Cytometry
સાયટોમેટ્રી એ કોષોની સંખ્યા અને લાક્ષણિકતાઓનું માપન છે. સાયટોમેટ્રિક પદ્ધતિઓ દ્વારા માપી શકાય તેવા ચલમાં કોષનું કદ, કોષની ગણતરી, કોષ આકારવિજ્ઞાન (આકાર અને માળખું), કોષ ચક્ર તબક્કો, ડીએનએ સામગ્રી અને કોષની સપાટી પર અથવા કોષરસમાં ચોક્કસ પ્રોટીનનું અસ્તિત્વ અથવા ગેરહાજરીનો સમાવેશ થાય છે. સાયટોમેટ્રીનો ઉપયોગ સંપૂર્ણ રક્ત ગણતરી જેવા સામાન્ય રક્ત પરીક્ષણોમાં રક્ત કોશિકાઓની લાક્ષણિકતા અને ગણતરી માટે થાય છે. તેવી જ રીતે, કોષ જીવવિજ્ઞાન સંશોધનમાં અને તબીબી નિદાનમાં કેન્સર અને એઇડ્સ જેવા રોગો સાથે સંકળાયેલ એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણીમાં કોષોને લાક્ષણિકતા આપવા માટે સાયટોમેટ્રીનો ઉપયોગ થાય છે. સાયટોમેટ્રિક ઉપકરણો છબી સાયટોમીટર છબી સાયટોમેટ્રી એ સાયટોમેટ્રીનું સૌથી જૂનું સ્વરૂપ છે. ઇમેજ સાયટોમીટર ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને મોટી સંખ્યામાં કોષોની સ્થિર ઇમેજિંગ દ્વારા કાર્ય કરે છે. વિશ્લેષણ પહેલાં, કોષો સામાન્ય રીતે વિરોધાભાસ વધારવા માટે અથવા ફ્લોરોક્રોમ સાથે લેબલ કરીને ચોક્કસ અણુઓ શોધવા માટે રંગીન હોય છે. પરંપરાગત રીતે, જાતે ગણતરી કરવામાં મદદ કરવા માટે કોષોને હિમોસાયટોમીટરની અંદર જોવામાં આવે છે. ડિજિટલ કેમેરાની શરૂઆત થઈ ત્યારથી, 1990 ના દાયકાના મધ્યમાં, ઇમેજ સાયટોમીટરનું ઓટોમેશન સ્તર સતત વધ્યું છે. આનાથી ઓટોમેટેડ ઇમેજ સાયટોમીટરની વ્યાવસાયિક ઉપલબ્ધતા તરફ દોરી ગયું છે, જેમાં સરળ સેલ કાઉન્ટર્સથી લઈને અત્યાધુનિક ઉચ્ચ-સામગ્રી સ્ક્રિનિંગ સિસ્ટમ્સ સુધીનો સમાવેશ થાય છે. ફ્લો સાયટોમીટર માઇક્રોસ્કોપીને સ્વચાલિત કરવાની પ્રારંભિક મુશ્કેલીઓને કારણે, ફ્લો સાયટોમીટર 1950ના દાયકાના મધ્યથી પ્રભુત્વ ધરાવતું સાયટોમેટ્રિક ઉપકરણ રહ્યું છે. ફ્લો સાયટોમીટર પ્રવાહ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને એક કોષને સંરેખિત કરીને કાર્ય કરે છે. કોષોને ઓપ્ટિકલી અથવા વિદ્યુત અવરોધ પદ્ધતિના ઉપયોગ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જેને કોલ્ટર સિદ્ધાંત કહેવાય છે. જ્યારે ઓપ્ટિકલી લાક્ષણિકતા હોય ત્યારે ચોક્કસ અણુઓને શોધવા માટે, કોષો મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં સમાન પ્રકારના ફ્લોરોક્રોમથી રંગીન હોય છે જેનો ઉપયોગ ઇમેજ સાયટોમીટર દ્વારા થાય છે. ફ્લો સાયટોમીટર સામાન્ય રીતે ઇમેજ સાયટોમીટર કરતાં ઓછી માહિતી પૂરી પાડે છે, પરંતુ તેમાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ થ્રુપુટ હોય છે. સેલ સૉર્ટર્સ સેલ સૉર્ટર્સ એ ફ્લો સાયટોમીટર છે જે કોશિકાઓને તેમની લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર સૉર્ટ કરવામાં સક્ષમ છે. ઇંકજેટ પ્રિન્ટરોમાં ઉપયોગમાં લેવાતી સમાન તકનીકનો ઉપયોગ કરીને સૉર્ટિંગ પ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે. યાંત્રિક કંપન દ્વારા પ્રવાહી પ્રવાહને ટીપાંમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. પછી ટીપાંમાં રહેલા કોષની લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર ટીપાંને વિદ્યુત રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે છે. તેમના ચાર્જના આધારે, ટીપાં આખરે વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા વિવિધ કન્ટેનરમાં વિક્ષેપિત થાય છે. ટાઇમ-લેપ્સ સાયટોમીટર ટાઇમ-લેપ્સ સાયટોમીટરની મુખ્ય લાક્ષણિકતા એ છે કે તેઓ પ્રકાશ ઉત્સર્જક ડાયોડ જેવા બિન-ગરમી ઉત્પન્ન કરતા પ્રકાશ સ્રોતોનો ઉપયોગ કરે છે. આ ટાઈમ-લેપ્સ સાયટોમીટરને પરંપરાગત સેલ કલ્ચર ઇન્ક્યુબેટરની અંદર મૂકવાની મંજૂરી આપે છે જેથી ઇન્ક્યુબેટરની અંદર ગરમી નિર્માણ કર્યા વિના સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓનું સતત નિરીક્ષણ કરવામાં સરળતા રહે. હિમોસાયટોમીટરનો ઇતિહાસ સાયટોમેટ્રીનો પ્રારંભિક ઇતિહાસ રક્તકણોની ગણતરીના વિકાસ સાથે નજીકથી સંકળાયેલો છે. કાર્લ વોન વિએરોર્ડ, લુઇસ-ચાર્લ્સ માલાસેઝ, કાર્લ બર્કર અને અન્યના કાર્ય દ્વારા 19મી સદીના અંત સુધીમાં રક્તકણોની સાંદ્રતાને રક્તકણોની ગણતરી ચેમ્બર, હિમોસાયટોમીટર અને ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને ચોક્કસપણે માપી શકાય છે. 1950ના દાયકા સુધી હિમોસાયટોમીટર રક્ત કોશિકાઓની ગણતરી કરવાની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ હતી. રક્તકણોની ગણતરીના ઉપયોગમાં હિમોસાયટોમીટરને હવે ઇલેક્ટ્રોનિક સેલ કાઉન્ટર્સ દ્વારા બદલવામાં આવ્યું છે. જો કે, કોષ સંવર્ધન પ્રયોગશાળાઓમાં કોષોની ગણતરી કરવા માટે હિમોસાયટોમીટરનો ઉપયોગ હજુ પણ કરવામાં આવે છે. માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને ક્રમિક રીતે ગણતરીનું મેન્યુઅલ કાર્ય નાના સ્વચાલિત ઇમેજ સાયટોમીટર દ્વારા લેવામાં આવે છે. ફ્લોરોસન્સ માઇક્રોસ્કોપ 1904 માં, મોરિટ્ઝ વોન રોહર અને ઓગસ્ટ કોહલરએ જેનાના કાર્લ ઝીસ ખાતે પ્રથમ અલ્ટ્રાવાયોલેટ માઇક્રોસ્કોપનું નિર્માણ કર્યું હતું. માઇક્રોસ્કોપનો ઉદ્દેશ દ્રશ્ય પ્રકાશ કરતાં ટૂંકી તરંગલંબાઇ સાથે પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ રીઝોલ્યુશન મેળવવાનો હતો. જો કે, જૈવિક સામગ્રીનું નિરીક્ષણ કરતી વખતે તેમને ઓટોફ્લોરોસેન્સ સાથે મુશ્કેલીઓનો અનુભવ થયો. સદનસીબે, કોહલરને ફ્લોરોસન્સની સંભાવના જોવા મળી. ફ્લોરોસન્સ એક્સાઇટેશન લાઇટ માટે ફિલ્ટરિંગ તકનીક હેનરિચ લેહમેન દ્વારા 1910 માં ઝીસ ખાતે વિકસાવવામાં આવી હતી, જે રોબર્ટ વુડના કામ પર આધારિત હતી. જો કે, તેમણે વિકસાવેલું "લુમિનેઝેનઝમિક્રોસ્કોપ" બજારમાં બીજા ક્રમે હતું, જે ઓસ્કર હેઇમસ્ટેડ દ્વારા સ્વતંત્ર રીતે વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, જેમણે વિયેનામાં સી રીચેર્ટ, ઓપ્ટિસ્ચે વર્ક એજી ખાતે કામ કર્યું હતું, જે આજે લેઇકા માઇક્રોસિસ્ટમ્સનો એક ભાગ છે. સાયટોફોટોમેટ્રી 1930ના દાયકાની શરૂઆત સુધીમાં વિવિધ કંપનીઓએ અલ્ટ્રાવાયોલેટ ફ્લોરોસન્ટ માઇક્રોસ્કોપનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. સાયટોમેટ્રી માટે હવે હવે સ્થાપિત હિમોસાયટોમીટરથી આગળ વધવાનો તબક્કો નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો. આ સમયે, સ્ટોકહોમમાં કેરોલિન્સ્કા ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં કામ કરતા ટોર્બજોર્ન કેસ્પરસને સાયટોફોટોમીટર તરીકે ઓળખાતા ઉત્તરોત્તર વધુ અત્યાધુનિક સાધનોની શ્રેણી વિકસાવી હતી. આ ઉપકરણો સેલ્યુલર ન્યુક્લિક એસિડ અને સેલ વૃદ્ધિ અને કાર્ય સાથેના તેમના સંબંધને માપવા માટે સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર સાથે ફ્લોરોસન્ટ માઇક્રોસ્કોપને જોડે છે. કેસ્પરસનનું પ્રારંભિક ઉપકરણ હવે નિરાશાજનક રીતે આદિમ લાગે છે. પરંતુ, આ આદિમ ઉપકરણને પણ પરિણામો મળ્યા અને અન્ય સંશોધકોનું ધ્યાન ખેંચ્યું. 1940ના દાયકાથી અને પછીથી વિશ્લેષણાત્મક કોષવિજ્ઞાનમાં ઘણી પ્રગતિ એવા લોકો દ્વારા કરવામાં આવી હતી જેમણે સ્ટોકહોમની યાત્રા કરી હતી. પલ્સ સાયટોફોટોમેટ્રી કોષની ગણતરીને સ્વચાલિત કરવાના પ્રથમ પ્રયાસો બીજા વિશ્વયુદ્ધની આસપાસ કરવામાં આવ્યા હતા. ગુકર એટ અલ. એરોસોલમાં બેક્ટેરિયાને શોધવા માટે એક ઉપકરણ બનાવે છે. લેગરક્રેન્ટ્ઝ માઇક્રોસ્કોપી પર આધારિત ઓટોમેટેડ સેલ કાઉન્ટર બનાવે છે અને માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને વ્યક્તિગત રીતે ગણતરી કરવા માટે કોષોને સંરેખિત કરવામાં મુશ્કેલીઓને ઓળખે છે, જેમ કે મોલ્ડેવાને 1934માં દરખાસ્ત કરી હતી. જોસેફ અને વોલેસ કોલ્ટર પ્રવાહીમાં સ્થગિત સૂક્ષ્મ કણોની ગણતરી અને કદ માટે વિદ્યુત અવરોધનો ઉપયોગ કરવાના સિદ્ધાંતની શોધ કરીને આ મુશ્કેલીઓની પ્રદક્ષિણા કરે છે. આ સિદ્ધાંત આજે કોલ્ટર સિદ્ધાંત તરીકે ઓળખાય છે અને તેનો ઉપયોગ 1954માં કોલ્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ દ્વારા બહાર પાડવામાં આવેલા સ્વચાલિત રક્ત કોશિકા કાઉન્ટરમાં કરવામાં આવ્યો હતો. "કોલ્ટર કાઉન્ટર" એ પ્રથમ વ્યાપારી પ્રવાહ સાયટોમીટર હતું. 1960ના દાયકા દરમિયાન ડિટ્રિચ, ગોહડે અને કામેન્સ્કીએ 30 વર્ષ અગાઉ કેસ્પર્સન દ્વારા શરૂ કરવામાં આવેલી ડિઝાઇનમાં સુધારો કર્યો હતો. ડિટ્રિચ અને ગોહડેનું પલ્સ સાયટોફોટોમીટર ઝીસ ફ્લોરોસન્ટ માઇક્રોસ્કોપની આસપાસ બનાવવામાં આવ્યું હતું અને 1968માં પાર્ટેક જીએમબીએચ દ્વારા આઇસીપી 11 તરીકે તેનું વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું. કામેન્સ્કીના ઉપકરણનું 1970માં બાયો/ફિઝિક્સ સિસ્ટમ્સ ઇન્ક દ્વારા સાયટોગ્રાફ તરીકે વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ ઉપકરણો અગાઉના કોલ્ટર કાઉન્ટરની જેમ કોષોની ગણતરી કરવામાં સક્ષમ હતા. પરંતુ વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે તેઓ સેલ્યુલર લાક્ષણિકતાઓને માપવામાં પણ સક્ષમ હતા. જો કે, આ પ્રારંભિક સાયટોફોટોમીટર માઇક્રોસ્કોપી આધારિત છે. 1953માં ક્રોસલેન્ડ-ટેલરે માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને લાલ રક્તકણોની ગણતરી કરવાનો અસફળ પ્રયાસ પ્રકાશિત કર્યો હતો જેમાં તેમણે કોષોને હાઇડ્રોડાયનેમિક રીતે કેન્દ્રિત કરવા માટે આવરણ પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરીને કોષોને સંરેખિત કરવાની સમસ્યાનું સમાધાન કર્યું હતું. 1960ના દાયકાના અંતમાં, લોસ એલામોસ નેશનલ લેબોરેટરી ખાતે વેન ડિલ્લાએ પ્રથમ નોન માઇક્રોસ્કોપી-આધારિત સાયટોફોટોમીટરનું નિર્માણ કર્યું હતું. તેમણે ક્રોસલેન્ડ-ટેલરની સફળતાને મૂળ માઇક્રોસ્કોપી માટે વિકસાવવામાં આવેલા ફ્લોરોસન્ટ ડાયઝ અને લેસર આધારિત ફ્લોરોસન્ટ ડિટેક્શન સિસ્ટમ-ફ્લો સાયટોમીટર સાથે જોડીને આ કર્યું હતું, જે આપણે આજે પણ જાણીએ છીએ. ફુલવિલર, લોસ એલામોસ ખાતે પણ, 1965માં પ્રથમ સેલ સોર્ટર બનાવવા માટે સતત ઇંકજેટ પ્રિન્ટર ટેકનોલોજી સાથે કોલ્ટર સિદ્ધાંતને જોડે છે. 1973માં સ્ટેઇનકેમ્પ અને લોસ એલામોસ ખાતેની ટીમ ફ્લોરોસન્સ-આધારિત સેલ સોર્ટર સાથે ફોલો અપ કરે છે. 1978માં પેન્સાકોલા, ફ્લોરિડામાં અમેરિકન એન્જિનિયરિંગ ફાઉન્ડેશનની પરિષદમાં, પલ્સ સાયટોફોટોમેટ્રીનું નામ બદલીને ફ્લો સાયટોમેટ્રી કરવામાં આવ્યું હતું, જે શબ્દ ઝડપથી લોકપ્રિય બન્યો હતો. તે સમયે પલ્સ સાયટોફોટોમેટ્રી ફ્લો સાયટોમેટ્રીના આધુનિક સ્વરૂપમાં વિકસિત થઈ હતી, જેની પહેલ દસ વર્ષ અગાઉ વેન ડિલ્લા દ્વારા કરવામાં આવી હતી. માસ સાયટોમેટ્રી સંદર્ભો પણ જુઓ પર્ડ્યુ યુનિવર્સિટી સાયટોમેટ્રી લેબોરેટરીઝ દ્વારા બાહ્ય કડીઓ સાયટોમેટ્રી વોલ્યુમ 10 રક્ત પરીક્ષણો સેલ બાયોલોજી ક્લિનિકલ પેથોલોજી ફ્લો સાયટોમેટ્રી લેબોરેટરી તકનીકો લેબોરેટરી સાધનો જૈવિક તકનીકો અને સાધનો