آشنایی با سیستم نوری فلوسایتومتری

مقدمه‌ای بر سیستم نوری فلوسایتومتری

زیر سیستم اپتیک فلوسایتومتری نقش مهمی در تشخیص و تجزیه و تحلیل سیگنال های تولید شده از برهمکنش بین سلول و نور لیزر ایفا می کند. در ادامه، به اجزاء و عملکردهای مختلف زیر سیستم اپتیک در فلوسایتومتری خواهیم پرداخت.

اجزای زیر سیستم نوری فلوسایتومتری

زیر سیستم نوری یک فلوسایتومتری از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است که با هم کار می کنند تا سلول ها یا ذرات را در یک جریان سیال شناسایی و تجزیه و تحلیل کنند. در هسته زیر سیستم اپتیک، لیزرها قرار دارند که منبع تحریک فلوسایتومتری را فراهم می کنند. این لیزرها نورهایی با طول موج های خاص را برای تحریک فلوروفورهای موجود در سلول ها یا ذرات ساطع می کنند. لیزرهای مختلف با طول موج های مختلف برای تحریک فلوروفورهای مختلف استفاده می شود که این موضوع امکان تشخیص همزمان چندین پارامتر را فراهم می کند.

نور لیزر از طریق مجموعه ای از فیلترها و آینه های نوری هدایت می شود تا آن را در یک نقطه متمرکز کند و با جریان سیال حاوی سلول ها یا ذرات برخورد کند. پرتو لیزر باعث می‌شود که فلوروفورها موجود روی سلول‌ها یا داخل آن ها نور را در طول موج‌های مشخصی ساطع کنند. نور ساطع شده سپس توسط یک سری لنزها و فتودتکتورها در ذیل سیستم اپتیک جمع‌آوری می‌شود.

لیزرها در فلوسایتومتری

یکی از اجزای کلیدی فلوسایتومتری، لیزر است. لیزرها برای تحریک فلوروفورهایی که به سلول‌ها یا ذرات متصل هستند، استفاده می‌شود و باعث می‌شود آنها نور در طول موج‌های خاص ساطع کنند.

فلوروفورهای مختلف نور را در طول موج های مختلف ساطع می کنند و به محققان این امکان را می دهند که نشانگرهای سلولی مختلف را برچسب گذاری کنند و چندین پارامتر را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کنند.

انتخاب طول موج لیزر بستگی به فلوروفورهای خاصی دارد که مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما لیزرهای رایج شامل بنفش، آبی، سبز، زرد و قرمز هستند.

مزایای تعدد لیزرها

استفاده از لیزر در فلوسایتومتری مزایای متعددی دارد: اول از همه، لیزرها پرتوهای نور بسیار متمرکز را ارائه می دهند که برای تهییج فلوروکروم ها ضروری است. این موضوع امکان تشخیص آنتی ژن های با فراوانی پائین و جمعیت های سلولی کمیاب را فراهم می کند، که ممکن است برای درک مکانیسم های بیماری یا نظارت بر پاسخ های درمانی بسیار مهم باشد.

علاوه بر این، لیزرها در فلوسایتومتری، تجزیه و تحلیل پارامترهای متعدد را در یک آزمایش واحد امکان پذیر می کنند. با استفاده از طول موج‌ها و آشکارسازهای مختلف، محققان می‌توانند ویژگی‌های سلولی مختلف مانند اندازه سلول، میزان تخلخل و سطوح بیان پروتئین‌های سطحی و داخلی خاص را اندازه‌گیری کنند.

این تجزیه و تحلیل چندپارامتری تصویری جامع از جمعیت سلولی ارائه می‌دهد که امکان پروفایل‌سازی دقیق فنوتیپی و عملکردی را فراهم می‌کند.

در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های فناوری لیزر، قابلیت‌های فلوسایتومتری را بیشتر کرده است. توسعه لیزرهای حالت جامد، مانند لیزرهای دیود نیمه هادی، پایداری، قابلیت اطمینان و کارایی فلوسایتومتری ها را بهبود بخشیده است. این لیزرها کنترل دقیقی بر روی طول موج و توان خروجی ارائه می دهند که امکان اندازه گیری دقیق و تکرارپذیرتر را فراهم می کند.

علاوه بر این، ادغام چندین لیزر در سیستم‌های فلوسایتومتری، دامنه فلوروفورهایی را که می‌توان به طور همزمان شناسایی کرد، گسترش داده است. فلوسایتومتری چند رنگ که با استفاده از لیزرهای متعدد با طول موج های مختلف فعال می شود، امکان تجزیه و تحلیل جمعیت های سلولی پیچیده با وضوح و حساسیت بالا را فراهم می کند. این قابلیت به ویژه در کاربردهای بالینی مانند ایمونوفنوتایپینگ ارزشمند است.

قسمت کالکشن زیر سیستم نوری

یکی از بخش های زیر سیستم اپتیک، قسمت کالکشن است که وظیفه تمرکز نور ساطع شده از سلول ها یا ذرات و هدایت این نورها به فتودتکتور را بر عهده دارد. کارایی کالکشن برای به حداکثر رساندن حساسیت و وضوح فلوسایتومتری بسیار مهم است.

قسمت کالکشن معمولاً از لنزها و فیلترهایی تشکیل شده اند که برای جمع آوری موثر نور ساطع شده و هدایت آن به سمت فتودتکتورها طراحی شده اند. این فتودتکتورها با توجه به بازده کوانتومی اسامی مختلفی دارند که از جمبه آن ها PMTها، فتودایودها و اوالانچ فتو دایودها هستند.

PMTها به دلیل حساسیت بالا و زمان پاسخ سریع، فتودتکتورهایی هستند که معمولاً در فلوسایتومتری مورد استفاده قرار می گیرند. PMTها، نور ساطع شده را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند که می تواند تقویت و تجزیه و تحلیل شود تا اطلاعات مربوط به سلول ها یا ذرات را استخراج کند.

سیگنال های تولید شده توسط فتودتکتورها توسط نرم افزار فلوسایتومتری پردازش و تجزیه و تحلیل می شوند که پارامترهای مختلفی مانند شدت فلورسانس، اندازه سلول ها یا ذرات و پیچیدگی درونی آنها را محاسبه می کند. این پارامترها می‌توانند اطلاعات ارزشمندی در مورد ویژگی‌های سلول‌ها یا ذرات آنالیز شده، مانند بیان نشانگرهای زیستی خاص یا زنده ماندن آن‌ها، ارائه دهند.

به طور خلاصه، زیر سیستم اپتیک یک فلوسایتومتری نقش مهمی در تشخیص و تجزیه و تحلیل سلول ها یا ذرات درون یک جریان سیال ایفا می کند. با استفاده از لیزرها، منشورها و آینه ها، فتودتکتورها، زیر سیستم اپتیک محققان و پزشکان را قادر می سازد تا به طور دقیق ویژگی های سلول ها یا ذرات را در سطح تک سلولی تجزیه و تحلیل کنند. پیشرفت‌های مداوم در فناوری اپتیک منجر به پیشرفت‌های قابل‌توجهی در حساسیت، وضوح و قابلیت‌های مالتی پلکس فلوسایتومتری ها شده است و آنها را به دستگاه ی ضروری در تحقیقات بیولوژیکی و تشخیص بالینی تبدیل کرده است.

همچنین بخوانید: