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बायोफ्लुइडिक्स के माध्यम से बेहतर बायोप्सीज

Anonim

बायोप्सी निश्चित रूप से कैंसर जैसी बीमारियों का निदान करने के लिए एक स्वर्ण मानक हैं। आम तौर पर, डॉक्टर केवल ऊतक के द्वि-आयामी स्नैपशॉट ले सकते हैं, और वे प्रोटीन के स्तर को मापने की उनकी क्षमता में सीमित हैं जो निदान की बेहतर व्याख्या कर सकते हैं।

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लेकिन अब, शोधकर्ताओं ने ऊतक के त्रि-आयामी एटलस प्राप्त करने के लिए एक नई विधि विकसित की है जो ऊतक संरचना और इसकी आणविक प्रोफ़ाइल दोनों डेटा को शामिल करने में अधिक जानकारी प्रदान करती है। वे एआईपी पब्लिशिंग से जियोमिक्रोफ्लुइडिक्स पत्रिका में अपने परिणामों की रिपोर्ट करते हैं।

नोट्रे डेम विश्वविद्यालय में केमिकल एंड बायोमेलिक्यूलर इंजीनियरिंग विभाग के एक सहायक प्रोफेसर यिर्मयाह ज़र्टमैन ने कहा, "कभी-कभी, यह एक एकल द्वि-आयामी टुकड़ा से स्पष्ट नहीं है कि स्थानीय मेटास्टेसिस हो रहा है या नहीं।" "अतिरिक्त त्रि-आयामी जानकारी होने से कुछ मामलों में चीजें कम अस्पष्ट हो सकती हैं।"

पारंपरिक तरीकों से, रोगविज्ञानी आमतौर पर ऊतक के पतले, द्वि-आयामी स्लाइस लेते हैं और कोशिकाओं को दागने के लिए हेमेटोक्साइलिन और ईओसीन (एच एंड ई) का उपयोग करते हैं। हेमेटोक्साइलीन नाभिक नीला हो जाता है जबकि ईसीन अन्य सेलुलर घटकों को गुलाबी बनाता है, जिससे डॉक्टरों को सेलुलर संरचना देखने और कैंसर के लक्षणों की पहचान करने में सक्षम बनाता है। ज़र्टमैन ने कहा कि कैंसर और अन्य बीमारियों का निदान करने के लिए यह सोने का मानक है।

लेकिन इसकी सीमाएं हैं। एक सपाट छवि ऊतक के आकार और वक्रता के बारे में कुछ भी प्रकट नहीं कर सकती है, और प्रक्रिया अपरिहार्य रूप से नमूने को नष्ट कर देती है। कभी-कभी नमूना अधिक नहीं होता है, और डॉक्टर राशि को सीमित करना चाहते हैं क्योंकि बायोप्सी रोगी के लिए दर्दनाक हो सकता है।

द्वि-आयामी स्लाइस भी सीमित करते हैं कि कितनी जानकारी निकाली जा सकती है। यदि चिकित्सक या शोधकर्ता विशिष्ट प्रोटीन के स्थान को डाई के साथ टैग करके पहचानना चाहते हैं, उदाहरण के लिए, वे फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोप की सीमाओं के कारण केवल कुछ ही समय के लिए ऐसा कर सकते हैं। अगर वे अतिरिक्त प्रोटीन पर डेटा चाहते हैं, तो उन्हें अभी तक एक और टुकड़ा चाहिए।

हालांकि, नई तकनीक इन कमियों से बचाती है। यह एक माइक्रोफ्लुइडिक दृष्टिकोण है, जिसमें नमूना एक छोटे से कक्ष के अंदर एक स्पष्ट चिप पर रखा जाता है जो कि एक डाइम से बड़ा नहीं होता है। संलग्नक ऊतक को अपने आकार और संरचना को बनाए रखने देता है, जो धुंधला और इमेजिंग के कई राउंड को सक्षम बनाता है। संकीर्ण चैनल रासायनिक समाधान को ऊतक में इंजेक्शन देने की अनुमति देते हैं।

वे समाधान डॉक्टरों या शोधकर्ताओं को ऊतक में सहकर्मी करने में सक्षम करते हैं। सबसे पहले, उन्हें लिपिड, एक प्रकार का फैटी अणु निकालना होता है जो ऊतक अपारदर्शी बनाता है। फिर, वे विशिष्ट प्रोटीन को टैग करने के लिए फ्लोरोसेंट रंगों का उपयोग कर सकते हैं जो बीमारियों के लिए मार्कर हो सकते हैं। चूंकि नमूना चिप में संरक्षित है, शोधकर्ता क्वेंचिंग नामक विधि का उपयोग करके उन दागों को साफ़ कर सकते हैं, और प्रोटीन का एक और सेट टैग कर सकते हैं। सिद्धांत रूप में, ज़र्टमैन ने कहा, शोधकर्ता इस प्रक्रिया को दोहरा सकते हैं और रंगों की इंद्रधनुष उत्पन्न कर सकते हैं जो पूरे ऊतक में कोशिकाओं के भीतर दर्जनों प्रोटीन की सापेक्ष मात्रा की पहचान करते हैं।

चिप नमूना का दीर्घकालिक भंडारण भी प्रदान करता है, जो बाद में विश्लेषण के लिए अनुमति देता है। इसके कॉम्पैक्ट आकार में रसायनों की थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है, जो संभावित रूप से लागत में कटौती कर सकती हैं। भविष्य के डिजाइन में धुंधला विश्लेषण स्वचालित करने के लिए नियंत्रण उपकरण शामिल होंगे। डॉक्टर या शोधकर्ता बस चिप लेते हैं और इसे अपने उपकरणों में डाल देते हैं, इसे चालू करते हैं, और डेटा एकत्र करते हैं।

जबकि विधि के व्यक्तिगत पहलू नए नहीं हैं, इसकी विशिष्टता सब कुछ एक साथ रखने से आता है। ज़र्टमैन ने कहा, "यह समृद्ध डेटा सेट प्रदान करने वाली माइक्रोबायप्सिस की त्रि-आयामी इमेजिंग को सक्षम करने के लिए एक मंच में विभिन्न दृष्टिकोणों को जोड़ रहा है।"

अब तक, डेविड होलज़ले, सियुआन झांग और ज़र्टमैन समेत शोधकर्ताओं की एक टीम, जिनमें से सभी नोट्रे डेम में हैं, ने सबूत-सिद्धांत सिद्धांत प्रदर्शन किया है। उनके प्रयोग, जिसमें उन्होंने कई प्रकार के चूहों के ऊतक पर विभिन्न दागों का उपयोग किया, दिखाते हैं कि त्रि-आयामी छवियों को स्लाइस में बनाया जा सकता है जो कि बायोप्सी की परंपरागत छवियों से गुणात्मक रूप से मेल खाते हैं - नई तकनीक में संक्रमण को आसान बनाते हैं। शोधकर्ता अब अन्य संग्रहित ऊतकों के साथ काम करने के लिए प्रक्रिया को संशोधित कर रहे हैं, एक स्वचालित प्रक्रिया विकसित कर रहे हैं, और विस्तृत नक्शा प्रदान करने के लिए एक बार में अधिक प्रोटीन दागने की योजना बनाते हैं जो ऊतक के भीतर सेल आकार और प्रोटीन के स्तर दोनों को व्यक्त करता है।

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कहानी स्रोत:

अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. कोडी नारसीसो, केली आर। कैड्रिक, विक्टोरिया ज़ेलमेर, टेरेसा ब्रिटो-रॉबिन्सन, पावेल ब्रोडस्की, डेविड जे। होल्ज़ल, सियुआन झांग, यिर्मयाह जे। ज़र्टमैन। Microbiopsies के लिए ऑन-चिप त्रि-आयामी ऊतक हिस्टोलॉजीबायोमिक्रोफ्लुइडिक्स, 2016; 10 (2): 021101 डीओआई: 10.1063 / 1.4 9 41708