بینایی مهمترین حس آدمی و دیگر حیوانات دارای حرکت سریع است. اهمیت بینایی در حرکات آدمی در ساختار مغز دیده می شود، جاییکه بیش از نیمی از ناحیه کورتیکال مغز برای پردازش اطلاعات بینایی بدست آمده توسط چشم صرف می شود. گام اولیه بینایی در شبکیه انجام می شود. شبکیه قسمتی از مغز است که از لایه های نرونی تشکیل شده است و در پشت چشم قرار دارد. هنگامیکه نور به شبکیه برخورد می کند، سلولهای گیرنده نوری برانگیخته شده و پس از جذب نور انرژی نور به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.در این پژوهش ،برهمکنش نور با گیرنده های نوریاستوانهای، با استفاده از تکنیک محاسباتی تفاضل متناهی حوزه زمان، بررسی می شود. این تکنیک یکی از قویترین روشهای عددی در الکترومغناطیس است که در آن معادلات ماکسول در حوزه زمان با تقسیماتی در راستای محورهای مختصات حل می شوند، در نتیجه میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در هر سلول قابل محاسبه هستند. ابتدا طیف ورودی و خروجی قطعه خارجی سلول گیرنده نوری با توجه به چشمه نور سفید آنالیز شده، سپس مقدار تغییر پتانسیل غشا در امتداد قطعه خارجی پس از جذب نور بررسی و محاسبه می گردد. سپس مقدار آهنگ کاهش انرژی ذخیره شده در این قسمت با استفاده از روشهای محاسباتی بررسی می شود.

امروزه ظهور و گسترش روز افزون گونه های باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک به یکی از چالش های مهم سلامت عمومی تبدیل شده است. این مساله سبب توجه محققان به روش های غیر آنتی بیوتیکی درمان عفونت ها و بیماری های ایجاد شده توسط باکتری ها همچون غیرفعال سازی فتوداینامیکی گشته است. در این روش با ترکیب یک ماده حساس به نور و نوری با طول موجی منطبق بر قله جذب این ماده رادیکال های آزادی تولید می شود که با اکسیداسیون اجزای سلول باکتری سبب نابودی آن می گردند. در این پروژه وابستگی زمانی غیرفعال سازی فتوداینامیکی باکتری e. coli (ptcc 1276) در بازه 0 تا 10 دقیقه بررسی گردید و بر این اساس نرخ غیرفعال سازی فتوداینامیکی محاسبه گشت. متیلن بلو و رزبنگال دو ماده حساس به نوری بودند که فعالیت فتوداینامیکی آنها طی این پژوهش ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور مقایسه توانمندی دو منبع نور لیزر دیودی nm 660 و led قرمز nm630، غیرفعال سازی فتوداینامیکی باکتری e. coli (ptcc 1276) در غلظت µm25 متیلن بلو با پرتودهی توسط هر کدام از این منابع نور در شدت mw/cm2 30 انجام گرفت. نتایج حاصل نشان دهنده توانایی بالاتر منبع نوری led (نرخ غیرفعال سازی min-1 5739/0) نسبت به لیزر دیودی (نرخ غیرفعال سازی min-1 089244/0) می باشد. در ادامه آزمایش های غیرفعال سازی در غلظت های µm 150-0 متیلن بلو تحت تابش نور led قرمز nm 660 در شدت mw/cm2 30 انجام گشت. نتایج این آزمایش ها بیانگر وجود یک قله در نرخ غیرفعال سازی در غلظت mµ 25 متیلن بلو می باشد. همچنین نرخ غیرفعال سازی فتوداینامیکی این میکروارگانیسم توسط رزبنگال در غلظت های µm 150-0 و تحت تابش led سبز nm 530 با شدت mw/cm230 نشان دهنده افزایش نرخ غیرفعال سازی با افزایش غلظت این ماده حساس به نور می باشد. بر طبق نتایج حاصل از آزمایش های ما و با توجه به این که همه نمونه ها حساسیت قابل توجهی به غیرفعال سازی فتوداینامیکی نشان دادند می توان این روش را به عنوان جایگزینی نویدبخش برای آنتی بیوتیک ها مطرح نمود.

روش¬های پیشین درمان انواع بیماری¬ها و از جمله سرطان¬ها بدلیل داشتن عوارض جانبی ما را به سوی درمان¬های جدید هدایت کرده است. یکی از این روش¬های نوین درمانی فتوداینامیک¬تراپی می¬باشد که با استفاده از یک ماده حساس به نور، اکسیژن و نور با طول موج مناسب مواد سمی تولید می¬نماید. از سویی دیگر فناوری نانو با استفاده از ساختارهای جدید دارورسانی عملکرد بهتری نسبت به روش¬های پیشین داشته است. در این پژوهش پس از بررسی سیستم¬های داروئی جدید، از متیلن بلو به عنوان ماده حساس به نور در دسترس و از لیزر دیودی به عنوان سیستم نوردهی استفاده شده است. در این پژوهش از دو زئولیت در ابعاد نانو و یک زئولیت طبیعی بعنوان حامل دارویی استفاده نمودیم. سنتز زئولیت¬های مصنوعی شامل zsm-5 و sodalite با استفاده از روش هیدروترمال صورت پذیرفت. در ادامه پگیلاسیون بمنظور محافظت ساختارهای زئولیتی از سدهای زیستی روی ساختار زئولیتی صورت پذیرفت و متیلن بلو بر روی ساختار نهایی قرار داده شد. تجزیه های طیف سنجی فرابنفش- مرئی، تبدیل فوریه مادون قرمز، پراش پرتو ایکس، تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی این ساختارها بکار گرفته شد. تعیین ابعاد، پیوند¬های شیمیایی درگیر و مورفولوژی ساختارهای حاصل بر¬اساس این نتایج مورد تحلیل قرار گرفت. مقایسه نرخ تولید اکسیژن یکتایی متیلن بلو و ساختارهای زئولیتی پگیله شده متصل به متیلن بلو با استفاده از پدیده فتواکسیداسیون دی فنیل ایزو بنزوفوران بعنوان مقیاسی در توانمندی تولید عوامل سمی تحت پرتوهای نور قرمز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل مبین تاثیر چشمگیر نانوساختار زئولیتی zsm-5 و میکروساختار زئولیتی طبیعی کلینوپتیلولیت بر نرخ تولید اکسیژن یکتایی می¬باشد. از سویی دیگر این نتایج در نانوساختار زئولیتی سودالیت امید بخش نیست.

باکتری streptococcus sanguisباعث بیماری های زیادی در انسان می شودبه خصوص در دهان ودندان منجربه بروز مشکلات بسیاری می شود. این باکتری عضو طبیعی میکروفلور دهانی انسان است و نقش مهمی در تشکیل باکتری دهانی داردو هم چنین در پلاک دندانی یافت می شود. این باکتری مستقیماً به سطوح دندانی می چسبد و علت به وجود آمدن بیماری های پوسیدگی دندان و پریودنتال (مبحث امراض لثه و بافت های اطراف آن)می شود.streptococcus sanguisمی تواند وارد جریان خون شود منجربه اندوکاردیت عفونی شود که عفونت در یچه های قلبی است، اگر درمان نشود کشنده است. درمان فتوداینامیک(photodynamic therapy) pdtنوعی از درمان است که در آن از دارویی به نام عامل حساس کننده به نور یا حساسیت زا به نور و نوع خاصی از نور استفاده می کنند. هنگامی که ماده حساس به نور در معرض طول موج خاصی از نور قرار می گیرد با تولید عوامل واکنشگر اکسیژن (ros) طی فرآیندهای اکسیداسیون اجزای سلول باکتری، سبب نابودی آن می گردند.در این پروژه غیرفعال سازی فتوداینامیکی باکتری(ptcc1449) streptococcus sanguisمورد تحقیق قرار گرفت. دراین راستا 5-آمینو لوولنیک اسیدبه عنوان پیش ساز مشتقات پورفیرین بهره برداری شدکه فعالیت فتوداینامیکی آن طی این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. اثرات سمّیت این ماده در غلظت های مختلف بریک جمعیت باکتری مورد بررسی قرار گرفت. غیرفعال سازی فتوداینامیکی باکتریs.sanguisدرغلظتهای غیر سمی 5-آمینو لوولنیک اسید با پرتودهی توسط منبع led قرمز nm630در شدت mw/cm230 تحقیق شد. نتایج حاصل نشان داد که 5-alaدر غلظت های بالاترازµm20 سمیّت تاریکی 5-ala بالایی دارد. در ادامه آزمایش های غیرفعال سازی فتوداینامیکی در غلظت های غیرسمی µm10-0 ماده 5-ala تحت تابش نورledقرمز nm630به مدت 15 دقیقه در شدت mw/cm230 انجام گشت. نتایج این آزمایش ها بیانگر رشد در نرخ غیرفعال سازی همراه با غلظت 5-ala می باشد. بر طبق نتایج حاصل از آزمایش های ما وبا توجه به این که همه نمونه ها حساسیت قابل توجهی به غیرفعال سازی فتوداینامیکی نشان دادند می توان این روش را به عنوان جایگزینی نویدبخش برای آنتی بیوتیک ها مطرح نمود.

بکارگیری حساسگرهای نوری در القاء واکنش های فتوشیمیایی کاربردهای متعددی در بهداشت و صنعت دارا می باشد. به ویژه بهره گیری از این عوامل در درمان سرطان از موضوعات روز علم پزشکی است. فتوداینامیک تراپی یک روش سیستماتیک در سرطان شناسی می باشد که از برخی از انواع حساسگرهای نوری و منابع نوردر درمان بیماری های پیش سرطانی و مراحل ابتدایی سرطان استفاده می نماید. ساخت حساسگرهای نوری جدید با قابلیت های بالاتری همچون انتخاب پذیری توسط بیشتر سلول های سرطانی و نیز بازده کوانتومی تولید اکسیژن آزاد یکتایی بیشتر از اهداف دانشمندان می باشد. استفاده از نانوذرات به عنوان حامل عوامل حساس به نور یک نگرش امید بخش بوده و امید می رود تا نیازهای یک فتوداینامیک ائده آل را فراهم آورد.