Isothermal microcalorimetry
آئسوتھرمل مائیکرو کیلوریمیٹری (آئی ایم سی) کیمیائی، جسمانی اور حیاتیاتی عمل کی حقیقی وقت کی نگرانی اور متحرک تجزیہ کے لیے ایک لیبارٹری کا طریقہ ہے۔ گھنٹوں یا دنوں کی مدت میں، آئی ایم سی چھوٹے ایمپوئلز میں نمونوں کے لیے اس طرح کے عمل کے آغاز، شرح، حد اور توانائی کا تعین کرتا ہے۔ 3-20 ml) مستقل درجہ حرارت پر (c. 15°C-150°C)۔ آئی ایم سی اس متحرک تجزیے کو پیمائش اور ریکارڈنگ بمقابلہ گزرے ہوئے وقت کی پیمائش اور ریکارڈنگ کے ذریعے نمونے کے ایمپوئل سے یا اس سے گرمی کے بہاؤ کی خالص شرح (μJ/s = μW)، اور استعمال شدہ یا پیدا شدہ حرارت (J) کی مجموعی مقدار کو پورا کرتا ہے۔ آئی ایم سی چار قریب سے متعلق وجوہات کی بناء پر ایک طاقتور اور ورسٹائل تجزیاتی ٹول ہے: تمام کیمیائی اور جسمانی عمل یا تو ایکسوتھرمک یا اینڈوتھرمک ہوتے ہیں-گرمی پیدا کرتے ہیں یا استعمال کرتے ہیں۔ حرارت کے بہاؤ کی شرح ہونے والے عمل کی شرح کے متناسب ہوتی ہے۔ آئی ایم سی اتنا حساس ہے کہ چند گرام مواد میں یا تو سست عمل (ہر سال چند فیصد پر جاری رد عمل) کا پتہ لگانے اور ان کی پیروی کرنے کے لیے کافی حساس ہے، یا ایسے عمل جو کم مقدار میں حرارت پیدا کرتے ہیں (مثال کے طور پر۔ چند ہزار زندہ خلیوں کا میٹابولزم)۔ آئی ایم سی آلات میں عام طور پر ایک بہت بڑی متحرک رینج ہوتی ہے-گرمی کا بہاؤ سی اے جتنا کم ہوتا ہے۔ 1 ایم کیو ڈبلیو اور سی اے جتنا اونچا۔ اسی آلے سے 50,000 ایم کیو ڈبلیو کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔ عمل کی شرحوں کا مطالعہ کرنے کا آئی ایم سی طریقہ اس طرح وسیع پیمانے پر لاگو ہوتا ہے، حقیقی وقت میں مسلسل ڈیٹا فراہم کرتا ہے، اور حساس ہے۔ پیمائش کرنا آسان ہے، بغیر کسی توجہ کے ہوتی ہے اور غیر مداخلت والی ہوتی ہے (جیسے۔ کسی فلوروسینٹ یا تابکار مارکر کی ضرورت نہیں ہے)۔ تاہم، آئی ایم سی کے استعمال میں دو اہم انتباہات ہیں جن پر دھیان دیا جانا چاہیے: گمشدہ ڈیٹا: اگر بیرونی طور پر تیار کردہ نمونہ ایمپوئل استعمال کیے جاتے ہیں، تو اس میں سی اے لگتا ہے۔ پیمائش کے ماڈیول میں مقرر کردہ درجہ حرارت میں نمایاں خلل کے بغیر آلے میں آہستہ آہستہ ایک ایمپوئل متعارف کرانے کے لیے 40 منٹ۔ اس طرح اس دوران ہونے والے کسی بھی عمل کی نگرانی نہیں کی جاتی ہے۔ غیر معمولی ڈیٹا: آئی ایم سی ایک ایمپوئل کے اندر ہونے والے تمام عمل سے پیدا ہونے والے یا استعمال ہونے والے مجموعی خالص حرارت کے بہاؤ کو ریکارڈ کرتا ہے۔ لہذا، اس بات کا یقین کرنے کے لیے کہ کون سا عمل یا عمل ماپا ہوا حرارت کا بہاؤ پیدا کر رہا ہے، تجرباتی ڈیزائن اور متعلقہ کیمیائی، جسمانی اور حیاتیاتی جانچ دونوں کے ابتدائی استعمال میں بہت احتیاط برتی جانی چاہیے۔ عام طور پر، آئی ایم سی کے ممکنہ استعمال صرف اس شخص کے تخیل سے محدود ہوتے ہیں جو اسے تجزیاتی آلے کے طور پر استعمال کرنے کا انتخاب کرتا ہے اور طریقہ کار کی جسمانی رکاوٹیں۔ اوپر بیان کردہ دو عمومی حدود (اہم انتباہات) کے علاوہ، ان رکاوٹوں میں نمونہ اور ایمپوئل کا سائز، اور وہ درجہ حرارت شامل ہیں جن پر پیمائش کی جا سکتی ہے۔ آئی ایم سی عام طور پر ان عملوں کا جائزہ لینے کے لیے بہترین موزوں ہے جو گھنٹوں یا دنوں میں ہوتے ہیں۔ آئی ایم سی کو ایپلی کیشنز کی ایک انتہائی وسیع رینج میں استعمال کیا گیا ہے، اور اس مضمون میں بہت سی مثالوں پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے، جس کی تائید شائع شدہ ادب کے حوالے سے کی گئی ہے۔ زیر بحث ایپلی کیشنز میں پولیمر کے سست آکسیڈیٹیو انحطاط کی پیمائش اور خطرناک صنعتی کیمیکلز کے عدم استحکام سے لے کر پیشاب میں بیکٹیریا کا پتہ لگانے اور پرجیوی کیڑوں پر منشیات کے اثرات کی تشخیص تک شامل ہیں۔ اس مضمون میں موجودہ زور مؤخر الذکر قسم-حیاتیات اور طب کے استعمال پر ہے۔ تعریف، مقصد اور دائرہ کار کیلوریمیٹری کیمیائی رد عمل یا جسمانی تبدیلیوں کی حرارت کی پیمائش کرنے کی سائنس ہے۔ کیلوری میٹر کے ساتھ کیلوری میٹر کی پیمائش کی جاتی ہے۔ آئسوتھرمل مائکرو کیلوریمیٹری (آئی ایم سی) ایک لیبارٹری کا طریقہ ہے جو حقیقی وقت میں، حرارت کے بہاؤ کی شرح (ایم یو جے/ایس = ایم یو ڈبلیو) کی مسلسل پیمائش اور آئی ایم سی آلے میں رکھے گئے نمونے کے ذریعے بنیادی طور پر مستقل درجہ حرارت پر استعمال یا پیدا ہونے والی حرارت کی مجموعی مقدار (جے) کے لیے ہے۔ اس طرح کی گرمی نمونے میں ہونے والی کیمیائی یا جسمانی تبدیلیوں کی وجہ سے ہوتی ہے۔ حرارت کا بہاؤ ایک مقررہ وقت پر ہونے والی تبدیلیوں کی مجموعی شرح کے متناسب ہوتا ہے۔ ایک مقررہ وقت کے وقفے کے دوران پیدا ہونے والی مجموعی حرارت مجموعی تبدیلیوں کی مجموعی مقدار کے متناسب ہوتی ہے جو واقع ہوئی ہیں۔ اس طرح آئی ایم سی حیاتیاتی عمل سمیت شرح کے عمل کی ایک وسیع رینج کی شرحوں اور توانائی کی متحرک، مقداری تشخیص کا ایک ذریعہ ہے۔ شرح کے عمل کو یہاں ایک جسمانی اور/یا کیمیائی تبدیلی کے طور پر بیان کیا گیا ہے جس کی ترقی کو وقت کے ساتھ یا تو تجرباتی طور پر یا ریاضیاتی ماڈل کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے۔ 1941 اور جانسن اور دیگر۔ 1974 اور شرح مساوات)۔ آئی ایم سی کا سب سے آسان استعمال یہ پتہ لگانا ہے کہ کسی نمونے میں ایک یا زیادہ شرح کے عمل ہو رہے ہیں کیونکہ حرارت اس شرح سے پیدا ہو رہی ہے یا استعمال ہو رہی ہے جو استعمال شدہ آلے کی پتہ لگانے کی حد سے زیادہ ہے۔ یہ ایک مفید ہو سکتا ہے، مثال کے طور پر، ایک عمومی اشارے کے طور پر کہ کوئی ٹھوس یا مائع مواد غیر فعال نہیں ہے بلکہ اس کے بجائے کسی دیئے گئے درجہ حرارت پر تبدیل ہو رہا ہے۔ حیاتیاتی نمونوں میں جن میں نشوونما کا ذریعہ ہوتا ہے، وقت کے ساتھ پتہ لگانے کے قابل اور بڑھتے ہوئے حرارت کے بہاؤ کے اشارے کی ظاہری شکل کسی قسم کے نقل کرنے والے خلیوں کی موجودگی کا ایک سادہ عمومی اشارہ ہے۔ تاہم، زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے یہ جاننا سب سے اہم ہے کہ کسی نہ کسی طریقے سے، حرارت کے بہاؤ کی نگرانی کے ذریعے کس عمل یا عمل کی پیمائش کی جا رہی ہے۔ عام طور پر اس میں وقت کے ساتھ حرارت کے بہاؤ کی تشخیص کے لیے آئی ایم سی آلے میں رکھنے سے پہلے آئی ایم سی ایمپوئل میں رکھی گئی اشیاء کا تفصیلی جسمانی، کیمیائی اور حیاتیاتی علم ہونا شامل ہے۔ اس کے بعد ایک یا زیادہ مدت کے لیے حرارت کے بہاؤ کی آئی ایم سی پیمائش کے بعد ایمپول کے مواد کا تجزیہ کرنا بھی ضروری ہے۔ نیز، ایمپوئل کے مواد میں منطق پر مبنی تغیرات کو حرارت کے بہاؤ کے مخصوص ماخذ یا ذرائع کی شناخت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جب شرح کے عمل اور حرارت کے بہاؤ کے تعلقات قائم ہو چکے ہوں تو پھر براہ راست آئی ایم سی ڈیٹا پر انحصار کرنا ممکن ہے۔ آئی ایم سی عملی طور پر جس چیز کی پیمائش کر سکتا ہے اس کا انحصار جزوی طور پر نمونے کے طول و عرض پر ہوتا ہے، اور وہ لازمی طور پر آلے کے ڈیزائن سے محدود ہوتے ہیں۔ ایک دیا ہوا تجارتی آلہ عام طور پر ایک مقررہ قطر اور اونچائی تک کے نمونوں کو قبول کرتا ہے۔ سی اے تک کے طول و عرض والے نمونوں کو قبول کرنے والے آلات۔ 1 یا 2 سینٹی میٹر قطر x ca میں۔ 5 سینٹی میٹر اونچائی عام ہے۔ کسی دیئے گئے آلے میں کسی دی گئی قسم کے بڑے نمونے عام طور پر زیادہ گرمی کے بہاؤ کے اشارے پیدا کرتے ہیں، اور یہ پتہ لگانے اور درستگی کو بڑھا سکتا ہے۔ اکثر، نمونے سادہ 3 سے 20 ملی لیٹر سلنڈریکل ایمپوئل ہوتے ہیں (شکل۔ 1) ایسے مواد پر مشتمل جن کی شرح کے عمل سود کے حامل ہیں-مثال کے طور پر۔ ٹھوس، مائع، کلچرڈ خلیات-یا ان یا دیگر اشیاء کے کسی بھی امتزاج کے نتیجے میں گرمی کی پیداوار یا کھپت متوقع ہے۔ بہت سی مفید آئی ایم سی پیمائش سادہ مہر بند ایمپوئلز کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہیں، اور شیشے کے ایمپوئلز عام ہیں کیونکہ شیشے میں گرمی پیدا کرنے والی کیمیائی یا جسمانی تبدیلیوں کا امکان نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، بعض اوقات دھاتی یا پولیمرک ایمپوئلز کا استعمال کیا جاتا ہے۔ نیز، آلات/ایمپوئل سسٹم دستیاب ہیں جو گیسوں یا مائعوں کے انجکشن یا کنٹرول شدہ بہاؤ کی اجازت دیتے ہیں اور/یا نمونہ مکینیکل ہلچل فراہم کرتے ہیں۔ تجارتی آئی ایم سی آلات سی اے سے لے کر درجہ حرارت پر حرارت کے بہاؤ کی پیمائش کی اجازت دیتے ہیں۔ 15 ڈگری سیلسیس-150 ڈگری سیلسیس۔ کسی دیئے گئے آلے کی رینج کچھ مختلف ہو سکتی ہے۔ آئی ایم سی انتہائی حساس ہے-مثلا۔ چند گرام وزن کے نمونوں میں سست کیمیائی رد عمل سے ہونے والی گرمی، جو ہر سال چند فیصد کے رد عمل کی کھپت کی شرح پر ہوتی ہے، کا پتہ لگایا جا سکتا ہے اور چند دنوں میں اس کی مقدار مقرر کی جا سکتی ہے۔ مثالوں میں پولیمرک امپلانٹ مواد کی بتدریج آکسیکرن اور ٹھوس دواسازی منشیات کی فارمولیشن کے شیلف لائف اسٹڈیز (ایپلی کیشنز: ٹھوس مواد) شامل ہیں۔ نیز میٹابولک حرارت کی پیداوار کی شرح مثال کے طور پر۔ آئی ایم سی ایمپوئل میں کلچر میں چند ہزار زندہ خلیات، مائکروجنزم یا پروٹوزوا کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔ اس طرح کی میٹابولک حرارت کی مقدار کو (تجربے کے ذریعے) موجود خلیوں یا حیاتیات کی تعداد کے ساتھ مربوط کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح، آئی ایم سی ڈیٹا کو حقیقی وقت میں موجود خلیوں یا حیاتیات کی تعداد اور اس تعداد میں نمو یا کمی کی خالص شرح کی نگرانی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے (ایپلی کیشنز: حیاتیات اور طب)۔ اگرچہ آئی ایم سی کی کچھ غیر حیاتیاتی ایپلی کیشنز پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے (ایپلی کیشنز: ٹھوس مواد) اس مضمون میں موجودہ زور حیاتیاتی عمل کے سلسلے میں آئی ایم سی کے استعمال پر ہے (ایپلی کیشنز: حیاتیات اور طب)۔ حاصل کردہ ڈیٹا ایک عام قسم کے آئی ایم سی ڈیٹا کا گرافک ڈسپلے شکل میں دکھایا گیا ہے۔ 2. سب سے اوپر ریکارڈ شدہ حرارت کے بہاؤ (μJ/s = μW) بمقابلہ وقت کا ایک پلاٹ ہے جو ایک مہر بند ایمپوئل میں ایک نمونے سے ہوتا ہے، جو ایک ایکسوتھرمک شرح کے عمل کی وجہ سے ہوتا ہے جو شروع ہوتا ہے، تیز ہوتا ہے، گرمی کے بہاؤ کی چوٹی تک پہنچ جاتا ہے اور پھر کم ہو جاتا ہے۔ اس طرح کے اعداد و شمار براہ راست مفید ہیں (مثال کے طور پر۔ کسی عمل کا پتہ لگانا اور مقررہ حالات میں اس کی مدت) لیکن عمل کے پیرامیٹرز کا تعین کرنے کے لیے ڈیٹا کا ریاضیاتی طور پر بھی آسانی سے جائزہ لیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، شکل. 2 حرارت کے بہاؤ کے اعداد و شمار کا انضمام بھی ظاہر کرتا ہے، جو جمع شدہ حرارت (J) بمقابلہ وقت دیتا ہے۔ جیسا کہ دکھایا گیا ہے، پیرامیٹرز جیسے کہ عمل کی زیادہ سے زیادہ نمو (حرارت پیدا کرنے) کی شرح، اور عمل کے زیادہ سے زیادہ گرمی تک پہنچنے سے پہلے وقفے کے مرحلے کے دورانیے کا حساب مربوط ڈیٹا سے لگایا جا سکتا ہے۔ کمپیوٹر فائلوں کے طور پر محفوظ کردہ حرارت کے بہاؤ کی شرح کے ڈیٹا کا استعمال کرتے ہوئے حسابات آسانی سے خودکار ہوتے ہیں۔ ترقی کے پیرامیٹرز کا تعین کرنے کے لیے اس طریقے سے آئی ایم سی ڈیٹا کا تجزیہ کرنے سے لائف سائنسز (ایپلی کیشنز: بائیولوجی اور میڈیسن) کے اہم استعمال ہوتے ہیں۔ نیز، درجہ حرارت کے سلسلے میں حاصل ہونے والی حرارت کے بہاؤ کی شرحوں کا استعمال اس عمل کی فعال توانائی حاصل کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے جس کا جائزہ لیا جا رہا ہے (ہارڈیسن اور دیگر۔ 2003)۔ ترقی کی تاریخ لاوویسیئر اور لیپلیس کو سی اے میں پہلا آئسوتھرمل کیلوری میٹر بنانے اور استعمال کرنے کا سہرا دیا جاتا ہے۔ 1780 (کتابچہ: لاوویسیئر اے اور لیپلیس پی ایس 1780)۔ ان کے آلے نے برف کو ایک محدود جگہ میں نسبتا مستقل درجہ حرارت پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا۔ انہیں احساس ہوا کہ جب انہوں نے برف پر گرمی پیدا کرنے والا نمونہ رکھا (جیسے۔ ایک زندہ جانور)، پگھلتی ہوئی برف سے پیدا ہونے والے مائع پانی کی مقدار نمونے سے پیدا ہونے والی گرمی کے براہ راست متناسب تھی۔ بہت سے جدید آئی ایم سی آلات کے ڈیزائن 1960 کی دہائی کے آخر اور 1970 کی دہائی کے اوائل میں سویڈن میں کیے گئے کام سے نکلے ہیں (وڈسو 1968، سورکوسک اور وڈسو 1974)۔ اس کام نے ٹھوس ریاست الیکٹرانک آلات کی متوازی ترقی کا فائدہ اٹھایا-خاص طور پر گرمی کے بہاؤ کو وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لیے چھوٹے تھرمو الیکٹرک اثر (پیلٹیئر-سیبیک) آلات کی تجارتی دستیابی-اور اس کے برعکس۔ 1980 کی دہائی میں، ملٹی چینل ڈیزائن ابھر کر سامنے آئے (سورکوسک 1982)، جو متعدد نمونوں کی متوازی تشخیص کی اجازت دیتے ہیں۔ اس سے آئی ایم سی کی طاقت اور افادیت میں بہت اضافہ ہوا اور طریقہ کار کو ٹھیک کرنے کی کوششوں کا باعث بنا (تھورن اور دیگر۔ 1989)۔ 1990 کی دہائی میں کیے گئے مزید ڈیزائن اور ترقی کا زیادہ تر حصہ سویڈن میں واڈسو اور سورکوسک اور ان کے ساتھیوں نے بھی مکمل کیا۔ اس کام نے پرسنل کمپیوٹر ٹیکنالوجی کی متوازی ترقی کا فائدہ اٹھایا جس نے گرمی کے بہاؤ بمقابلہ وقت کے اعداد و شمار کو آسانی سے ذخیرہ کرنے، اس پر عمل کرنے اور اس کی تشریح کرنے کی صلاحیت میں بہت اضافہ کیا۔ 1990 کی دہائی سے آلات کی ترقی کے کام نے سالڈ اسٹیٹ الیکٹرانکس اور پرسنل کمپیوٹر ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی سے مزید فائدہ اٹھایا ہے۔ اس سے حساسیت اور استحکام میں اضافہ، متوازی چینلز کی تعداد، اور آئی ایم سی ڈیٹا کو آسانی سے ریکارڈ کرنے، ذخیرہ کرنے اور تیزی سے عمل کرنے کی اس سے بھی زیادہ صلاحیت کے آئی ایم سی آلات پیدا ہوئے ہیں۔ وسیع تر استعمال کے سلسلے میں، آئی ایم سی آلات کی کارکردگی کو بیان کرنے کے لیے معیارات بنانے پر کافی توجہ دی گئی ہے۔ درستگی، درستگی، حساسیت) اور انشانکن کے طریقوں کے لیے (وڈسو اور گولڈ برگ 2001)۔ آلات اور پیمائش کے اصول آلات کی تشکیل جدید آئی ایم سی آلات دراصل نیم اڈیبیٹک ہیں-یعنی۔ نمونے اور اس کے آس پاس کے درمیان حرارت کی منتقلی صفر (اڈیبیٹک) نہیں ہے، کیونکہ گرمی کے بہاؤ کی آئی ایم سی پیمائش کا انحصار درجہ حرارت کے ایک چھوٹے فرق-سی اے کے وجود پر ہوتا ہے۔ 0.001 °C۔ تاہم، چونکہ فرق بہت کم ہے، اس لیے آئی ایم سی کی پیمائش بنیادی طور پر آئسوتھرمل ہوتی ہے۔ شکل۔ 3. ایک آئی ایم سی آلے کا جائزہ دکھاتا ہے جس میں گرمی کے بہاؤ کی پیمائش کے 48 الگ الگ ماڈیول ہوتے ہیں۔ ایک ماڈیول دکھایا گیا ہے۔ ماڈیول کی پیمائش کی اکائی عام طور پر پیلٹیئر سی بیک ڈیوائس ہوتی ہے۔ یہ آلہ حرارت پیدا کرنے والے یا استعمال کرنے والے نمونے کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کے متناسب وولٹیج پیدا کرتا ہے اور تھرمل طور پر غیر فعال حوالہ جو ہیٹ سنک کے درجہ حرارت پر ہوتا ہے۔ درجہ حرارت کا فرق اس شرح کے متناسب ہوتا ہے جس پر نمونہ حرارت پیدا کر رہا ہے یا استعمال کر رہا ہے (نیچے کیلیبریشن دیکھیں)۔ کسی آلے کے تمام ماڈیول ایک ہی ہی ہیٹ سنک اور تھرموسٹیٹ کا استعمال کرتے ہیں اور اس طرح سب ایک ہی مقررہ درجہ حرارت پر ڈیٹا تیار کرتے ہیں۔ تاہم، ہر ایمپوئل میں پیمائش کو آزادانہ طور پر شروع کرنا اور روکنا عام طور پر ممکن ہے۔ انتہائی متوازی میں (مثال کے طور پر۔ 48-چینل) آلہ جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے۔ 3، اس سے جب بھی ایسا کرنا آسان ہو تو کئی مختلف تجربات انجام دینا (شروع کرنا اور روکنا) ممکن ہو جاتا ہے۔ متبادل طور پر، آئی ایم سی آلات کو ڈوپلیکس ماڈیولز سے لیس کیا جا سکتا ہے جو دو ایمپوئلز کے درمیان حرارت کے بہاؤ کے فرق کے متناسب سگنل دیتے ہیں۔ ایسے دو ڈوپلیکس ایمپوئلز میں سے ایک اکثر خالی یا کنٹرول ہوتا ہے-یعنی۔ ایک نمونہ جس میں سود کی شرح کے عمل کو پیدا کرنے والا مواد نہ ہو، لیکن جس کا مواد بصورت دیگر نمونہ ایمپوئل میں موجود مواد سے ملتا جلتا ہو۔ یہ معمولی گرمی پیدا کرنے والے رد عمل کو ختم کرنے کا ایک ذریعہ فراہم کرتا ہے جو دلچسپی کے حامل نہیں ہیں-مثال کے طور پر پیمائش کے درجہ حرارت پر سیل کلچر میڈیم میں دنوں کی مدت میں بتدریج کیمیائی تبدیلیاں۔ بہت سی مفید آئی ایم سی پیمائش سادہ مہر بند ایمپوئلز کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہیں۔ تاہم، جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، آلات/ایمپوئل سسٹم دستیاب ہیں جو نمونوں سے گیسوں یا مائعوں کے بہاؤ کو اجازت دیتے ہیں یا یہاں تک کہ کنٹرول کرتے ہیں اور/یا نمونہ مکینیکل ہلچل فراہم کرتے ہیں۔ حوالہ داخل کرتا ہے حرارت کے بہاؤ کو عام طور پر حوالہ داخل کرنے کے مقابلے میں ماپا جاتا ہے، جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے۔ 3. یہ عام طور پر ایک دھاتی کوپن ہوتا ہے جو آلہ کی آپریٹنگ رینج میں کسی بھی درجہ حرارت پر کیمیائی اور جسمانی طور پر مستحکم ہوتا ہے اور اس طرح خود گرمی پیدا یا استعمال نہیں کرے گا۔ بہترین کارکردگی کے لیے، حوالہ کی حرارت کی صلاحیت نمونے کے قریب ہونی چاہیے (مثال کے طور پر۔ آئی ایم سی ایمپوئل پلس مواد)۔ آپریشن ہیٹ کنڈکشن (ایچ سی) موڈ کے طریقے تجارتی آئی ایم سی آلات اکثر ہیٹ کنڈکشن (ایچ سی) کیلوری میٹر کے طور پر چلائے جاتے ہیں جس میں نمونے سے پیدا ہونے والی حرارت (یعنی۔ ایمپوئل میں موجود مواد) ہیٹ سنک کی طرف بہتا ہے، عام طور پر تھرموسٹیٹ میں موجود ایلومینیم بلاک (جیسے۔ مستقل درجہ حرارت غسل)۔ جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، ایچ سی موڈ میں کام کرنے والا آئی ایم سی آلہ قطعی طور پر آئسوتھرمل نہیں ہوتا ہے کیونکہ مقرر کردہ درجہ حرارت اور نمونے کے درجہ حرارت کے درمیان چھوٹے فرق لازمی طور پر موجود ہوتے ہیں-تاکہ پیمائش کے قابل حرارت کا بہاؤ ہو۔ تاہم، نمونے کے درجہ حرارت میں چھوٹی تبدیلیاں ہیٹ سنک کے درجہ حرارت کو نمایاں طور پر متاثر نہیں کرتی ہیں کیونکہ ہیٹ سنک کی حرارت کی صلاحیت نمونے سے بہت زیادہ ہوتی ہے-عام طور پر سی اے۔ 100 ×۔ نمونے اور ہیٹ سنک کے درمیان حرارت کی منتقلی پیلٹیئر-سی بیک ڈیوائس کے ذریعے ہوتی ہے، جس سے پیدا شدہ یا استعمال شدہ گرمی کی متحرک پیمائش کی اجازت ملتی ہے۔ تحقیق کے معیار کے آلات میں، تھرموسٹیٹ/ہیٹ سنک کا درجہ حرارت عام طور پر <± 0.1 K تک درست ہوتا ہے اور ca کے اندر برقرار رہتا ہے۔ <± 100 μK/24h۔ جس درستگی کے ساتھ وقت کے ساتھ ہیٹ سنک کا درجہ حرارت برقرار رکھا جاتا ہے وہ وقت کے ساتھ ہیٹ فلو کی پیمائش کی درستگی کا ایک بڑا تعین کنندہ ہے۔ ایچ سی موڈ کا ایک فائدہ ایک بڑی متحرک رینج ہے۔ گرمی کے بہاؤ ca. 50, 000 ایم کیو ڈبلیو کی پیمائش سی اے کی درستگی کے ساتھ کی جا سکتی ہے۔ ± 0.2 میگاواٹ۔ اس طرح ca کے حرارت کے بہاؤ کی پیمائش کی جاتی ہے۔ بیس لائن سے اوپر 0.2 میگاواٹ گرمی کے بہاؤ کا پتہ لگانے کی تشکیل کرتا ہے، حالانکہ 10 × صحت سے متعلق حد کا زیادہ قدامت پسند پتہ لگانا اکثر استعمال کیا جاتا ہے۔ پاور معاوضہ (پی سی) موڈ کچھ آئی ایم سی آلات پاور معاوضہ (پی سی) کیلوری میٹر کے طور پر کام کرتے ہیں (یا چلائے بھی جا سکتے ہیں)۔ اس صورت میں، نمونے کو مقررہ درجہ حرارت پر برقرار رکھنے کے لیے، پیدا ہونے والی گرمی کی تلافی پیلٹیئر-سیبیک ڈیوائس کا استعمال کرتے ہوئے کی جاتی ہے۔ استعمال شدہ حرارت کی تلافی یا تو برقی ہیٹر کے ذریعے یا آلہ کی قطعیت کو الٹ کر کی جاتی ہے (وین ہاروارڈن، 2000)۔ اگر کسی دیئے گئے آلے کو ایچ سی کے بجائے پی سی موڈ میں چلایا جاتا ہے، تو حرارت کے بہاؤ کی پیمائش کی درستگی یکساں رہتی ہے (جیسے۔ سی۔ ± 0.2 μW)۔ معاوضہ موڈ کا فائدہ ایک چھوٹا وقت مستقل ہے-یعنی۔ دی گئی حرارت کے بہاؤ کی نبض کا پتہ لگانے کے لیے درکار وقت کنڈکشن موڈ سے ca.10X کم ہوتا ہے۔ نقصان ایک سی اے ہے۔ ایچ سی موڈ کے مقابلے میں 10X چھوٹی متحرک رینج۔ کیلیبریشن ایچ سی یا پی سی موڈ میں کام کرنے کے لیے، تجارتی آلات میں معمول کی کیلیبریشن عام طور پر بلٹ ان الیکٹرک ہیٹرز کے ساتھ کی جاتی ہے۔ برقی ہیٹروں کی کارکردگی کی تصدیق معروف حرارت کی صلاحیت کے نمونوں کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہے یا جو کیمیائی تعاملات پیدا کرتے ہیں جن کی فی یونٹ ماس حرارت کی پیداوار تھرموڈینامکس (وڈسو اور گولڈ برگ 2001) سے معلوم ہوتی ہے۔ ایچ سی یا پی سی موڈ میں، نتیجے میں آنے والا سگنل ایک کمپیوٹر سے ریکارڈ ہونے والا وولٹیج ہوتا ہے، جو نمونہ ڈبلیو ڈبلیو رینج ہیٹ فلو بمقابلہ وقت کی نمائندگی کرنے کے لیے کیلیبریٹ کیا جاتا ہے۔ خاص طور پر، اگر نمونے میں کوئی اہم تھرمل میلان موجود نہیں ہے، تو P = eC [U + t (dU/dt)]، جہاں P حرارت کا بہاؤ ہے (یعنی۔ μW)، εC انشانکن مستقل ہے، U تھرموپائل میں ماپا گیا ممکنہ فرق ہے، اور t وقت مستقل ہے۔ مستحکم حالت کے حالات میں-مثال کے طور پر مستقل برقی انشانکن کرنٹ کی رہائی کے دوران، یہ آسان ہو کر P = eC U ہو جاتا ہے۔ (وڈسو اور گولڈ برگ 2001)۔ ایمپوئلز بہت سی انتہائی مفید آئی ایم سی پیمائش سیل شدہ ایمپوئلز میں کی جا سکتی ہیں (شکل۔ 1) جو آسانی، آلودگی سے تحفظ اور (جہاں ضرورت ہو) ایمپوئلز کو سنبھالنے یا اس کے سامنے آنے والے افراد کے لیے بائیو سیفٹی کے کافی مارجن کے فوائد پیش کرتے ہیں۔ ایک بند ایمپوئل ٹھوس، مائع، گیس یا حیاتیاتی اصل کی اشیاء کے کسی بھی مطلوبہ امتزاج پر مشتمل ہو سکتا ہے۔ ایمپوئل ہیڈ اسپیس میں ابتدائی گیس کی ساخت کو مطلوبہ گیس کے ماحول میں ایمپوئل کو سیل کرکے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، آئی ایم سی آلات/ایمپوئل ڈیزائن بھی ہیں جو پیمائش اور/یا مکینیکل ہلچل کے دوران ایمپوئل کے ذریعے گیس یا مائع کے کنٹرول شدہ بہاؤ کی اجازت دیتے ہیں۔ نیز، مناسب لوازمات کے ساتھ، کچھ آئی ایم سی آلات کو آئی ٹی سی (آئسوتھرمل ٹائٹریشن کیلوریمیٹری) آلات کے طور پر چلایا جا سکتا ہے۔ آئی ٹی سی کے موضوع کا احاطہ کہیں اور کیا گیا ہے (آئسوتھرمل ٹائٹریشن کیلوریمیٹری دیکھیں)۔ اس کے علاوہ کچھ آئی ایم سی آلات گرمی کے بہاؤ کو ریکارڈ کر سکتے ہیں جبکہ وقت کے ساتھ درجہ حرارت آہستہ آہستہ تبدیل (اسکین) ہوتا ہے۔ اسکیننگ کی شرح سست ہونی چاہیے (ca.) آئی ایم سی پیمانے کے نمونے رکھنے کے لیے (مثال کے طور پر۔ چند گرام) گرمی سنک درجہ حرارت کے کافی قریب (<ca. 0. 1 °C)۔ درجہ حرارت کی تیز اسکیننگ تفریقی اسکیننگ کیلوریمیٹری (ڈی ایس سی) آلات کا صوبہ ہے جو عام طور پر بہت چھوٹے نمونوں کا استعمال کرتے ہیں۔ کچھ ڈی ایس سی آلات کو آئی ایم سی موڈ میں چلایا جا سکتا ہے، لیکن اسکیننگ کے لیے درکار چھوٹے ایمپوئل (اور اس لیے نمونہ) سائز آئی ایم سی موڈ میں استعمال ہونے والے ڈی ایس سی آلات کی افادیت اور حساسیت کو محدود کرتا ہے۔ بنیادی طریقہ کار درجہ حرارت کی ترتیب حرارت کے بہاؤ کی شرح (μJ/s = μW) کی پیمائش پہلے ایک مخصوص درجہ حرارت پر آئی ایم سی آلہ تھرموسٹیٹ ترتیب دے کر اور آلہ کے ہیٹ سنک کو اس درجہ حرارت پر مستحکم کرنے کی اجازت دے کر مکمل کی جاتی ہے۔ اگر ایک درجہ حرارت پر کام کرنے والے آئی ایم سی آلے کو نئے درجہ حرارت پر سیٹ کیا جاتا ہے، تو نئے درجہ حرارت کی ترتیب پر دوبارہ استحکام میں کئی گھنٹے لگ سکتے ہیں-یہاں تک کہ ایک دن بھی۔ جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، ایک قطعی طور پر مستحکم درجہ حرارت کا حصول اور دیکھ بھال توسیع شدہ اوقات میں (جیسے کہ ایم یو ڈبلیو رینج میں عین مطابق حرارت کے بہاؤ کی پیمائش حاصل کرنے کے لیے بنیادی ہے۔ دن)۔ نمونے کا تعارف درجہ حرارت کے استحکام کے بعد، اگر بیرونی طور پر تیار کردہ ایمپوئل (یا ایمپوئل طول و عرض کا کوئی ٹھوس نمونہ) استعمال کیا جاتا ہے، تو اسے آہستہ آہستہ متعارف کرایا جاتا ہے (جیسے۔ کسی آلے کے پیمائش کے ماڈیول میں، عام طور پر اسٹیجڈ آپریشن میں) کم کیا جاتا ہے۔ اس کا مقصد اس بات کو یقینی بنانا ہے کہ جب تک ایمپوئل/نمونہ پیمائش کی پوزیشن میں ہو، اس کا درجہ حرارت پیمائش کے درجہ حرارت کے قریب (c. 0.001 °C کے اندر) ہو۔ یہ اس لیے ہے کہ اس کے بعد ماپا جانے والا کوئی بھی حرارت کا بہاؤ نمونے کو مقررہ درجہ حرارت پر لانے کے مسلسل عمل کی بجائے نمونے کی شرح کے عمل کی وجہ سے ہوتا ہے۔ پیمائش کی پوزیشن میں 3-20 ملی لیٹر آئی ایم سی ایمپوئل میں نمونے کو متعارف کرانے کا وقت سی اے ہے۔ کئی آلات میں 40 منٹ۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ کسی بھی عمل سے گرمی کا بہاؤ جو کسی نمونے کے اندر ہوتا ہے اس دوران تعارف کی مدت ریکارڈ نہیں کی جائے گی۔ اگر ایک جگہ پر ایمپوئل استعمال کیا جاتا ہے، اور کچھ ایجنٹ یا نمونہ انجکشن کیا جاتا ہے، تو یہ بھی عدم استحکام کی مدت پیدا کرتا ہے، لیکن یہ ترتیب ca پر ہے۔ 1 منٹ۔ شکل۔ 5 کسی آلے کو مستحکم کرنے کے لیے درکار طویل مدت دونوں کی مثالیں فراہم کرتا ہے اگر کسی ایمپوئل کو براہ راست متعارف کرایا جاتا ہے، اور انجکشن کی وجہ سے عدم استحکام کی مختصر مدت۔ ڈیٹا ریکارڈ کرنا تعارف کے عمل کے بعد، نمونہ حرارت کے بہاؤ کو مسلسل درست طریقے سے ریکارڈ کیا جا سکتا ہے، جب تک کہ یہ دلچسپی کا حامل ہو۔ تحقیقی درجے کے آلات (<± 100 μK/24h) کے انتہائی استحکام کا مطلب ہے کہ درست پیمائش دنوں کی مدت کے لیے کی جا سکتی ہے (اور اکثر کی جاتی ہے)۔ چونکہ حرارت کے بہاؤ کا اشارہ بنیادی طور پر حقیقی وقت میں پڑھنے کے قابل ہوتا ہے، اس لیے یہ فیصلہ کرنے کے لیے ایک ذریعہ کے طور پر کام کرتا ہے کہ دلچسپی کا گرمی کا بہاؤ اب بھی ہو رہا ہے یا نہیں۔ نیز، جدید آلات حرارت کے بہاؤ بمقابلہ وقت کے اعداد و شمار کو کمپیوٹر فائلوں کے طور پر محفوظ کرتے ہیں، لہذا حقیقی وقت اور ماضی سے متعلق گرافک ڈسپلے اور اعداد و شمار کا ریاضیاتی تجزیہ دونوں ممکن ہیں۔ جیسا کہ ذیل میں اشارہ کیا گیا ہے، شرح کے عمل کا تجزیہ کرنے کے طریقہ کار کے طور پر آئی ایم سی کے بہت سے فوائد ہیں، لیکن کچھ انتباہات بھی ہیں جن پر دھیان دیا جانا چاہیے۔ فوائد وسیع پیمانے پر قابل اطلاق کسی بھی شرح کے عمل کا مطالعہ کیا جا سکتا ہے-اگر مناسب نمونے آئی ایم سی انسٹرومنٹ ماڈیول جیومیٹری میں فٹ ہوں گے، اور آئی ایم سی طریقہ کار کے مطابق شرحوں پر آگے بڑھیں گے (اوپر دیکھیں)۔ جیسا کہ ایپلی کیشنز کے تحت دکھایا گیا ہے، آئی ایم سی وٹرو میں شرح کے عمل کی ایک انتہائی وسیع رینج کی مقدار کے لیے استعمال میں ہے۔ پولیمر کے ٹھوس حالت کے استحکام سے (ہارڈیسن اور دیگر۔ 2003) پرجیوی کیڑوں کے خلاف منشیات کے مرکبات کی افادیت (مانیک اور دیگر۔ 2011)۔ آئی ایم سی غیر خصوصیت، پیچیدہ، یا متعدد تعاملات (لیوس اور ڈینیئلز) کی مجموعی شرح کا بھی تعین کر سکتا ہے۔ یہ خاص طور پر تقابلی جانچ کے لیے مفید ہے۔ مجموعی جسمانی کیمیائی استحکام پر مادی ساخت اور/یا من گھڑت عمل کے مختلف امتزاج کے اثرات۔ حقیقی وقت اور مسلسل آئی ایم سی گرمی کے بہاؤ کا ڈیٹا وولٹیج کے اتار چڑھاؤ بمقابلہ وقت کے طور پر حاصل کیا جاتا ہے، جسے کمپیوٹر فائلوں کے طور پر محفوظ کیا جاتا ہے اور اسے بنیادی طور پر حقیقی وقت میں دکھایا جا سکتا ہے-جیسا کہ شرح کا عمل ہو رہا ہے۔ حرارت کے بہاؤ سے متعلق وولٹیج وقت کے ساتھ مسلسل رہتا ہے، لیکن جدید آلات میں اس کا عام طور پر ڈیجیٹل نمونہ لیا جاتا ہے۔ ڈیجیٹل نمونے لینے کی تعدد کو ضرورت کے مطابق کنٹرول کیا جا سکتا ہے-یعنی۔ ڈیٹا فائل کے سائز کو محدود کرنے کے لیے بہتر وقت کے حل یا سست تبدیلیوں کے سست نمونے لینے کے لیے تیز رفتار حرارت کے بہاؤ کی تبدیلیوں کے بار بار نمونے لینا۔ حساس اور تیز آئی ایم سی مختصر وقت (گھنٹے، دن) کے رد عمل کا پتہ لگانے اور ان کی مقدار طے کرنے کے لیے کافی حساس ہے جو طویل وقت (مہینوں) میں صرف چند فیصد رد عمل کا استعمال کرتے ہیں۔ اس طرح آئی ایم سی طویل انتظار سے گریز کرتا ہے جس کی اکثر ضرورت ہوتی ہے جب تک کہ کافی رد عمل پروڈکٹ روایتی (جیسے. کیمیائی) جانچ۔ یہ جسمانی اور حیاتیاتی نمونوں دونوں پر لاگو ہوتا ہے (ایپلی کیشنز دیکھیں)۔ نمونے کے متغیرات اور دلچسپی کے مقرر کردہ درجہ حرارت کے ہر امتزاج پر، آئی ایم سی حرارت کے بہاؤ کی حرکیات اور شرح کے عمل کی مجموعی حرارت کا براہ راست تعین فراہم کرتا ہے۔ یہ فرض کرنے کی کسی بھی ضرورت سے بچتا ہے کہ جب آئی ایم سی پیمائش سے پہلے درجہ حرارت یا دیگر کنٹرول شدہ متغیرات کو تبدیل کیا جاتا ہے تو شرح کا عمل یکساں رہتا ہے۔ آسان تجرباتی متغیرات کے اثر کے موازنہ کے لیے (مثال کے طور پر۔ ابتدائی ارتکاز) شرح کے عمل پر، آئی ایم سی کو کیمیائی یا دیگر جانچ کے طریقوں کی ترقی اور استعمال کی ضرورت نہیں ہے۔ اگر مطلق ڈیٹا کی ضرورت ہو (مثال کے طور پر۔ کسی عمل کے ذریعے تیار کردہ مصنوعات کی مقدار)، پھر جانچ آئی ایم سی کے لیے استعمال ہونے والے نمونوں (اور/یا آئی ایم سی چلانے کے بعد آئی ایم سی نمونوں پر) کے متوازی طور پر کی جا سکتی ہے۔ نتیجہ خیز جانچ کے اعداد و شمار کا استعمال آئی ایم سی کے ذریعہ حاصل کردہ شرح کے اعداد و شمار کو انشانکن کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ غیر مداخلت کرنے والے آئی ایم سی کو مارکر شامل کرنے کی ضرورت نہیں ہے (مثال کے طور پر۔ شرح کے عمل کو پکڑنے کے لیے فلوروسینٹ یا تابکار مادے)۔ غیر ملاوٹ شدہ نمونوں کا استعمال کیا جا سکتا ہے، اور آئی ایم سی رن کے بعد، نمونہ تبدیل نہیں ہوتا ہے (سوائے ان عملوں کے جو ہوئے ہیں)۔ آئی ایم سی کے بعد کے نمونے کو کسی بھی قسم کی جسمانی، کیمیائی، مورفولوجیکل یا دلچسپی کی دیگر تشخیص کا نشانہ بنایا جا سکتا ہے۔ جیسا کہ طریقہ کار کی تفصیل میں اشارہ کیا گیا ہے، جب مہر بند ایمپوئل ڈالنے کا آئی ایم سی طریقہ استعمال کیا جاتا ہے، تو پہلے سی اے کے دوران حرارت کے بہاؤ کو پکڑنا ممکن نہیں ہوتا ہے۔ 40 منٹ جب کہ نمونہ آہستہ آہستہ مقررہ درجہ حرارت پر لایا جا رہا ہو۔ لہذا اس طریقے میں، آئی ایم سی ان عملوں کا مطالعہ کرنے کے لیے بہترین موزوں ہے جو بتائے گئے درجہ حرارت پر آہستہ آہستہ شروع ہوتے ہیں یا آہستہ آہستہ ہوتے ہیں۔ یہ انتباہ اندراج سے پہلے کے وقت پر بھی لاگو ہوتا ہے-یعنی۔ نمونہ تیار کرنے (جس میں شرح کا عمل پھر شروع ہو سکتا ہے) اور آئی ایم سی داخل کرنے کا عمل شروع کرنے (چارلی بوئس اور دیگر) کے درمیان گزرا ہوا وقت۔ 2003)۔ یہ مؤخر الذکر اثر عام طور پر کم کیا جاتا ہے اگر آئی ایم سی کے لیے منتخب کردہ درجہ حرارت کافی زیادہ ہو (مثال کے طور پر۔ 37 °C) اس درجہ حرارت سے جس پر نمونہ تیار کیا جاتا ہے (مثال کے طور پر۔ 25 ڈگری سیلسیس)۔ غیر معمولی ڈیٹا IMC ایک نمونے کے اندر ہونے والے تمام عمل کے نتیجے میں مجموعی حرارت کی پیداوار یا کھپت کو پکڑتا ہے، بشمول مثال کے طور پر نمونہ ایمپوئل کی جسمانی کیمیائی حالت میں ممکنہ تبدیلیاں ؛ مثال کے طور پر۔ دھات کے اجزاء میں تناؤ میں نرمی، پولیمرک اجزاء کی آکسیکرن۔ کلچر میڈیم کی انحطاط جس میں میٹابولزم اور زندہ خلیوں کی نشوونما کا مطالعہ کیا جا رہا ہے۔ اس طرح تجرباتی منصوبہ بندی اور ڈیزائن میں تمام ممکنہ عمل کی نشاندہی کرنے کے لیے بہت احتیاط برتی جانی چاہیے جو ہو رہے ہوں۔ یہ اکثر ضروری ہے کہ ابتدائی مطالعات کو ڈیزائن اور انجام دیا جائے جس کا مقصد منظم طریقے سے اس بات کا تعین کرنا ہے کہ آیا متعدد عمل ہو رہے ہیں اور اگر ایسا ہے تو، مجموعی حرارت کے بہاؤ میں ان کی شراکت۔ غیر معمولی حرارت کے بہاؤ کے اعداد و شمار کو ختم کرنے کے لیے ایک حکمت عملی یہ ہے کہ کسی ایسے نمونے کے لیے گرمی کے بہاؤ کا موازنہ کیا جائے جس میں شرح سود کا عمل ہو رہا ہو اور اس کے ساتھ ایک خالی نمونہ ہو جس میں سود کے نمونے میں موجود ہر چیز شامل ہو-سوائے اس شے کے جو شرح سود کے عمل سے گزرے۔ یہ براہ راست ڈوپلیکس آئی ایم سی ماڈیولز والے آلات کے ساتھ پورا کیا جا سکتا ہے جو دو ایمپوئلز کے درمیان خالص حرارت کے بہاؤ کے فرق کی اطلاع دیتے ہیں۔ درخواستیں آئی ایم سی درخواست کی معلومات کے کچھ خصوصی ذرائع پر بحث کے بعد، شرح کے عمل کے آئی ایم سی تجزیہ کے کئی مخصوص زمروں کا احاطہ کیا گیا ہے، اور ہر زمرے میں حالیہ مثالوں (ادبی حوالوں کے ساتھ) پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔ آئی ایم سی کی درخواست کی معلومات کے خصوصی ذرائع ہینڈ بکس کتابچہ میں ہینڈ بک آف تھرمل اینالیسس اینڈ کیلوریمیٹری کے چار وسیع جلدوں کی فہرست دی گئی ہے: جلد۔ 1 اصول اور عمل (1998)، جلد۔ 2 غیر نامیاتی اور متفرق مواد کے لیے درخواستیں (2003)، جلد۔ 3 پولیمر اور پلاسٹک کے لیے ایپلی کیشنز (2002)، اور جلد۔ میکرو مالیکیولز سے انسان تک (1999)۔ یہ آئی ایم سی ایپلی کیشنز اور سی اے سے پہلے شائع ہونے والی مثالوں کے بارے میں (اور ادب کے حوالے) معلومات کا ایک اہم ذریعہ ہیں۔ 2000. درخواست کے نوٹ کچھ آئی ایم سی آلات بنانے والوں نے درخواست کے نوٹ جمع کیے ہیں، اور انہیں عوام کے لیے دستیاب کرایا ہے۔ نوٹ اکثر (لیکن ہمیشہ نہیں) جریدے کے کاغذات کی موافقت ہوتے ہیں۔ ایک مثال مائیکرو کیلوریمیٹری کمپینڈیم والم ہے۔ I اور II ٹی اے انسٹرومینٹس انکارپوریٹڈ کے ذریعہ پیش کردہ اور کتابچہ میں درج ہیں۔ "پروٹینز" والم میں نوٹوں کا پہلا حصہ ہے۔ I، یہاں دلچسپی کا باعث نہیں ہے، کیونکہ یہ آئسوتھرمل ٹائٹریشن کیلوریمیٹری کو استعمال کرنے والے مطالعات کو بیان کرتا ہے۔ جلد کے بعد کے حصے۔ I، لائف اینڈ بائیولوجیکل سائنسز اور فارماسیوٹیکلز میں آئی ایم سی اور ڈفریٚنشل اسکیننگ کیلوریمیٹری دونوں کے لیے درخواست کے نوٹ ہوتے ہیں۔ جلد۔ مجموعہ کا دوسرا حصہ تقریبا مکمل طور پر آئی ایم سی ایپلی کیشنز کے لیے وقف ہے۔ اس کے حصوں کا عنوان سیمنٹ، توانائی، مواد اور دیگر ہے۔ ان دو مخصوص مجموعوں میں ایک ممکنہ خرابی یہ ہے کہ ان میں سے کسی بھی نوٹ کی تاریخ نہیں ہے۔ اگرچہ یہ مجموعہ 2009 میں شائع ہوا تھا، لیکن کچھ نوٹوں میں آئی ایم سی آلات کی وضاحت کی گئی ہے جو برسوں پہلے استعمال میں تھے اور اب دستیاب نہیں ہیں۔ اس طرح، کچھ نوٹ، اگرچہ اب بھی متعلقہ اور سبق آموز ہیں، اکثر 2000 سے پہلے کیے گئے مطالعات کو بیان کرتے ہیں۔ ایپلی کیشنز کی مثالیں عام طور پر، آئی ایم سی کی ممکنہ ایپلی کیشنز صرف اس شخص کے تخیل سے محدود ہوتی ہیں جو آئی ایم سی کو ایک تجزیاتی ٹول کے طور پر استعمال کرنے کا انتخاب کرتا ہے-موجودہ آئی ایم سی آلات اور طریقہ کار کے ذریعہ پیش کردہ پہلے بیان کردہ رکاوٹوں کے اندر۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ یہ کسی بھی کیمیائی، جسمانی یا حیاتیاتی شرح کے عمل کی نگرانی کے لیے ایک عالمگیر ذریعہ ہے۔ ذیل میں کچھ آئی ایم سی درخواست کے زمرے ہیں جن میں سے ہر ایک میں مثالیں ہیں۔ زیادہ تر زمروں میں، مذکور اور حوالہ شدہ مثالوں کے مقابلے میں بہت زیادہ شائع شدہ مثالیں ہیں۔ زمرے کچھ حد تک من مانی ہوتے ہیں اور اکثر اوورلیپ ہوتے ہیں۔ زمروں کا ایک مختلف مجموعہ اتنا ہی منطقی ہو سکتا ہے، اور مزید زمرے شامل کیے جا سکتے ہیں۔ ٹھوس مواد کی تشکیل آئی ایم سی کا وسیع پیمانے پر استعمال مختلف عملوں کے ذریعے مختلف قسم کے مواد کی تشکیل کی شرحوں کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہ ان عمل کا مطالعہ کرنے کے لیے بہترین موزوں ہے جو آہستہ آہستہ ہوتے ہیں-یعنی۔ گھنٹوں یا دنوں سے زیادہ۔ ایک اہم مثال کیلشیم معدنی سیمنٹ فارمولیشن کے ہائیڈریشن اور سیٹنگ رد عمل کا مطالعہ ہے۔ ایک مقالہ ایک جائزہ فراہم کرتا ہے (گالکی، وغیرہ۔ 2010) اور دوسرا ایک سادہ نقطہ نظر (ایوجو 2003) بیان کرتا ہے۔ دیگر مطالعات آئی آر سپیکٹروسکوپی (یلمین ایٹ ال) کے ساتھ مل کر آئی ایم سی کے ذریعہ فراہم کردہ سیمنٹ ہائیڈریشن کی بصیرت پر مرکوز ہیں۔ 2010) اور سیمنٹ ہائیڈریشن اور ترتیب کے اوقات پر ساختیاتی متغیرات کے اثرات کا مطالعہ کرنے کے لیے آئی ایم سی کا استعمال کرنے پر (Xu et al. 2011)۔ آئی ایم سی کو آسانی سے کیلشیم معدنیات یا دیگر معدنیات کی ہائیڈریشن (معلوم نمی کی ہوا میں) کی شرح اور مقدار کا مطالعہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح کے مطالعے کے لیے معلوم نمی کی ہوا فراہم کرنے کے لیے، سنترپت نمک کے حل کے چھوٹے کنٹینرز کو غیر ہائیڈریٹڈ معدنی نمونے کے ساتھ آئی ایم سی ایمپوئل میں رکھا جا سکتا ہے۔ اس کے بعد ایمپوئل کو سیل کر کے آئی ایم سی آلے میں ڈال دیا جاتا ہے۔ سنترپت نمک کا محلول ایمپوئل میں ہوا کو ایک معروف آر ایچ پر رکھتا ہے، اور نمک کے مختلف عام محلول نمی فراہم کرتے ہیں۔ 32-100% rH۔ اس طرح کے مطالعے مائکرو میٹر سائز کی رینج کیلشیم ہائیڈروکسیپیٹائٹ ذرات اور کیلشیم پر مشتمل بائیو ایکٹیو گلاس "نینو" ذرات (ڈوسٹموہمادی اور دیگر) پر کیے گئے ہیں۔ 2011)۔ استحکام آئی ایم سی مواد میں سست تبدیلیوں کی شرحوں کی تیزی سے مقدار کے لیے موزوں ہے (ولسن اور دیگر۔ 1995)۔ اس طرح کے جائزوں کو مختلف طور پر استحکام، انحطاط، یا شیلف لائف کے مطالعے کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، آئی ایم سی کئی سالوں سے دواسازی کی صنعت میں ٹھوس منشیات کی فارمولیشن کے شیلف لائف اسٹڈیز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے (پیکل اور دیگر۔ 1989، ہینسن اور دیگر۔ 1990، کونگباؤر اور دیگر۔ 1992۔) آئی ایم سی میں روایتی تجزیاتی طریقوں کے مقابلے میں اور کیمیائی جانچ کی تکنیکوں کو استعمال کرنے کی ضرورت کے بغیر مصنوعی شیلف اسٹوریج کے دوران سست انحطاط کا پتہ لگانے کی صلاحیت ہے۔ آئی ایم سی نیفیڈیپائن (ویوڈا اور دیگر) جیسے منشیات کے اکثر فعال طور پر اہم بے ساختہ مواد کا تعین کرنے کے لیے ایک تیز رفتار، حساس طریقہ بھی ہے۔ 2011)۔ صنعتی پولیمر میں سست تبدیلیوں کی شرح کا تیزی سے تعین کرنے کے لیے آئی ایم سی کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، جراحی امپلانٹس کے لیے اکثر استعمال ہونے والے مواد کی گاما تابکاری نس بندی-الٹرا ہائی مالیکیولر ویٹ پولی تھیلین (یو ایچ ایم ڈبلیو پی ای)-پولیمر میں آزاد ریڈیکلز پیدا کرنے کے لیے جانا جاتا ہے۔ نتیجہ سست آکسیکرن اور شیلف یا ویو میں پولیمر کا بتدریج ناپسندیدہ پھٹنا ہے۔ آئی ایم سی آکسیکرن سے متعلق حرارت کا پتہ لگا سکتا ہے اور آکسیکرن کی شرح سی اے کی مقدار مقرر کر سکتا ہے۔ ہوا میں کمرے کے درجہ حرارت پر تابکاری والے UHMWPE میں 1 ٪ سالانہ (چارلی بوئس اور دیگر۔ 2003)۔ ایک متعلقہ مطالعہ میں ایکٹیویشن توانائی کا تعین درجہ حرارت کے سلسلے میں پیمائش سے کیا گیا تھا (ہارڈیسن اور دیگر۔ 2003)۔ آئی ایم سی ان مواد کی "بھاگنے کی صلاحیت" کا اندازہ لگانے میں بھی بہت مفید ہے جو آگ یا دھماکے کے اہم خطرات ہیں۔ مثال کے طور پر، اس کا استعمال کیومین ہائیڈروپروکسائڈ (سی ایچ پی) کی آٹو کیٹالیٹک حرکیات کا تعین کرنے کے لیے کیا گیا ہے، ایک انٹرمیڈیٹ جو کیمیائی صنعت میں استعمال ہوتا ہے اور جس کی اچانک سڑنے سے متعدد آگ اور دھماکے ہوئے ہیں۔ شکل۔ 4 5 مختلف درجہ حرارت (چن اور دیگر) پر سی ایچ پی کے تھرمل سڑنے کی دستاویز کرنے والے آئی ایم سی ڈیٹا کو دکھاتا ہے۔ 2008)۔ حیاتیات اور طب میٹابولزم کی اصطلاح اس شرح کی مقداری پیمائش کے مطالعے کو بیان کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے جس پر حرارت پیدا ہوتی ہے یا کھائی جاتی ہے بمقابلہ وقت خلیوں کے ذریعے (بشمول جرثوموں) کلچر میں، بافتوں کے نمونوں کے ذریعے، یا چھوٹے پورے حیاتیات کے ذریعے۔ جیسا کہ بعد میں بیان کیا گیا ہے، میٹابولزم ایک تشخیصی آلے کے طور پر مفید ہو سکتا ہے ؛ خاص طور پر (اے) کسی مخصوص حالات کے تحت اس کے حرارت کے بہاؤ بمقابلہ وقت کے دستخط سے کسی نمونے کی نوعیت کی نشاندہی کرنا، یا (بی) مثال کے طور پر اس کے اثرات کا تعین کرنا۔ میٹابولک عمل، نامیاتی نمو یا عملداری پر دواسازی کے مرکبات۔ میٹابولزمکس کا تعلق میٹابولومکس سے ہے۔ مؤخر الذکر ان منفرد کیمیائی فنگر پرنٹس کا منظم مطالعہ ہے جو مخصوص سیلولر عمل پیچھے چھوڑ جاتے ہیں۔ ان کے چھوٹے مالیکیول میٹابولائٹ پروفائلز کا مطالعہ۔ جب آئی ایم سی کو میٹابولزم کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو مطالعہ شدہ میٹابولک عمل کی مصنوعات بعد میں میٹابولومکس کے مطالعے کے لیے دستیاب ہوتی ہیں۔ چونکہ آئی ایم سی بائیو کیمیکل یا تابکار مارکر استعمال نہیں کرتا ہے، اس لیے آئی ایم سی کے بعد کے نمونے صرف میٹابولک مصنوعات اور بقیہ کلچر میڈیم (اگر کوئی استعمال کیا گیا تھا) پر مشتمل ہوتے ہیں۔ اگر میٹابولزم اور میٹابولومکس کو ایک ساتھ استعمال کیا جائے تو وہ وٹرو میں ہونے والے میٹابولک عمل کا ایک جامع ریکارڈ فراہم کر سکتے ہیں: اس کی شرح اور توانائی، اور اس کی میٹابولک مصنوعات۔ آئی ایم سی کا استعمال کرتے ہوئے میٹابولزم کا تعین کرنے کے لیے، کسی دیئے گئے آلے کی پتہ لگانے کی حد سے اوپر گرمی کے بہاؤ کا اشارہ پیدا کرنے کے لیے کافی خلیات، ٹشو یا حیاتیات ابتدائی طور پر موجود ہونے چاہئیں (یا بعد میں موجود ہونے چاہئیں اگر آئی ایم سی پیمائش کے دوران نقل ہو رہی ہو)۔ میٹابولزم کے موضوع پر 2002 کا ایک تاریخی عمومی مقالہ ایک بہترین نقطہ نظر فراہم کرتا ہے جس سے آئی ایم سی میٹابولزم کے مطالعے پر غور کیا جاسکتا ہے (بائبلگرافی، ویسٹ، ووڈرف اور براؤن 2002 دیکھیں)۔ یہ بیان کرتا ہے کہ میٹابولک کی شرحیں کس طرح متعلق ہیں اور وہ "مالیکیولز اور مائٹوکونڈریا سے لے کر خلیوں اور ممالیہ جانوروں" تک پوری حد تک کیسے پیمانے پر ہیں۔ آئی ایم سی کے لیے اہم بات یہ ہے کہ مصنفین یہ بھی نوٹ کرتے ہیں کہ اگرچہ ویو میں کسی دی گئی قسم کے ممالیہ خلیے کی میٹابولک شرح جانوروں کے بڑھتے ہوئے سائز (بڑے پیمانے پر) کے ساتھ نمایاں طور پر کم ہوتی ہے، لیکن ڈونر جانور کے سائز کا وٹرو میں کلچر ہونے پر خلیے کی میٹابولک شرح پر کوئی اثر نہیں پڑتا ہے۔ کلچر میں سیل اور ٹشو بائیولوجی ممالیہ خلیوں کی میٹابولک شرح سی اے ہوتی ہے۔ 30 × 10 − 12 ڈبلیو/سیل (فگس۔ کتابچہ میں 2 اور 3: ویسٹ، ووڈرف اور براؤن 2002)۔ تعریف کے مطابق، آئی ایم سی آلات میں کم از کم 1 × 10−6 ڈبلیو (یعنی۔ 1 μW)۔ لہذا، سی اے کی میٹابولک حرارت۔ 33, 000 خلیات کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ اس حساسیت کی بنیاد پر، آئی ایم سی کو سویڈن میں 1970 اور 1980 کی دہائی میں کلچرڈ میملین سیل میٹابولزم کے بڑی تعداد میں ابتدائی مطالعات انجام دینے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ ایک مقالہ (مونٹی 1990) 1990 تک کیے گئے کام کے لیے ایک وسیع رہنما کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس میں وضاحتی متن اور 42 آئی ایم سی مطالعات کے حوالے شامل ہیں جن میں کلچرڈ انسانی اریتھروسائٹس، پلیٹلیٹس، لیمفوسائٹس، لیمفوما خلیات، گرینولوسائٹس، ایڈیپوسائٹس، کنکال کے پٹھوں، اور مایوکارڈیل ٹشو سے گرمی کے بہاؤ کے حوالے شامل ہیں۔ یہ مطالعات اس بات کا تعین کرنے کے لیے کیے گئے تھے کہ آئی ایم سی کو طبی تشخیصی طریقہ کار کے طور پر کیسے اور کہاں استعمال کیا جا سکتا ہے اور/یا صحت مند افراد اور مختلف بیماریوں یا صحت کے مسائل سے دوچار افراد کے خلیوں کے درمیان میٹابولک فرق کے بارے میں بصیرت فراہم کی جا سکتی ہے۔ سی اے کے بعد سے پیش رفت۔ آئی ایم سی میں 2000 (مثال کے طور پر بڑے پیمانے پر متوازی آلات، حقیقی وقت، کمپیوٹر پر مبنی اسٹوریج اور حرارت کے بہاؤ کے اعداد و شمار کے تجزیے) نے کلچرڈ سیل بائیولوجی میں آئی ایم سی کے مزید استعمال کی حوصلہ افزائی کی ہے۔ مثال کے طور پر، اینٹیجن سے پیدا ہونے والے لیمفوسائٹ کے پھیلاؤ (موریگنڈے اور دیگر) کا اندازہ لگانے کے لیے آئی ایم سی کا جائزہ لیا گیا ہے۔ 2009) اور پھیلاؤ کے پہلوؤں کا انکشاف کیا جو روایتی غیر مسلسل تابکار مارکر جانچ کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے نہیں دیکھے گئے۔ آئی ایم سی کو ٹشو انجینئرنگ کے میدان میں بھی لاگو کیا گیا ہے۔ ایک مطالعہ (سینٹورو اور دیگر۔ 2011) نے دکھایا کہ آئی ایم سی کو ترقی کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے (یعنی۔ ٹشو انجینئرنگ کے استعمال کے لیے کاٹے گئے انسانی کونڈروسائٹس کی کلچر میں پھیلاؤ) کی شرح۔ اس سے ظاہر ہوا کہ آئی ایم سی ممکنہ طور پر مختلف گروتھ میڈیا فارمولیشن کی تاثیر کا تعین کرنے کے لیے کام کر سکتا ہے اور یہ بھی طے کر سکتا ہے کہ آیا کسی فرد کے عطیہ کردہ خلیوں کو اتنی مؤثر طریقے سے بڑھایا جا سکتا ہے کہ انہیں انجینئرڈ ٹشو تیار کرنے کے لیے استعمال کرنے پر غور کیا جا سکے۔ آئی ایم سی کا استعمال جراحی امپلانٹ پہنے ہوئے ملبے کے لیے کلچرڈ میکروفیجز کے میٹابولک ردعمل کی پیمائش کے لیے بھی کیا گیا ہے۔ آئی ایم سی نے دکھایا کہ پولی تھیلین کے مائکرو میٹر سائز کی حد کے ذرات کے لیے ردعمل اسی طرح کے سائز کے کو مرکب ذرات (چارلی بوئس اور دیگر) کے مقابلے میں زیادہ مضبوط تھا۔ 2002)۔ ایک متعلقہ مقالہ سرجری اور ادویات میں استعمال ہونے والے مصنوعی ٹھوس مواد کے میدان میں آئی ایم سی کے اطلاق کے عمومی موضوع کا احاطہ کرتا ہے (لیوس اور ڈینیئلز 2003)۔ کم از کم دو مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ آئی ایم سی ٹیومر پیتھولوجی میں کافی مفید ثابت ہو سکتا ہے۔ ایک مطالعہ (بیک مین 1990) میں، معطلی میں کلچر شدہ ٹی-لمفوما خلیوں کی حرارت کی پیداوار کی شرح کی پیمائش کی گئی۔ درجہ حرارت اور پی ایچ میں تبدیلیوں نے نمایاں تغیرات کو جنم دیا، لیکن ہلچل کی شرح اور خلیوں کا ارتکاز نہیں ہوا۔ ممکنہ تشخیصی استعمال کا مزید براہ راست مطالعہ (کالر ہاف اور دیگر۔ 1996) نے امید افزا نتائج پیش کیے۔ مطالعہ شدہ یورو جینیٹل ٹشو بائیوپسی کے نمونوں کے لیے، نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ "مہلک ٹشو کی واضح طور پر اعلی میٹابولک سرگرمی کی بنیاد پر مائیکرو کیلوریمیٹرک پیمائش کے ذریعے عام اور ٹیومر ٹشو کے نمونوں کے درمیان فرق کرنا ممکن ہے۔ مزید برآں، مائیکرو کیلوریمیٹری ٹشو کے نمونوں کو ان کی ہسٹولوجیکل گریڈنگ میں تفریق اور درجہ بندی کی اجازت دیتی ہے۔ ٹاکسیکولوجی 2012 تک، آئی ایم سی کلچرڈ سیل ٹاکسیکولوجی میں بڑے پیمانے پر استعمال نہیں ہوا ہے حالانکہ یہ 1980 کی دہائی سے وقتا فوقتا اور کامیابی سے استعمال ہوتا رہا ہے۔ آئی ایم سی ٹاکسیکولوجی میں فائدہ مند ہوتا ہے جب حقیقی وقت میں کلچرڈ سیل میٹابولزم کا مشاہدہ کرنا اور ممکنہ طور پر زہریلے ایجنٹ کے ارتکاز کے فنکشن کے طور پر میٹابولک زوال کی شرح کی مقدار طے کرنا مطلوب ہوتا ہے۔ ابتدائی رپورٹوں میں سے ایک (اینکرسٹ اور دیگر۔ 1986) کا ٹاکسیکولوجی میں آئی ایم سی کے استعمال کا مطالعہ انسانی میلانوما خلیوں کے خلاف اینٹی باڈی پر منحصر سیلولر ٹاکسیکٹی (اے ڈی سی سی) کا ایک مطالعہ تھا جس میں اینٹی سیرم، مونوکلونل اینٹی باڈیز اور پردیی خون کے لیمفوسائٹس کے مختلف امتزاج بطور افیکٹر خلیات تھے۔ میلانوما سیل میٹابولک گرمی کے بہاؤ بمقابلہ بند ایمپوئلز میں وقت کی حرکیات کو 20 گھنٹوں کے لیے ماپا گیا۔ مصنفین نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ "مائیکرو کیلوریمیٹری سائٹوٹوکسائٹی کینیٹکس کے تجزیے کے لیے ایک حساس اور خاص طور پر موزوں طریقہ ہے"۔ آئی ایم سی کا استعمال ماحولیاتی زہریلا سائنس میں بھی کیا جا رہا ہے۔ ایک ابتدائی مطالعہ (تھورن 1992) میں MnO2، TiO2 اور SiO2 (سلیکا) کے ذرات کے الوولر میکروفیجز کے مونو لیئرز کے خلاف زہریلا پن کا جائزہ لیا گیا۔ آئی ایم سی کے نتائج فلوروسین ایسٹر سٹیننگ اور خوردبین تصویری تجزیہ کے ذریعے حاصل کردہ نتائج کے مطابق تھے-سوائے اس کے کہ آئی ایم سی نے کوارٹز کے زہریلے اثرات دکھائے جو تصویری تجزیہ کے ذریعے قابل فہم نہیں تھے۔ یہ مؤخر الذکر مشاہدہ-معروف الوئولر اثرات کے مطابق-مصنفین کو اشارہ کرتا ہے کہ آئی ایم سی ایک زیادہ حساس تکنیک تھی۔ بہت زیادہ حال ہی میں (لیو اور دیگر۔ 2007)، آئی ایم سی کو متحرک میٹابولک ڈیٹا فراہم کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے جو پوٹاشیم کرومیٹ سے سی آر (VI) کے فائبربلاسٹ کے خلاف زہریلا ہونے کا اندازہ کرتا ہے۔ شکل۔ 5 سی آر (VI) کے اثرات کا اندازہ لگانے سے پہلے کلچرڈ فائبر بلاسٹس سے میٹابولک حرارت کے بہاؤ کا تعین کرنے والے بنیادی نتائج کو ظاہر کرتا ہے۔ مصنفین نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ "مائکرو کیلوریمیٹری میٹابولک processes.in.living خلیوں کی پیمائش کے لیے ایک آسان اور آسان تکنیک معلوم ہوتی ہے۔ معیاری بائیواسے کے طریقہ کار کے برعکس، یہ تکنیک زندہ خلیوں کے میٹابولزم کی مسلسل پیمائش کی اجازت دیتی ہے۔ اس طرح ہم نے دکھایا ہے کہ سی آر (VI) انسانی فائبر بلاسٹ کے میٹابولک راستوں اور خاص طور پر گلوکوز کے استعمال کو متاثر کرتا ہے۔ سادہ بند ایمپوئل آئی ایم سی کا بھی استعمال کیا گیا ہے اور امیدوار جراحی امپلانٹ مواد کی کلچرڈ سیل زہریلا کا اندازہ لگانے کے لیے اس کی وکالت کی گئی ہے-اور اس طرح یہ بائیوکومپٹیبلٹی اسکریننگ کے طریقہ کار کے طور پر کام کرتا ہے۔ ایک مطالعہ میں (Xie et al. 2000) کلچر میں پورسین رینٹل ٹیوبلر خلیات کو "مائیکرو پلیٹس" کی شکل میں پولیمر اور ٹائٹینیم دھات دونوں کے سامنے رکھا گیا تھا جن کی سطح کے علاقے چند سینٹی میٹر 2 کے معلوم تھے۔ مصنفین نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ آئی ایم سی "ایک تیز رفتار طریقہ ہے، جو چلانے میں آسان ہے اور اچھی تولیدی صلاحیت کے ساتھ ہے۔ موجودہ طریقہ زیادہ تر معاملات میں چپکے ہوئے خلیوں کی مقدار کے لیے زیادہ وقت طلب روشنی اور الیکٹران خوردبین تحقیقات کی جگہ لے سکتا ہے۔ ایک اور امپلانٹ مواد کے مطالعہ میں (دوستمہمدی اور دیگر۔ 2011) تیزی سے بڑھتی ہوئی خمیر کلچر اور انسانی کونڈروسائٹ کلچر دونوں کو کیلشیم ہائیڈروکسیپیٹائٹ (ایچ اے) اور بائیو ایکٹیو (کیلشیم پر مشتمل) سلیکا گلاس کے ذرات (قطر <50 مائیکرو میٹر) کا سامنا کرنا پڑا۔ شیشے کے ذرات ذرات کے ارتکاز کو بڑھانے کے ایک فنکشن کے طور پر خمیر کی نشوونما کو سست یا کم کرتے ہیں۔ ایچ اے کے ذرات کا اثر بہت کم تھا اور اس نے کبھی بھی اسی ارتکاز پر خمیر کی نشوونما کو مکمل طور پر کم نہیں کیا۔ کونڈروسائٹ کی نشوونما پر دونوں ذرہ اقسام کے اثرات استعمال شدہ ارتکاز پر کم سے کم تھے۔ مصنفین نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ "بائیو ایکٹیو گلاس اور ہائیڈروکسیپیٹائٹ ذرات جیسے ذرات کی سائٹوٹوکسائٹی کا اندازہ مائیکرو کیلوریمیٹری طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے۔ یہ بائیو میٹریلز بائیو مطابقت اور سائٹوٹوکسائٹی کے ان وٹرو مطالعہ کے لیے ایک جدید طریقہ ہے جسے پرانے روایتی جانچ کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مائیکرو بائیولوجی میں آئی ایم سی کے استعمال کو بیان کرنے والی مائیکرو بائیولوجی اشاعت 1980 کی دہائی میں شروع ہوئی (جیسپرن 1982)۔ جبکہ کچھ آئی ایم سی مائکروبیولوجی مطالعات کو وائرس (ہینگ اور دیگر) پر ہدایت کی گئی ہے۔ 2005) اور فنگی (اینٹوسی اور دیگر۔ 1997)، زیادہ تر بیکٹیریا سے متعلق رہے ہیں۔ ایک حالیہ مقالہ (Braissant et al. 2010) مائکروبیولوجی میں آئی ایم سی میٹابولزم کے طریقوں کا عمومی تعارف اور طبی اور ماحولیاتی مائکروبیولوجی میں ایپلی کیشنز کا جائزہ فراہم کرتا ہے۔ مقالہ یہ بھی بتاتا ہے کہ کس طرح کلچر میں بیکٹیریا کے لیے حرارت کے بہاؤ بمقابلہ وقت کے اعداد و شمار ایک عین مطابق اظہار ہیں-جیسا کہ وہ وقت کے ساتھ ہوتے ہیں-مائکروجنزم میٹابولک سرگرمی میں اتار چڑھاؤ اور کسی دیئے گئے میڈیم میں نقل کی شرح (شکل۔ 6)۔ عام طور پر، بیکٹیریا تقریبا 1/10 ممالیہ خلیوں کے سائز کے ہوتے ہیں اور شاید 1/10 اتنا ہی میٹابولک heat-i.e پیدا کرتے ہیں۔ سی۔ 3x10−12 ڈبلیو/سیل۔ اس طرح، ممالیہ خلیوں کے مقابلے میں (اوپر دیکھیں) ca. 10X اتنے ہی بیکٹیریا-ca. 330, 000-پتہ لگانے کے قابل گرمی کا بہاؤ پیدا کرنے کے لیے موجود ہونا چاہیے-یعنی۔ 1 ایم کیو ڈبلیو۔ تاہم، بہت سے بیکٹیریا ممالیہ خلیوں کے مقابلے کلچر میں زیادہ تیزی سے شدت کے آرڈرز کی نقل کرتے ہیں، اکثر منٹوں کے معاملے میں ان کی تعداد کو دوگنا کر دیتے ہیں (بیکٹیریل گروتھ دیکھیں)۔ نتیجے کے طور پر، کلچر میں بیکٹیریا کی ایک چھوٹی سی ابتدائی تعداد اور آئی ایم سی کے ذریعہ ابتدائی طور پر ناقابل شناخت تیزی سے ایک قابل شناخت تعداد پیدا کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، ہر 20 منٹ میں دوگنا ہونے والے 100 بیکٹیریا 4 گھنٹے سے بھی کم وقت میں 330,000 سے زیادہ بیکٹیریا پیدا کریں گے اور اس طرح آئی ایم سی سے معلوم ہونے والا گرمی کا بہاؤ ہوگا۔ نتیجتا، آئی ایم سی کا استعمال طبی شعبے میں بیکٹیریا کا آسان، تیزی سے پتہ لگانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ مثالوں میں انسانی خون کے پلیٹلیٹ کی مصنوعات (ٹرامپوز اور دیگر) میں بیکٹیریا کا پتہ لگانا شامل ہے۔ 2007) اور پیشاب (بونکٹ اور دیگر۔ 2011) اور تپ دق کا تیزی سے پتہ لگانا (بریسینٹ اور دیگر۔ 2010، روڈریگز اور دیگر۔ 2011)۔ شکل۔ 7 ایک کلچر میڈیم پر مشتمل بند آئی ایم سی ایمپوئل میں موجود بیکٹیریا کی ابتدائی مقدار کے فنکشن کے طور پر تپ دق کے بیکٹیریا کا پتہ لگانے کے اوقات کی ایک مثال دکھاتا ہے۔ بند ایمپوئلز میں گروتھ میڈیا میں جرثوموں کے لیے، آئی ایم سی ہیٹ فلو ڈیٹا کو بنیادی مائکروبیل گروتھ پیرامیٹرز کا قریب سے اندازہ لگانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ ترقی کی شرح اور زیادہ سے زیادہ ترقی کی شرح حاصل کرنے سے پہلے وقفے کے مرحلے کا مدت کا وقت۔ یہ ان پیرامیٹرز کے بنیادی تجزیے کا ایک اہم خصوصی اطلاق ہے جس کی وضاحت پہلے کی گئی ہے (جائزہ: حاصل کردہ ڈیٹا)۔ بدقسمتی سے، آئی ایم سی ادب میں کچھ شائع شدہ مقالے موجود ہیں جن میں بند ایمپوئلز میں حرارت کے بہاؤ کے اعداد و شمار اور مائکروبیل نمو کے درمیان تعلق کو غلط سمجھا گیا ہے۔ تاہم، 2013 میں ایک وسیع وضاحت شائع کی گئی تھی، جس میں (اے) آئی ایم سی کے حرارت کے بہاؤ کے اعداد و شمار اور مائکروبیل نمو کے درمیان تعلق کی تفصیلات، (بی) ریاضیاتی ماڈلز کا انتخاب جو مائکروبیل نمو کو بیان کرتا ہے اور (سی) ان ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے آئی ایم سی کے اعداد و شمار سے مائکروبیل نمو کے پیرامیٹرز کا تعین (بریسینٹ وغیرہ) بیان کیا گیا تھا۔ 2013)۔ فارماکوڈینامکس بیکٹیریا کی نشوونما کا پتہ لگانے اور اس کی مقدار طے کرنے کی آئی ایم سی کی صلاحیت کی منطقی توسیع میں، اینٹی بائیوٹکس کی معروف تعداد کو بیکٹیریل کلچر میں شامل کیا جا سکتا ہے، اور اس کے بعد آئی ایم سی کو عملداری اور نشوونما پر ان کے اثرات کی مقدار طے کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بند ایمپوئل آئی ایم سی آسانی سے بنیادی فارماکولوجیکل معلومات حاصل کر سکتا ہے۔ کسی مخصوص جاندار کی نشوونما کو روکنے کے لیے درکار اینٹی بائیوٹک کی کم از کم روک تھام (ایم آئی سی)۔ اس کے علاوہ یہ بیک وقت متحرک ترقی کے پیرامیٹرز فراہم کر سکتا ہے-وقفہ وقت اور زیادہ سے زیادہ ترقی کی شرح (شکل دیکھیں۔ 2، ہویل اور دیگر۔ 2011، بریسینٹ اور دیگر۔ 2013)، جو عمل کے طریقہ کار کا جائزہ لیتا ہے۔ جراثیم کش عمل (دیکھیں جراثیم کش) کی نشاندہی اینٹی بائیوٹک کے ارتکاز میں اضافے کے فنکشن کے طور پر وقفے کے وقت میں اضافے سے ہوتی ہے، جبکہ بیکٹیریوسٹیٹک عمل (دیکھیں بیکٹیریوسٹیٹک ایجنٹ) کی نشاندہی ارتکاز کے ساتھ نمو کی شرح میں کمی سے ہوتی ہے۔ اینٹی بائیوٹک تشخیص کے لیے آئی ایم سی کے نقطہ نظر کا مظاہرہ کئی قسم کے بیکٹیریا اور اینٹی بائیوٹکس کے لیے کیا گیا ہے۔ 2009)۔ بند ایمپوئل آئی ایم سی بیکٹیریا کے عام اور مزاحم تناؤ جیسے اسٹیفیلوکوکس اوریئس (وان آہ اور دیگر) کے درمیان بھی تیزی سے فرق کر سکتا ہے۔ 2008، بالڈونی اور دیگر۔ 2009)۔ آئی ایم سی کا استعمال دانتوں کے امپلانٹ مواد (Astasov-Frauenhoffer et al.) پر عمل پیرا منہ کے بیکٹیریا کی عملداری پر جراثیم کش ادویات کے اثرات کا اندازہ لگانے کے لیے بھی کیا گیا ہے۔ 2011)۔ ایک متعلقہ ابتدائی مطالعہ میں، آئی ایم سی کا استعمال دانتوں کے بیکٹیریا کے شیشے سے چپکنے کی گرمی کی پیمائش کے لیے کیا گیا تھا (ہاؤزر-گیرسپچ اور دیگر۔ 2008)۔ چند گھنٹوں کے اندر کلچر میں ٹیومر کے خلیوں پر اینٹی ٹیومر دوائیوں کے اثرات کا تعین کرنے کے لیے آئی ایم سی کے یکساں کامیاب استعمال کا مظاہرہ کیا گیا ہے (شون اور وڈسو 1988)۔ بند ایمپوئل نقطہ نظر کے بجائے، ایک آئی ایم سی سیٹ اپ استعمال کیا گیا جس نے ہلچل مچانے والے نمونوں میں منشیات کے انجیکشن کی اجازت دی۔ 2013 تک، آئی ایم سی کو مائکروبیل اسٹڈیز کے مقابلے میں وٹرو فارماکوڈینامک اسٹڈیز میں ممالیہ سیل میں کم وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ ملٹی سیلولر حیاتیات زندہ ملٹی سیلولر حیاتیات کے میٹابولزم کا مطالعہ کرنے کے لیے آئی ایم سی کا استعمال کرنا ممکن ہے-اگر وہ اتنے چھوٹے ہوں کہ انہیں آئی ایم سی ایمپوئلز میں رکھا جا سکے (لیمپریکٹ اینڈ بیکر 1988)۔ وینٹیلیٹنگ حرکات کے دوران کیڑوں کے پیوپا میٹابولزم کے بارے میں آئی ایم سی کے مطالعے کیے گئے ہیں (ہارک اور دیگر۔ 1996) اور پیپل کی نشوونما پر کیمیائی ایجنٹوں کے اثرات (کوسک اور دیگر۔ 1995)۔ آئی ایم سی نیماتوڈ کیڑے کے میٹابولزم (بریک مین اور دیگر) پر بڑھاپے کے اثرات کا اندازہ لگانے میں بھی موثر ثابت ہوا ہے۔ 2002)۔ آئی ایم سی اشنکٹبندیی پرجیوی کیڑوں (مینک اور دیگر) پر دواسازی کے اثرات کے ان وٹرو تشخیص کے لیے بھی انتہائی مفید ثابت ہوا ہے۔ 2011-1، مانیک اور دیگر۔ 2011-2، کرچوفر اور دیگر۔ 2011)۔ ان مطالعات کی ایک دلچسپ خصوصیت کیڑے پر مشتمل مہر بند ایمپوئلز میں دواسازی کو متعارف کرانے کے لیے ایک سادہ دستی انجیکشن سسٹم کا استعمال ہے۔ اس کے علاوہ، آئی ایم سی نہ صرف ادویات کی وجہ سے وقت کے ساتھ عام میٹابولک کمی کو دستاویز کرتا ہے، بلکہ کیڑے کی موٹر سرگرمی کی مجموعی تعدد اور وقت کے ساتھ اس کے طول و عرض میں کمی کو بھی ظاہر کرتا ہے جیسا کہ حرارت کے بہاؤ کے اعداد و شمار میں اتار چڑھاؤ سے ظاہر ہوتا ہے۔ ماحولیاتی حیاتیات اپنی استعداد کی وجہ سے، آئی ایم سی پودوں اور ماحولیاتی حیاتیات کے شعبوں میں ایک موثر ذریعہ بن سکتا ہے۔ ابتدائی مطالعہ میں (ہینسن اور دیگر۔ 1989)، لارچ ٹری کلون ٹشو کے نمونوں کی میٹابولک شرح کی پیمائش کی گئی۔ یہ شرح طویل مدتی درخت کی نشوونما کی شرح کی پیش گوئی کرتی تھی، کسی دیئے گئے درخت کے نمونوں کے لیے مستقل تھی اور مختلف درختوں سے کلون کی طویل مدتی نشوونما میں معلوم تغیرات کے ساتھ مطابقت رکھتی پائی گئی۔ بیکٹیریل آکسیلوٹروفک میٹابولزم ماحول میں، خاص طور پر مٹی میں عام ہے۔ آکسیلوٹروفک بیکٹیریا آکسیلیٹ کو واحد کاربن اور توانائی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ بند امپول آئی ایم سی کا استعمال آکسیلوٹروفک مٹی کے بیکٹیریا کی میٹابولزم کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا جو پوٹاشیم آکسیلیٹ پر مشتمل ایک بہتر میڈیم کے سامنے واحد کاربن ماخذ اور ایک ماڈل مٹی (براوو اور دیگر) دونوں کے سامنے تھا۔ 2011)۔ ایک بہتر میڈیم کا استعمال کرتے ہوئے، مٹی کے بیکٹیریا کے چھ مختلف اقسام کی نشوونما کی آسانی سے نگرانی کی گئی اور ایک مدت کے دنوں میں دوبارہ پیدا کرنے کے قابل مقدار اور فرق کیا گیا۔ ماڈل مٹی میں بیکٹیریل میٹابولک حرارت کے بہاؤ کی آئی ایم سی پیمائش زیادہ مشکل تھی، لیکن تصور کا ثبوت دکھایا گیا۔ مون دودھ ایک سفید، کریمی مواد ہے جو غاروں میں پایا جاتا ہے۔ یہ چونا پتھر سے نکلنے والا ایک غیر سخت، باریک کرسٹل ہے اور یہ بنیادی طور پر کیلشیم اور/یا میگنیشیم کاربونیٹس پر مشتمل ہے۔ اس کی تشکیل میں جرثومے شامل ہو سکتے ہیں۔ مون دودھ کی ساخت اور ساخت کے معیاری جامد کیمیائی اور خوردبین تجزیہ سے مون دودھ میں مائکروبیل سرگرمیوں کا اندازہ لگانا مشکل ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے بند ایمپوئل آئی ایم سی کا استعمال کیا گیا ہے (بریسینٹ، بائنڈشیڈلر اور دیگر۔ 2011)۔ مون دودھ پر کیموہیٹروٹروفک مائکروبیل کمیونٹیز کی شرح نمو کا تعین کرنا کاربن کے مختلف ذرائع کے مصنوعی مرکب کے اضافے کے بعد ممکن تھا جو برف پگھلنے یا بارش کی وجہ سے مون دودھ کے ساتھ رابطے میں لائے جائیں گے۔ میٹابولک سرگرمی زیادہ تھی اور کچھ مٹی میں پائی جانے والی سرگرمی سے موازنہ کی جا سکتی تھی۔ ہیرس اور دیگر۔ (2012)، مختلف کھاد ان پٹ نظاموں کا مطالعہ کرتے ہوئے، پتہ چلا کہ، جب فی یونٹ مٹی مائکروبیل بائیو ماس کے طور پر حرارت کی پیداوار کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے، تو نامیاتی کھاد نظاموں کے تحت مائکروبیل کمیونٹیز غیر نامیاتی نظاموں کے مقابلے میں کم فضلہ گرمی پیدا کرتی ہیں۔ فوڈ سائنس آئی ایم سی کو فوڈ سائنس اور ٹیکنالوجی میں متنوع استعمال کے لیے دکھایا گیا ہے۔ ایک جائزہ (واڈسو اور گیلنڈو 2009) سبزیوں کے کاٹنے والے زخم کی تنفس، بلانچنگ سے خلیوں کی موت، دودھ کے خمیر، مائکروبیولوجیکل بگاڑ کی روک تھام، تھرمل ٹریٹمنٹ اور شیلف لائف کا اندازہ لگانے میں کامیاب ایپلی کیشنز پر تبادلہ خیال کرتا ہے۔ ایک اور اشاعت (گیلینڈو اور دیگر۔ 2005) کم سے کم پروسیس شدہ پھلوں اور سبزیوں کے ذخیرہ کرنے کے دوران معیار کی تبدیلیوں کی نگرانی اور پیش گوئی کے لیے آئی ایم سی کے کامیاب استعمال کا جائزہ لیتا ہے۔ آئی ایم سی دودھ میں اورٹک ایسڈ (اناستاسی اور دیگر) کے لیے انزیمیٹک جانچ کو پورا کرنے میں بھی موثر ثابت ہوا ہے۔ 2000) اور پھلوں، شرابوں اور دیگر مشروبات میں مالیک ایسڈ اور کاسمیٹک مصنوعات (انٹونیلی اور دیگر۔ 2008)۔ آئی ایم سی کا استعمال تازہ کٹے ہوئے آلو پر اینٹی براؤننگ ایجنٹوں کی افادیت کا اندازہ لگانے کے لیے بھی کیا گیا ہے۔ 2007)۔ آئی ایم سی اس بات کا اندازہ لگانے میں بھی موثر ثابت ہوا ہے کہ کم توانائی والے پلسڈ الیکٹرک فیلڈز (پی ای ایف) جو کے بیجوں کے شگوفہ کی گرمی کو کس حد تک متاثر کرتے ہیں-مالٹیڈ مشروبات (ڈائیمیک اور دیگر) تیار کرنے میں ان کے استعمال کے سلسلے میں اہم ہے۔ 2012)۔ کیلوریمیٹری کیمیائی تھرموڈینامکس تفریقی اسکیننگ کیلوریمیٹری آئسوتھرمل ٹائٹریشن کیلوریمیٹری شرح مساوات سورپشن کیلوریمیٹری تھرمل تجزیہ تھرمو الیکٹرک اثر کتابچہ گلاسسٹون ایس، لیڈلر کے جے، ایرنگ ایچ (1941) شرح کے عمل کا نظریہ: کیمیائی رد عمل، چپچپا پن، پھیلاؤ اور برقی کیمیائی مظاہر کی حرکیات۔ میک گرا ہل (نیویارک)۔ 611 پی۔ جانسن ایف ایچ، ایرنگ ایچ، سٹوور بی جے (1974) حیاتیات اور طب میں شرح کے عمل کا نظریہ۔ ولی (نیویارک)، 703 پی۔ لاوویسیئر اے اینڈ لیپلیس پی ایس (1780) میموائر سر لا چیلیور۔ اکیڈمی آف سائنسز، پیرس۔ براؤن ایم ای، ایڈیٹر (1998) جلد۔ 1 اصول اور عمل (691 پی۔ )، ہینڈ بک آف تھرمل اینالیسس اینڈ کیلوریمیٹری میں۔ گلاگر پی کے (سیریز ایڈیٹر)۔ ایلسیویئر (لندن)۔ براؤن ایم ای اور گیلاگر پی کے، ایڈیٹرز (2003) جلد۔ 2 غیر نامیاتی اور متفرق مواد کے لیے استعمال (905 پی۔ )، ہینڈ بک آف تھرمل اینالیسس اینڈ کیلوریمیٹری میں۔ گلاگر پی کے (سیریز ایڈیٹر)۔ ایلسیویئر (لندن)۔ چینگ ایس زیڈ ڈی، ایڈیٹر (2002) جلد۔ 3 پولیمر اور پلاسٹک کے لیے استعمال (828 پی۔) ہینڈ بک آف تھرمل اینالیسس اینڈ کیلوریمیٹری۔ گلاگر پی کے (سیریز ایڈیٹر)۔ ایلسیویئر (لندن)۔ کیمپ آر بی، ایڈیٹر (1999) جلد۔ 4 میکرو مالیکیولز سے انسان تک (1032 پی۔ )، ہینڈ بک آف تھرمل اینالیسس اینڈ کیلوریمیٹری میں۔ گلاگر پی کے (سیریز ایڈیٹر)۔ ایلسیویئر (لندن)۔ مائیکرو کیلوریمیٹری مجموعہ جلد۔ 1: پروٹین، لائف اینڈ بائیولوجیکل سائنسز، فارماسیوٹیکلز (2009)۔ ٹی اے انسٹرومینٹس انکارپوریٹڈ (نیو کیسل ڈی ای، یو ایس اے)۔ مائیکرو کیلوریمیٹری مجموعہ جلد۔ 2: سیمنٹ، توانائی، مواد، دیگر (2009)۔ ٹی اے انسٹرومینٹس انکارپوریٹڈ (نیو کیسل ڈی ای، یو ایس اے)۔ حوالہ جات بیرونی روابط آئی ایم سی آلات، لوازمات، سپلائیز، اور سافٹ ویئر کیلمیٹریکس ٹی اے انسٹرومینٹس سیٹارام سمسل فلو ایڈسورپشن مائیکرو کیلوریمیٹر انسٹرومنٹ کنفیگریشن مائیکروسکال لمیٹڈ (آرکائیو شدہ 2005) حیاتیاتی عمل کیلوریمیٹری کیمیائی عمل ہیٹ ٹرانسفر میٹریل سائنس کے لیے کچھ ذرائع