون لاتکس و کانتر ایمونوالکتروفورزیس و … اشاره کرد.
ت- کشت: برای ظهور کلنی­های تیپیک، نمونه­ها (۲۴ تا ۴۸ ساعت) در آگار شکلاتی غنی شده با x isovitale رشد داده می­شوند.

زیرا عنوانی که برای ولایت ثابت می‌شود، عبارت است از عنوان اَب (پدری) و مادر به صرف تغییر جنس پدر نمی‌شود. زیرا پدر کسی است که از نطفه او فرزند بوجود آمده باشد و این عنوان بر کسی که فرزند را در شکم خود حمل کرده و سپس به دنیا آورده صدق نمی‌کند. و حتی می‌توان ادعا کرد که پس از تغییر جنسیت مادر باز هم به وی مادر فرزندانش گفته می‌شود و دلیل بر این مدعا علاوه بر عرف این است که او بچه را حامله بوده است و با صدق عنوان مادر بر او عنوان پدر صدق نخواهد کرد زیرا این دو با هم اجتماع نمی‌کنند.
(( 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. ))

بنا بر این همانطور که قبلاً ذکر شد، عنوان پدر بودن و مادر بودن از عناوین خاص است که با تغییر جنسیت این عناوین از بین نمی‌رود بلکه همچنان باقی است.
امام خمینی در این زمینه می‌فرمایند: (لو تغیر جنس المرأه لا بثت لها الولایه علی الصغار، فولایتهم للجد للأب و مع فقده للحاکم) (همان، ج۴، ص۴۸۰، م۶)
اگر جنس مادر (به مرد) تغییر پیدا کند، برای او ولایت بر کودکان ثابت نمی‌شود، بلکه ولایت کودکان برای جد پدری است و اگر جد پدری نداشت به عهده حاکم شرع است.
این مطلب به نوعی در قانون مدنی ایران مورد تایید قرار گرفته است.
در ماده ۱۱۸۱ آمده است: (هر یک از پدر و جد پدری نسبت به اولاد خود ولایت دارند) و در ماده ۱۱۸۲ آمده است:
(هرگاه طفل هم پدر وهم جد پدری داشته باشد و یکی از آنهامحجور یا به علتی ممنوع از تصرف در اموال مولی علیه گردد، ولایت قانونی او ساقط می‌شود)
بنابراین به صرف تغییر جنسیت مادر به پدر نمی‌توان قائل به حدوث ولایت برای پدر جدید شد.
حالت دوم: تغییر جنسیت پدر به زن
هر گاه مردی که ولی است با تغییر جنسیت به زن تبدیل شود آیا همچنان ولایت بر فرزندان نابالغ خود دارد یا نه؟ در این مورد ۲ نظریه مطرح است.
در این حالت یک نظر این است که ولایت این فرد بر فرزندان نابالغش با تغییر جنسیت ساقط می‌شود.
همچنان که امام خمینی و سید محمد صدر در این زمینه این نظریه را دارند و معتقدند:
(هر گاه جنس مرد، به زن تغییر یابد، ولایت او بر فرزندان نابالغش ساقط می‌گردد) (همان، ص ۴۸۰، م ۶ و صدر، ۱۴۱۳ق، ج۶، ص ۱۳۸)
دلیل این دیدگاه این است که ملاک ولایت دو چیز است: مرد بودن و پدر یا جد بودن.
بنابراین ولایت بر عنوان پدر مترتب است و بعد از تغییر جنسیت دیگر این عنوان بر این فرد صدق نمی‌کند و همچنین ولایت به پدر اختصاص دارد اما به این شرط که ویژگی مردانگی (رجولیت) و عنوان آن برای او باقی بماند. اما با تغییر جنسیت، این صفت از بین رفته پس ولایت او بر کودکانش ساقط است. بنا بر این وقتی موضوع ولایت به عنوان (اَب) یا (جد) در مرد است و با تغییر جنسیت، موضوع از بین رفته است ولایت نیز ساقط می‌شود.(مؤمن قمی، همان، ص۱۳۵)
اما می‌توان نسبت به هر دو دلیل اشکال وارد کرد و مردود دانست.
به خاطر اینکه معیار صدق (پدر) صرف ریختن منی در رحم مادر بچه و بودن نطفه از منی او می‌باشد که این با تغییر جنسیت تغییری نمی‌کند. زیرا بعد از تغییر جنسیت هم این شخص، همان است. و لذا عنوان پدر در حال حاضر نیز حقیقتاً بر او صدق می‌کند. و اگر فرزند این زن بگوید (پدر من همین زن است جز اینکه وی پیش از این مرد بوده و اکنون زن شده) سخن او درست است و هیچ کس نمی‌تواند آن را انکار کند.
بنا بر این عنوان پدر در حال حاضر بر این شخص صدق می‌کند، از باب صدق مشتق بر کسی که به مصدر این مشتق پیش از این متصف بوده است.به عنوان مثال، اگر مردی با همسرش مجامعت کند و سپس مرد برای ابد غایب شود و فرزندی بوجود آید شکی نیست که آن مرد، پدر فرزند محسوب می‌شود در حالی که نقشی نداشته مگر نطفه‌ای که در رحم مادر بچه قرار گرفته و همین مقدار برای عنوان اب (پدری) کافی است. حتی اگر جنسیت او تغییر یابد.
همچنین مردود بودن دلیل دوم به این خاطر است که می‌توان اختصاص ولایت به حالت مردانگی را منع کرد و در نهایت وقتی که پدر به زن تغییر جنسیت دهد و دلیلی از دلایل ثبوت ولایت پدر، برای اثبات ولایت بر این فرد نداشته باشیم می‌توانیم بگوییم دلیلی نیز برای سقوط ولایت این فرد نداریم.
پس همانطور که دلیلی بر اثبات ولایت این فرد نداریم دلیلی بر سقوط ولایت نیز نداریم. (مؤمن قمی، همان، ص ۱۰۵)
نظریه دوم: در صورتی که جنسیت پدر تغییر کند و به زن تبدیل شود ولایت او بر فرزندانش همچنان باقی می‌ماند زیرا با تغییر جنسیت و از بین رفتن مردانگی با توجه به اینکه موضوع، همین شخص است می‌توان بقای ولایت او را با استحصاب ثابت کرد. چرا که ولایت برای پدر است و پدر کسی است که در زندگی زناشویی، فرزند از نطفه او بوجود آمده است و بقای ولایت به وسیله استحصاب قابل اثبات است. چون بدیهی است این شخص همان کسی است که ولایت بر کودکانش برای او قبلاً ثابت بوده و الان استحصاب می‌گردد. (خرازی، همان،ص ۱۲۷)
قائل شدن به نظریه‌ای که ولایت را حتی بعد از تغییر جنسیت برای پدر باقی می‌داند به صواب نزدیکتر است. اما در مورد ثبوت ولایت برای مادر بعد از تغییر جنسیت و تبدیل به مرد شدن، نمی‌توان قائل به چنین چیزی شد.
۳-۳-۸ تغییر جنسیت ومسأله نفقه فرزندان
آنچه که از کلام فقها و حقوقدانان فهمیده می‌شود، نفقه عبارت است از «چیزی که برای گذران زندگی لازم و مورد نیاز است.» (صفایی،امامی،۱۳۸۰،ج۲،ص۱۹۱)
دو نوع نفقه در رابطه با ارقاب متصور است، یکی نفقه زوجه و دیگری نفقۀ اولاد و اقربا.
در مورد نفقه زوجه بعد از تغییر جنسیت، باید گفت بواسطۀ انح
لال نکاح نفقه هم که یکی از آثار عقد نکاح می‌باشد خود به خود از بین می‌رود.اما مسئله نفقۀ اولاد و اقرباء می‌بایست مورد بررسی قرار گیرد. قانون مدنی به موجب موارد ۱۱۹۹و ۱۲۰۰پرداخت نفقه اولاد را بر عهدۀ پدر گذاشته و مقرر کرده نفقه ابوین هم با رعایت الاقرب فالاقرب به عهدۀ اولاد و الاود الاود است.
حال هرگاه مردی که صاحب الاود واقربایی است که استحاق نفقه دارند با تغییر جنسیت و تبدیل شدن به زن، آیا در جنسیت جدید باز هم در صورت توانایی مالی مکلف به پرداخت نفقۀ افراد مذکور می‌باشد یا نه؟ در این مورد ۲ احتمال وجود دارد:
احتمال اول:تغییر جنسیت مرد به زن موجب سقوط تمام تکالیفی است که برای جنسیت سابق وضع شده، با این حساب الزام به پرداخت نفقه با تغییر جنسیت کلا منتفی است.(صدر، همان ،ج۶،ص ۱۳۸)
در توجیه این احتمال می‌توان می‌گفت اموری از قبیل ولایت ووجوب انفاق بنابر روایات ابتدا از تکالیف پدر و الاود ذکور می‌باشدو هرگاه رجولیت افراد مذکور بواسطۀ تغییر جنسیت از بین برود، تکالیف سابق من جمله الزام به انفاق هم از بین می‌رود.
استناد به روایات:قال حریز:قلت لا بی عبدالله(ع) من الذی اجبر علیه و تلز منی نفقه:فقال :الوالدان و الولد والزجه
حریز می‌گوید به امام صادق (ع) عرض کردم:من ملزم به پرداخت نفقه چه کسانی هستم،فرمودند: پدر ومادر،فرزند و زوجه‌ات.
قال محمد بن مسلم: قلت لابی عبدالله من یلزم الرجل من قرابته ممن ینفق علیه ،قال:الوالدان و الولد و الزوجه
به امام صادق (ع) عرض کردم مرد ازمیان اقرباء ملزم به انفاق چه کسانی است؟ فرمودند:پدرو مادر، فرزند و همسر(حرعاملی،۱۴۱۹ق،ج۲۱،ص۵۲۵،باب ۱۱ از باب نفقه ح۳ و۵)
در روایات مذکور لفظ الرجل بکار رفته که دلالت بر تأیید ادعای ذکر شده دارد. بنابراین هرگاه صفت رجولیت وجود نداشته باشد و یا به هر علتی از بین برود، الزام به انفاق هم ساقط می‌شود.علاوه برآن می‌توان گفت در مورد زن فعلی عنوان پدر صادق نیست تا به واسطۀ صدق این عنوان او را ملزم به پرداخت نفقه فرزند کرد.
بنابراین زن فعلی ملزم به انفاق الاود و اقرباء نمی‌باشد. بلکه با وجود جد پدری او، و در غیر این صورت مادر فرزندان و به همین ترتیب الاقرب فالاقرب می‌کنیم. (صدر، همان، ص ۱۳۸)
احتمال دوم:
تغییر جنسیت مرد به زن تأثیری در سقوط نفقه الاود و اقرباء ندارد.۲ دلیل برای این احتمال وجود دارد:
دلیل اول: لفظ الرجل مذکور در روایات ابواب نفقه دلالت بر شرط بودن رجولیت برای الزام شدن به انفاق نمی‌کند. چرا که روایاتی وجود دارد که می‌فرماید در صورت فقدان پدر و جدپدری یا عدم استطاعت مالی ایشان نفقۀ اولاد بر عهدۀ مادر و حتی جدّۀ مادری است. پس با این حساب لفظ الرجل وارده در روایات بیانگر انحصار وجوب نفقه در مردان نیست اگرچه ابتدا پرداخت نفقه الاود بر مرد واجب است نه زن.
دلیل دوم: می‌توان گفت فرد فعلی گرچه حالا زن است، ولی هنوز هم عنوان پدر بر او صادق است زیرا برای صدق این عنوان صرف تولد طفل از نطفۀ مرد کفایت می‌کند. در واقع از باب صدق مشتق بر کسی که به مصدر اشتقاق متصف بوده است. بنابراین از آنجاییکه الاود منصوب به زن فعلی است و از طرفی هم ظاهراً فلسفه الزام به پرداخت نفقه تأمین نیازهای مادی اولاد و والدین است و مرد بودن هم خصوصیتی ندارد، چرا که در مواردی که بیان شد زن هم ملزم به انفاق می‌شود. در صورتیکه زن فعلی استطاعت مالی داشته باشد وجوب پرداخت نفقه کماکان استمرار می‌یابد و وی موظف به پرداخت نفقه اولاد و اقرباء خود است.(صدر، همان، ص۱۳۹)
۳-۳-۹ تغییر جنسیت و مسأله نکاح با محارم نسبی
۳-۳-۹-۱ تغییر جنسیت مادر به مرد و مسأله نکاح با دختران
هرگاه مادر بواسطه تغییر جنسیت به مرد تبدیل شود، آیا مرد فعلی می‌تواند با دخترانش که سابقاً از او متولد شده‌اند ازدواج کند؟ قدر متیقن از آنچه که عرف دلالت بر آن می‌کند این است که این دختر هنوز هم اولاد این فرد محسوب می‌شود و موضوع حرمت که ازدواج با دختر باشد بعد از تغییر جنسیت مادر و تبدیل شدن او به مرد بازهم صادق است.
بنابراین طبق ضرورت دین ازدواج با دختر حرام است. و عموم آیه شریفه « حُرِّمَتْ عَلَیْکُمْ أُمَّهَاتُکُمْ وَبَنَاتُکُمْ وَأَخَوَاتُکُمْ …» (حرام شد برای شما ازدواج با مادر و دختر و خواهر …) (نساء، آیه ۲۳)
مورد فعلی را نیز تحت عمومیت خود قرار می‌دهد و عرف بر صدق عنوان ولدیت دختران صحه می‌گذارد. علاوه بر این از طریق استصحاب هم می‌توان قائل به پایداری رابطه والدیت و ولدیت مرد فعلی و دختران او شد. در نتیجه ازدواج مرد فعلی با دخترانش حرام است.
در اشکال به این دلیل گفته شده این آیه از این مورد منصرف است یعنی از آیه شریفه حکم حرمت ازدواج دختران با مرد فعلی را نمی‌توان فهمید.
ولی به این اشکال پاسخ داده شده که این انصراف بدوی است و نه ظهوری پس اعتبار ندارد بنابراین عنوان «بناتکم» مذکور در آیه، به عموم خود، شامل مرد فعلی نیز می‌شود. علاوه بر آن از ظاهر کلمات بکار رفته در آیه بوضوح می‌توان فهمید که رمز حرمت و ملاک آن دختر بودن است و این خود قرینه اراده عموم از کلمه بناتکم است. و ضمیر مخاطب «کُم» در بناتکم شامل مرد جدید نیز می‌شود و هیچ شکی نیست که این دختران فرزندان مرد فعلی هستند هرچند بگوئیم مرد فعلی مادر سابق است. بعلاوه تنقیح مناط قطعی نیز در این مورد وجود دارد و ازدواج با اولاد را نمی‌توان تجویز کرد. (خرازی، همان، ص۱۳۷و۱۳۸
)
سؤال دیگری که در این زمینه مطرح است، نگاه کردن مادر تغییر جنسیت داده به دخترانش است. آیا نگاه کردن او جایز است؟ یعنی هنوز رابطه محرمیت برقرار است یا خیر؟ در این رابطه ۲ نظر وجود دارد.
نظر اول: اینکه: پس از تغییر جنسیت و تبدیل شدن او به مرد، نگاه کردن او به دخترانش جایز است به این دلیل که بین حرام بودن نکاح و جایز بودن نگاه کردن در محرمهای نسبی ملازمه وجود دارد.
به این معنا که هرگاه بواسطه وجود قرابت نسبی قائل به حرمت نکاح میان دو نفر شویم بالملازمه نگاه کردن ایشان به بدن یکدیگر به استثنای عورتین جایز است. دلیل دیگر اینکه چون قبل از تغییر جنسیت طرفین قطعاً به یکدیگر محرم بوده‌اند و حال بعد از تغییر جنسیت مادر شک می‌کنیم که محرمیت سابق ادامه دارد یا زائل شده؟ با استصحاب محرمیت، می‌توان حکم به جواز نگاه کردن داد.
البته در صورتی که قبل از این تغییر، دختران متولد شده باشند که در اینجا موضوع به حال خود باقی است زیرا شخص مادر و دختران (بعد از تغییر جنسیت مادر) باقی هستند. و این استصحاب زمانی صحیح است که زن و مرد بودن را از احوال بدانیم نه از خصوصیات. چنانکه مؤید این مطلب آن است که هرگاه مملوکی را با عنوان اینکه زن است بفروشند و سپس خلاف آن کشف شود که مملوک مرد بوده است. بیع در اینجا باطل نیست بلکه محکوم به خیار است. زیرا در این مورد از قبیل تخلف وصف است. برخلاف موردی که مثلاً حیوانی بعنوان اسب فروخته شود و بعد کاشف بعمل آید که حیوان شتر بوده که بیع باطل است. (خرازی، همان، ص۱۳۹)
نظر دوم: پس از تغییر جنسیت مادر به مرد نگاه کردن او به دخترانش جایز نیست. (مؤمن قمی، ۱۳۷۵، ص۱۰۹)
دلیل این نظریه این است که پس از تغییر جنسیت مادر و تبدیل شدن به مرد، مرد فعلی پدر فرزندانش محسوب نمی‌شود. بنابراین عموم آیه « وَلَا یُبْدِینَ زِینَتَهُنَّ إِلَّا مَا ظَهَرَ مِنْهَا وَلْیَضْرِبْنَ بِخُمُرِهِنَّ عَلَى جُیُوبِهِنَّ وَلَا یُبْدِینَ زِینَتَهُنَّ إِلَّا لِبُعُولَتِهِنَّ أَوْ آبَائِهِنَّ أَوْ آبَاء بُعُولَتِهِنَّ أَوْ أَبْنَائِهِنَّ أَوْ أَبْنَاء بُعُولَتِهِنَّ أَوْ إِخْوَانِهِنَّ أَوْ بَنِی إِخْوَانِهِنَّ أَوْ بَنِی أَخَوَاتِهِنَّ أَوْ نِسَائِهِنَّ …» (زینت و جمال خود را آشکار نسازید جز برای شوهران خود و پدران … و زنان مسلمان خود … ) (نور، آیه ۳۱) شامل مرد فعلی نمی‌شود.

۴-۴-۲- بحث اتمی و سلاح های هسته ای
می توان اذعان داشت که شکننده ترین موضوع مهم بین واشنگتن و اسلام آباد طی سالهای بعد از ۱۱ سپتامبر تکثیر سلاح های هسته ای است. در سال ۱۹۹۰ این مسأله منجر به ایجاد شکاف در روابط پاکستان و ایالات متحده شده بود که تحمیل یک رژیم تحریمی اقتصادی و نظامی را به دنبال داشت و این رژیم تحریمی فقط و فقط به خاطر قضیه ۱۱ سپتامبر به طور کامل برداشته شده است. مسأله تکثیر سلاح های هسته ای با افشاگری تکان دهنده در مورد فعالیتهای عبدالقادر خان، پدر برنامه تسلیحات هسته ای پاکستان و قهرمان ملی این کشور دوباره مطرح شد. در چهارم فوریه ۲۰۰۴ عبدالقادرخان در یک اعتراف جنجالی در تلویزیون دولتی پی تی وی (ptv ) تأیید کرد که « بسیاری از افشاگری ها در مورد فعالیت های غیر قانونی تکثیر سلاح هسته ای که برخی افراد مشخص پاکستانی و دیگر اتباع خارجی طی دو دهه گذشته انجام داده اند » حقیقت داشته است و اعتراف کرد که یک شبکه پیچیده بین المللی برای پخش و توزیع غیر قانونی تکنولوژی های سری هسته ای واقعاً وجود دارد و این که وی در این شبکه پیچیده بین المللی برای پخش و توزیع غیرقانونی تکنولوژی هسته ای پیچیده نقش محوری را ایفا می کرده است. عبدالعزیز خان در حالی که « عذرخواهی های فاقد اعتبار و صلاحیتش را » برابر هموطنان خویش ادا می کرد به آنها اطمینان داد که علی رغم تردید و ناباوری فراوان ناظران خارجی، مقامات دولتی پاکستان اصلاً هیچ نوع مجوز قانونی را برای انجام این فعالیتها تصویب نکرده بودند. با آنکه عبدالقادر خان در اعترافات تلویزیونی خود اصرار داشت بقبولاند که بی اجازه دیگران تکنولوژی اتمی را به کشورهای دیگر فروخته است . اما کارشناسان غربی به صحت این ادعا شک دارند. آنها می گویند حتی شخصیتی با اعتبار عبدالقادرخان نمی توانسته چنین تکنولوژی حساسی را بی اجازه مقامات بالاتر بفروشد. رائول مارک^[۱۰۸]، مأمور سابق سازمان اطلاعاتی آمریکا و پژوهشگر فعلی در « امریکن اینترپرایز » ^[۱۰۹] می گوید : حداقل، رهبری ارتش پاکستان باید بر این نقل و انتقال مهر تأیید گذاشته باشد . در پاسخ به این سؤال هم که آیا ارتش پاکستان از این مسأله اطلاع داشته و حمایت می کرده است، دچار همان اغتشاشی است که بقیه جامعه پاکستان به آن دچارند. و در مورد چنین قضیه ای چنین نیست . »

(( 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. ))

( 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. )

ترسیتا شفر^[۱۱۰]، یکی از معاونین سابق وزرات امور خارجه آمریکا در بخش جنوب آسیا نیز معتقد است « : مشرف که خود ژنرال و رئیس کل ستاد ارتش کشور بوده است، در موقعیت بسیار بدی قرار دارد. او به هیچ وجه مایل نیست علیه خان دست به اقدامی بزند، اما آگاه است که مشکلی که اکنون با ایالات متحده دارد مثل این است که دست به استفاده از سلاح اتمی زده باشد. هر سه کشوری که این تکنولوژی را دریافت کرده اند یعنی ایران، لیبی، و کره شمالی، در فهرست کشورهایی قرار دارند که ایالات متحده به شدت نگران دستیابی آنها به سلاح های کشتار جمعی است . »
ریچارد بوچر ^[۱۱۱]، سخنگوی وزارت امور خارجه آمریکا نیز گفت : دولت مشرف شدیداً موضوع خروج تجهیزات هسته ای از پاکستان را مورد بررسی قرار داده است. بوچر افزود : « دولت پاکستان مسئولیت دارد تا اقداماتی انجام دهد که دیگر در آینده چنین اتفاقاتی مجدداً به وقوع نپیوندد. »
واشنگتن پست می نویسد : « اقدام پرویز مشرف به ماست مالی کردن تلاش کشورش در بازاریابی و فروش تکنولوژی بمب اتمی به دیکتاتورهای یاغی و حمایت از تروریسم، موجب شگفتی نشد، ژنرال و دولتش از سالها پیش سرگرم فروش غیرقانونی این تکنولوژی بوده اند و حالا که ایران و لیبی شواهد را به سازمان ملل داده اند، ژنرال و یارانش تلاش دارند همه کاسه و کوزه ها را سر یک دانشمند بشکنند و هر نوع تحقیق بین المللی در این مورد را رد می کنند. » واشنگتن پست می افزاید : « چنین اقدام خصمانه ای از سوی یک حاکم نظامی انتظار می رود . متوقف کردن پاکستان در برنامه گسترش جنگ افزارهای اتمی برای امنیت ملی آمریکا امری حیاتی است و نمی توان آن را به تصمیم آقای مشرف موکول کرد. »
جمع آوری اطلاعات در اواخر دهه ۹۰ شروع شد تا شک و تردید در مورد فعالیتهای عبدالقادرخان را بیشتر نشان دهد . در اوایل سال ۲۰۰۰ جایگاه وی در رأس شبکه مخفی بین المللی که در فروش و کسب تکنولوژی هسته ای حضور و مشارکت فعال داشت بیش از پیش آشکار شد. در مارس ۲۰۰۱ فشار آمریکا بر دولت پرویز مشرف باعث برکناری و عزل غیر منتظره عبدالقادرخان از ریاست آزمایشگاههای پژوهشی دکتر عبدالقادرخان شد. افشاگری های خیره کننده و حیرت انگیز دولت های لیبی و ایران در اواخر سال ۲۰۰۳ مبنی بر اینکه برنامه غنی سازی اورا نیوم شان را از طریق کمک های دریافتی از پاکستان به انجام رسانده اند، عرصه را بر مشرف تنگتر نمود.
در یک گزارش طبقه بندی نشده سازمان اطلاعات مرکزی آمریکا – سیا – به کنگره در تاریخ ۲۳ نوامبر ۲۰۰۴ – که بر روی وب سایت کنگره فرستاده شده بود، شبکه های عبدالقادر خان به کرات بازیگر اصلی در بازار سیاه بین المللی هسته ای شناخته شده بودند.
بعد از این واقعه، اعمال فشار سیاسی و تبلیغی آمریکا بر پاکستان حفظ شد و موقعیت پاکستان در مقام مقایسه با هند نزد آمریکایی ها کاهش یافت، و آمریکا به هند گرایش بیشتری پیدا کرد. اما این به معنای تنزل پاکستان در سیاست خارجی آمریکا از یک کشور دوست تا حد کشوری دشمن نبود . آمریکا در قبال هند و پاکستان سیاست متوازنی را در پیش گرفت و برخوردش با سلاح های هسته ای پاکستان در چارچوب استراتژی کلی اعلام شده آمریکا مبنی بر اجازه ندادن به کشورهای در حال توسعه برای دست یابی به سلا ح های کشتار جمعی و خلع سلاح کشورهایی که به این گونه سلاح ها دست یافته اند قرار داد.در عین حال پاکستان در یک حالت نفی گرایانه برای امریکا دارای اهمیت شد زیرا تکثیر سلاحهای هستهای از سوی پاکستان و به خصوص دستیابی تروریستها به ان بسیار خطرناک بود.
گفته می شود که دو اصل، اساس دکترین نظامی دولت بوش و سیاست خارجی این کشور در حوزه خلع سلاح و کنترل تسلیحات را تشکیل می داد : اقدام یک جانبه در کنترل سلاح های هسته ای یا بدون مشارکت دشمنان گذشته، رهایی یافتن از قید ساز و کارهای کنترل تسلیحاتی که تاریخ مصرفشان منقضی گشته است یا برای منافع ایالات متحده زیانبار به نظر برسند.
به نظر نمی رسد سیاست های آمریکا بتواند حکومت های هند و پاکستان را برای دست برداشتن از برنامه های هسته ای خود متقاعد کند . اما ایالات متحده آمریکا همراه با دیگر کشورهای قدرتمند می تواند در جلوگیری از آزمایش های هسته ای در آینده و تولید مواد شکافت هسته ای بدون حفاظت کافی اقدام کند. آمریکا همچنین باید دو کشور را متقاعد سازد که اقدامات اساسی برای تأمین حفاظت و امنیت متأسیسات اتمی خود به عمل آورند.
هیأت های نمایندگی هند و پاکستان در ژوئن ۲۰۰۴ در هلی نو مذاکرات مهمی انجام دادند. در پایان این مذاکرات، بیانیه مشترکی انتشار یافت که در آن در خصوص دو موضوع مهم توافق شده بود. دو کشور توافق کردند که برای کاهش تنش میان دو طرف آزمایش های هسته ای خود را به حالت تعلیق درآورده و یک خط تلفن مستقیم موسوم به خط تلفن سرخ را میان سران این دو کشور ایجاد کنند ^[۱۱۲]. همچنین اتوبوسی با نام اتوبوس صلح مسافران را بین هند و پاکستان، از سرینگار مرکز کشمیر تحت اداره هند به مظفرآباد ایالت جامو و کشمیر پاکستان، جابجا کنند.
اما بحثی که در ارتباط با حصول توافق هسته ای بین هند و پاکستان از نقطه نظر تحلیلی وجود دارد مرتبط با این پرسش حیاتی است که تا چه اندازه هند و پاکستان از موضع مستقل و با درک خطرات هسته ای به این توافق مهم مبنی بر تعلیق آزمایش های هسته ای خود دست یافته اند و تا چه اندازه اعمال فشار از خارج عامل تسهیل آن بوده است ؟ پاسخ دادن به چنین پرسش حساس و مهم چندان ساده نیست . با این حال، قابل تصور است که حصول توافق هسته ای تحت تأثیر هر دو جریان خواست داخلی و فشار خارجی باشد. حداقل این هست که آمریکا، هند و پاکستان را برای کاهش تنش ها در مناسبات و توقف فعالیتهای هسته ای شان تشویق می کند. یک واقعیت مهم تر را نیز باید در نظر گرفت. رقابت های تسلیحاتی هند و پاکستان و تجهیز دو کشور به سلاح های هسته ای در چارچوب معادلات جنگ سرد و سیاست های دو ابرقدرت رقیب سابق شکل گرفت اما اکنون شرایط متفاوت شده است .
بنابراین قابل فهم است که هند و پاکستان اختلافاتشان را به گونه ای سیاسی حل و فصل نمایند تا ضمن تقویت تنش زدایی از نگرانی ها در سطح بین المللی به دلیل نپیوستن آنها به پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای بکاهند.
از سوی دیگر، این واقعیت وجود دارد که آمریکا تمایل بیشتری در مقایسه با گذشته برای دخالت در مناطق حساس و استراتژیک جهان پیدا کرده است. اشغال کشورهای افغانستان و عراق و طرح خاورمیانه بزرگ در زمره ی موضوعاتی قلمداد می شوند که احتمال توجه آمریکا را به جنوب آسیا افزایش می دهند.این برداشت وجود دارد که آمریکا بعد از خاورمیانه به مسئله جنوب آسیا توجه کند. شک نیست که مسئله کشمیر به عنوان یک مسئله محوری و بازدارندهی توسعه مناسبات هند و پاکستان و مسئله هسته ای دو کشور از جمله موضوعاتی مهم محسوب می شوند که در هر گونه برخورد آمریکا با مسائل جنوب آسیا دراولویت قرار خواهند گرفت .
توسعه موشکی پاکستان نیز در ارتباط تنگاتنگی با هسته ای شدن این کشور قرار دارد . عینی ترین نمونه آن آزمایش موشک « غوری » در پاکستان در نوامبر ۲۰۰۴ و آزمایش موشک « آکاش » هند روز بعد از آن بود . واقعیت این است که این آزمایشها بیش از آنکه با نگاه به هند و توسعه موشکی این کشور آزمایش شده باشند، با نگاه به داخل پاکستان و القای این نظر به افکار عمومی بوده است که پاکستان در قبال کشمیر کوتاه نخواهد آمد و به تکمیل سلاح های بازدارندگی خود ادامه می دهد تا هند چشم طمع به گوشه ای از منطقه ای که از نظر پاکستانی ها در قلمرو ملی آنها قرار دارد و هند آن را اشغال کرده است نداشته باشد. شایان ذکر آنکه هندوستان نیز در داخل با مشکلات کم و بیش مشابهی با دولت پاکستان روبه روست. گروه های افراطی هندو نگران معامله با پاکستان بر سر مسئله کشمیر هستند و نارضایتی خود را از شیوه مذاکرات و احتمال دخالت آمریکا پنهان نمی کنند. از این رو دولت هند نیز برای آنکه نشان دهد از موضع قدرت با پاکستان وارد مذاکره می شود و دخالت خارجی در این موضوع را که به نظر هندی ها مسئله دوجانبه بین هند و پاکستان است، نمی پذیرد دست به آزمایش های موشکی می زند. ^[۱۱۳]
پس از آزمایش های هسته ای هند و پاکستان، این دو کشور از « کشورهای هسته ای آستانه » به ردیف دارندگان سلاح های هسته ای رسیده اند اما این دو کشور به همراه اسرائیل، از نظر حقوقی، ( براساس ماده ۹ ان. پی. تی ) جزء قدرت های هسته ای نبوده و از امتیازات حقوقی آنان برخوردار نیستند . ^[۱۱۴] اما جورج دبلیو بوش در جریان سفرش در مارس ۲۰۰۶، به جنوب آسیا و دیدار با موهان سینگ، نخست وزیر هند، هند را به عنوان یک قدرت هسته ای به رسمیت شناخت .
براساس قرارداد هسته ای که در مارس ۲۰۰۶ بین هند و آمریکا به امضاء رسید، در صورتی که هند با بازرسی بین المللی از راکتورهای هسته ای اش موافقت کند، اجازه دارد از فناوری هسته ای صلح آمیز که برای یک مدت طولانی از آن محروم شده بود، بهره ببرد. رئیس جمهوری آمریکا قراردادی را امضاء کرد که که از ۲۲ نیروگاه هسته ای تعداد هشت نیروگاه را که به فعالیت های نظامی اختصاص یافته است کاملاً در حیطه کنترل هندوستان قرار می دهد و هرگونه نظارت جهانی و اصولاً کنترل جهانی را غیر ضروری قلمداد می سازد. اما برای اجرایی شدن این قرارداد، کنگره آمریکا باید در قانون این کشور اصلاحاتی را ایجاد کند. دولت بوش پیشنهاد کرد که قانون اتمی در آمریکا استثنائاً در مورد هند تغییر کند. براساس این قانون، فروش فناوری هسته ای به کشورهایی که معاهده منع گسترش سلاح هسته ای ( ان پی تی ) را امضا نکرده اند، ممنوع