बायोल्युमिनेसेंस इमेजिंग

बायोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग (BLI) एक ऐसी तकनीक है जिसे पिछले कुछ दशकों (1990 के दशक और उसके बाद) में विकसित किया गया है। यह तकनीक चल रही जैविक प्रक्रियाओं का बिना शल्यक्रिया (नॉन-इनवेसिव) अध्ययन करने की अनुमति देती है।

हाल ही में, बायोल्यूमिनेसेंस टोमोग्राफी (BLT) भी संभव हो गई है और इसके कई सिस्टम व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हो चुके हैं।

सन् 2011 में, PerkinElmer ने Caliper Life Sciences से बायोल्यूमिनेसेंस वाले सबसे लोकप्रिय ऑप्टिकल इमेजिंग सिस्टमों की एक श्रृंखला का अधिग्रहण किया।

पृष्ठभूमि

बायोल्युमिनेसेंस जीवित जीवों में प्रकाश उत्सर्जन की प्रक्रिया है। बायोल्युमिनेसेंस इमेजिंग कई जीवों में से एक से देशी प्रकाश उत्सर्जन का उपयोग करता है जो बायोल्यामिनेस, जिसे ल्यूसिफ़ेरेस एंजाइम के रूप में भी जाना जाता है।^[1]^[2]^[3] तीन मुख्य स्रोत उत्तरी अमेरिकी फायरफ्लाई, समुद्री पैंसी (और संबंधित समुद्री जीव) और फोटोरहबडस लुमिनेसेन्स और विब्रियो फिशरी जैसे बैक्टीरिया हैं। ल्युमिनेसेंट प्रोटीन को कूटबद्ध करने वाले डी. एन. ए. को या तो एक वायरल वेक्टर के माध्यम से या एक ट्रांसजेनिक जानवर बनाकर प्रयोगशाला पशु में शामिल किया जाता है। कैंसर प्रसार के कृन्तक मॉडल का अध्ययन बायोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग के माध्यम से किया जा सकता है, उदाहरण के लिए स्तन कैंसर मेटास्टेसिस के माउस मॉडल के लिए।

उपरोक्त तीन समूहों से प्राप्त प्रणालियाँ प्रमुख तरीकों से भिन्न होती हैंः

फायरफ्लाई ल्यूसिफ़ेरेज़ के लिए इमेजिंग से पहले विषय में डी-ल्यूसिफ़ेरिन का इंजेक्शन लगाने की आवश्यकता होती है। अधिकतम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य लगभग 560 एनएम है। ऊतकों में नीले-हरे प्रकाश के क्षीण होने के कारण, लाल-बदलाव (इस उत्सर्जीवन में। अन्य प्रणालियों की तुलना में) विवो में फायरफ्लाई ल्यूसिफ़ेरेज़ का पता लगाने को अधिक संवेदनशील बनाता है।
रेनीला ल्यूसिफ़ेरेज़ (सी पैनसी से) को इसके सब्सट्रेट, कोएलेंटेराज़िन को भी इंजेक्शन देने की आवश्यकता होती है। ल्यूसिफेरिन के विपरीत, कोएलेंटेराज़िन की जैव उपलब्धता कम है (संभवतः MDR1 के कारण इसे स्तनधारी कोशिकाओं से बाहर ले जाने के कारण) । इसके अतिरिक्त, अधिकतम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य लगभग 480 एनएम है।
बैक्टीरियल ल्यूसिफ़ेरेज़ का एक लाभ यह है कि इसे व्यक्त करने के लिए उपयोग किया जाने वाला लक्स ऑपरॉन सब्सट्रेट बायोसिंथेसिस के लिए आवश्यक एंजाइमों को भी कूटबद्ध करता है। हालांकि मूल रूप से केवल प्रोकैरियोटिक जीवों में कार्यात्मक माना जाता है, जहां इसका व्यापक रूप से बायोलुमिनेसेंट रोगजनकों के विकास के लिए उपयोग किया जाता है, इसे स्तनधारी अभिव्यक्ति प्रणालियों में भी काम करने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर किया गया है।^[4]^[5] इस ल्यूसिफ़ेरेज़ अभिक्रिया की चरम तरंगदैर्ध्य लगभग 490 एनएम है।

जबकि बायोल्युमिनेसेंस से उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा आम तौर पर छोटी होती है और मानव आंख द्वारा पता नहीं लगाया जाता है, एक अति-संवेदनशील सीसीडी कैमरा बाहरी सहूलता बिंदु से बायोल्यामिनेसेंस की छवि ले सकता है।

आवेदन

बीएलआई के सामान्य अनुप्रयोगों में संक्रमण के विवो अध्ययन शामिल हैं (बायोलुमिनेसेंट रोगजनकों के साथ कैंसर की प्रगति (बायोल्युमिनेसेंट कैंसर सेल लाइन विवो उपयोग करना और पुनर्गठन कैनेटीक्स (बायोलुमिनिसेंट स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करना) ।^[6]^[7]

यूटी साउथवेस्टर्न मेडिकल सेंटर के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि बायोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग का उपयोग कैंसर की दवाओं की प्रभावशीलता को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है जो ट्यूमर की रक्त आपूर्ति को रोकती है। तकनीक के लिए रक्तप्रवाह में ल्यूसिफेरिन जोड़ने की आवश्यकता होती है, जो इसे पूरे शरीर की कोशिकाओं तक ले जाता है। जब ल्यूसिफेरिन उन कोशिकाओं तक पहुंचता है जिन्हें फायरफ्लाई जीन ले जाने के लिए बदल दिया गया है, तो वे कोशिकाएं प्रकाश का उत्सर्जन करती हैं।^[8]

जानवरों की सतह पर मापा गया डेटा से बायोल्यूमिनेसेंट अणुओं के वितरण के 3 डी पुनर्निर्माण की बीएलटी व्युत्क्रम समस्या स्वाभाविक रूप से खराब स्थिति में है। बी. एल. टी. का उपयोग करते हुए पहला छोटा पशु अध्ययन 2005 में दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स, यू. एस. ए. के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था। इस विकास के बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन में कई शोध समूहों ने बी. एल. टी. को सक्षम बनाने वाली प्रणालियाँ बनाई हैं।

सरसों के पौधों में वह जीन होता है जो मक्खियों की पूंछ को चमकाता है ताकि छूने पर पौधे चमक सकें। प्रभाव एक घंटे तक रहता है, लेकिन चमक देखने के लिए एक यू. टी. आर.-संवेदनशील कैमरे की आवश्यकता होती है।^[9]

ऑटोलुमिनोग्राफ

एक ऑटोलुमिनोग्राफ एक प्रकाश उत्सर्जक वस्तु को सीधे फिल्म के एक टुकड़े पर रखकर बनाई गई एक तस्वीर है। एक प्रसिद्ध उदाहरण 1986 में साइंस पत्रिका में प्रकाशित एक ऑटोलुमिनोग्राफ है, जिसमें कोडक एकटाक्रोम 200 फिल्म पर रखे गए फायरफ्लाइज के ल्यूसिफ़ेरेस जीन वाले एक चमकते ट्रांसजेनिक तंबाकू पौधे का उल्लेख है।^[10]

प्रेरित चयापचय बायोलुमिनेसेंस इमेजिंग

प्रेरित चयापचय बायोलुमिनेसेंस इमेजिंग (आईएमबीआई) का उपयोग जैविक ऊतकों के चयापचय स्नैपशॉट प्राप्त करने के लिए किया जाता है।^[11] मेटाबोलाइट्स जिन्हें आई. एम. बी. आई. के माध्यम से मापा जा सकता है उनमें ग्लूकोज, लैक्टेट, पायरूवेट, ए. टी. पी., ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, या डी2-हाइड्रॉक्सीग्लूट्यूरेट शामिल हैं।^[12] आईएमबीआई का उपयोग ट्यूमर की लैक्टेट एकाग्रता को निर्धारित करने या मस्तिष्क के चयापचय को मापने के लिए किया जा सकता है।^[12]^[11]

संदर्भ

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आगे पढ़ें

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