सेल छँटाई

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सेल सॉर्टिंग वह प्रक्रिया है जिसके माध्यम से एक विशेष सेल प्रकार को उसके भौतिक या जैविक गुणों, जैसे आकार, रूपात्मक पैरामीटर, व्यवहार्यता और बाह्य और इंट्रासेल्युलर प्रोटीन अभिव्यक्ति दोनों के आधार पर नमूने में शामिल अन्य से अलग किया जाता है। छँटाई के बाद प्राप्त सजातीय कोशिका जनसंख्या का उपयोग अनुसंधान, निदान और चिकित्सा सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।[1]


तरीके

कोशिका छँटाई के तरीके दो प्रमुख श्रेणियों में आते हैं: फ़्लो साइटॉमेट्री (FACS) और इम्यूनोमैग्नेटिक कोशिका छँटाई।[2] हालाँकि, कई वर्षों के शोधन और कोशिका पृथक्करण की बढ़ती माँग के कारण, शोधकर्ता माइक्रोफ्लुइडिक छँटाई उपकरणों को विकसित करने के लिए काम कर रहे हैं, जिनमें मुख्य प्रकार की प्रतिदीप्ति-सक्रिय कोशिका छँटाई और इम्यूनोमैग्नेटिक कोशिका छँटाई विधियों की तुलना में कई लाभ हैं।

प्रतिदीप्ति-सक्रिय

Main article: Flow cytometry
आरेख ए: नकारात्मक चयन के लिए प्रतिदीप्ति सहायता प्राप्त सेल छँटाई।

प्रतिदीप्ति-सक्रिय सेल सॉर्टिंग, को फ्लो साइटोमेट्री सेल सॉर्टिंग के रूप में भी जाना जाता है, या आमतौर पर संक्षिप्त नाम एफएसीएस द्वारा जाना जाता है, जो बेक्टन डिकिंसन एंड कंपनी का ट्रेडमार्क है। प्रतिदीप्ति सक्रिय कोशिका छँटाई रूपात्मक मापदंडों और कई बाह्य और अंतःकोशिकीय प्रोटीनों की अभिव्यक्ति के आधार पर कोशिकाओं को अलग करने के लिए प्रवाह साइटोमेट्री का उपयोग करती है। यह विधि मल्टीपैरामीटर सेल छंटाई की अनुमति देती है और इसमें कोशिकाओं को छोटी तरल बूंदों में समाहित करना शामिल होता है जिन्हें चुनिंदा विद्युत आवेश दिया जाता है और बाहरी विद्युत क्षेत्र द्वारा क्रमबद्ध किया जाता है। प्रतिदीप्ति सक्रिय सेल छँटाई में कई प्रणालियाँ हैं जो रुचि की घटनाओं की सफल छँटाई प्राप्त करने के लिए एक साथ काम करती हैं। इनमें फ्लुइडिक, ऑप्टिकल और इलेक्ट्रोस्टैटिक सिस्टम शामिल हैं। द्रव प्रणाली को छोटी समान बूंदों में तरल धारा से एक सटीक समयबद्ध ब्रेक स्थापित करना होता है, ताकि व्यक्तिगत कोशिकाओं वाली बूंदों को इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से विक्षेपित किया जा सके। [2]रिचर्ड स्वीट के आविष्कार पर आधारित,[3] सेल सॉर्टर के तरल जेट की बूंदों का निर्माण नोजल छिद्र के बाहर निकलने पर एक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के कंपन द्वारा स्थिर होता है। गड़बड़ी तेजी से बढ़ती है और सटीक समय के साथ बूंदों में जेट के टूटने का कारण बनती है। रुचि की एक कोशिका जिसे क्रमबद्ध किया जाना चाहिए, उसे संवेदन क्षेत्र में मापा जाता है और धारा के नीचे ब्रेकऑफ़ बिंदु तक ले जाया जाता है। अक्षुण्ण तरल जेट से कोशिका सहित बूंद को अलग करने के दौरान, तरल जेट को एक वोल्टेज पल्स दिया जाता है ताकि रुचि की कोशिकाओं वाली बूंदों को छँटाई के लिए दो विक्षेपण प्लेटों के बीच एक विद्युत क्षेत्र में विक्षेपित किया जा सके। फिर बूंदों को विक्षेपण प्लेटों के नीचे रखी संग्रह ट्यूबों या वाहिकाओं द्वारा पकड़ा जाता है।[2]

फ्लो साइटोमेट्री सेल सॉर्टिंग एक या कई सतह मार्करों के अनुसार बहुत उच्च विशिष्टता उत्पन्न करती है, लेकिन एक सीमा उन कोशिकाओं की संख्या से बनती है जिन्हें एक कार्य-दिवस के दौरान संसाधित किया जा सकता है। इस कारण से इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग द्वारा रुचि की आबादी के पूर्व-संवर्धन पर अक्सर विचार किया जाता है, खासकर जब लक्ष्य कोशिकाएं तुलनात्मक रूप से दुर्लभ होती हैं और कोशिकाओं के एक बड़े बैच को संसाधित किया जाना चाहिए। इसके अलावा, फ्लो साइटोमेट्री सेल सॉर्टर जटिल उपकरण हैं जो आम तौर पर केवल फ्लो साइटोमेट्री सुविधाओं या अच्छी तरह से सुसज्जित प्रयोगशालाओं में अच्छी तरह से प्रशिक्षित कर्मचारियों द्वारा उपयोग किए जाते हैं और, चूंकि वे आम तौर पर आकार में बड़े होते हैं, इसलिए उन्हें जैविक सुरक्षा के अंदर रखना हमेशा संभव नहीं होता है। अलमारी। इसलिए, नमूना बाँझपन सुनिश्चित करना हमेशा संभव नहीं होता है और, चूंकि द्रव प्रणालियों को साफ किया जा सकता है लेकिन यह एकल-उपयोग नहीं है, इसलिए नमूनों के बीच क्रॉस-संदूषण की संभावना है। विचार करने योग्य एक अन्य पहलू यह है कि उपकरण के अंदर बूंदों के निर्माण से एरोसोल का निर्माण हो सकता है जो संक्रामक नमूनों का उपयोग करते समय ऑपरेटर के लिए खतरनाक है। ये अंतिम विचार विशेष महत्व के हैं जब सेल सॉर्टिंग का उपयोग नैदानिक ​​​​अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए सेल थेरेपी और इसलिए इसे गुड मैनुफैक्चरिंग प्रैक्टिस (जीएमपी) शर्तों के तहत किया जाना चाहिए। शोधकर्ता बहु-रंग पैनलों को डिजाइन करने के लिए विभिन्न प्रकार के फ्लोरोसेंट रंगों का उपयोग कर सकते हैं ताकि एक साथ कई, सटीक रूप से परिभाषित सेल-प्रकारों की सफल छंटाई प्राप्त की जा सके। आरेख ए नकारात्मक कोशिका चयन (अवांछित समूह) की प्रतिदीप्ति-सक्रिय सेल छँटाई दिखाता है और आरेख बी सकारात्मक कोशिका चयन (वांछित समूह) की एफएसीएस दिखाता है।

आरेख बी: सकारात्मक चयन के लिए प्रतिदीप्ति सहायता प्राप्त सेल छँटाई।

सेल सॉर्टिंग में फ्लोरोसेंट रंग

फ्लोरोसेंट रंग बहुत अलग तरीके से कार्य कर सकते हैं। आम तौर पर, एक फ्लोरोसेंट डाई एक प्रकाश स्रोत (एक लेजर) द्वारा एक विशेष तरंग दैर्ध्य पर उत्तेजित होगी और कम ऊर्जा और लंबी तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करेगी। सबसे आम रंग कोशिकाओं पर मौजूद एंटीजन से बंधने का काम करते हैं। लक्षित सामान्य एंटीजन विभेदीकरण क्लस्टर (सीडी) हैं।[4] ये एक निश्चित प्रकार की कोशिका के लिए विशिष्ट होते हैं। यदि आप पहचान सकते हैं कि आपकी रुचि की कोशिकाओं पर कौन सी सीडी प्रस्तुत की गई है, तो आप अपने नमूने को उसके लिए विशिष्ट फ्लोरोसेंट डाई से दाग सकते हैं और रुचि की आबादी को अलग करने के लिए फ्लोरोसेंस-सक्रिय सेल सॉर्टिंग का उपयोग कर सकते हैं। हालाँकि, कई अन्य तंत्र हैं जिनके द्वारा फ्लोरोसेंट रंग कार्य कर सकते हैं।

कुछ रंग झिल्लियों में फैलने में सक्षम होते हैं। डाई की इस संपत्ति का लाभ उठाकर, उपयोगकर्ता इंट्रासेल्युलर गतिविधि के साथ-साथ प्रोटीन की सतह-अभिव्यक्ति को भी चिह्नित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, मृत कोशिकाओं में, प्रोपीडियम आयोडाइड (पीआई) नाभिक में प्रवेश कर सकता है जहां यह डीएनए से जुड़ जाता है। पीआई के फ्लोरोसेंट सिग्नल का उपयोग कोशिका चक्र विश्लेषण के लिए डीएनए सामग्री को निर्धारित करने या नमूने में मृत कोशिकाओं की पहचान करने के लिए किया जा सकता है।

फॉर्मेल्डिहाइड में कोशिकाओं को ठीक करने और व्यवहार्य कोशिकाओं को खोने के बजाय गतिज इंट्रासेल्युलर गतिविधि को चिह्नित करने के लिए कुछ फ्लोरोसेंट रंगों का उपयोग किया जा सकता है। नीचे दी गई तालिका उन रंगों की रूपरेखा प्रस्तुत करती है जिनका उपयोग ऑक्सीडेटिव तनाव के कारण होने वाले साइटोटोक्सिसिटी के कई मापदंडों को मापने के लिए किया जा सकता है।

Dye Parameter Mechanism of Action Excitation/ Emission
DCFH-DA Reactive Oxygen Species

(ROS)

Deacetylated to

2’7’ dichlorofluorescin which reacts with ROS under radical conditions to 2’7 dichlorofluorescein (DCF)

488 nm/525 nm
Rh123 Mitochondria Membrane Potential

(MMP)

Sequestered by active mitochondria 488 nm/525 nm
Indo-1 AM Calcium Levels Emits at two different wavelengths depending on presence of calcium ions 350 nm/[400 nm/485 nm]
PI Live/Dead Permeates dead cells only and binds to DNA 488 nm/675 nm

यह प्रायोगिक सेटअप फ्लो साइटोमेट्री की क्षमता का सिर्फ एक उदाहरण है। एफएसीएस प्रणालियों में, इन विशिष्ट कोशिकाओं को आगे के प्रयोगों के लिए क्रमबद्ध और शुद्ध किया जा सकता है।

इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग

Main article: Magnetic-activated cell sorting

एमएसीएस

इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग को इम्यूनोमैग्नेटिक सेल पृथक्करण, इम्यूनोमैग्नेटिक सेल संवर्धन, या चुंबकीय-सक्रिय सेल सॉर्टिंग के रूप में भी जाना जाता है, और आमतौर पर इसे संक्षिप्त नाम एमएसीएस द्वारा जाना जाता है जो मिल्टेनी जीएमबीएच का ट्रेडमार्क है। इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग चुंबकीय क्षेत्र से गुजरने वाले मोतियों को अलग करने पर आधारित है। विभिन्न प्रकार की कंपनियाँ कोशिका आबादी को बढ़ाने या कम करने के लिए अलग-अलग समाधान पेश करती हैं। इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग कोशिका-सतह प्रोटीन अभिव्यक्ति (एंटीजन) के आधार पर कोशिकाओं के विषम मिश्रण को समृद्ध करने की एक विधि प्रदान करती है। यह तकनीक लक्ष्य कोशिका आबादी पर एंटीजन के लिए विशिष्ट mAbs के लिए छोटे, निष्क्रिय, अति-चुंबकीय कणों के जुड़ाव पर आधारित है। इन एंटीबॉडी-बीड संयुग्मों पर लेबल की गई कोशिकाओं को फेरोमैग्नेटिक मैट्रिक्स वाले कॉलम के माध्यम से अलग किया जाता है। मैट्रिक्स पर एक चुंबकीय क्षेत्र लगाने से, मोती स्तंभ के अंदर मैट्रिक्स से चिपक जाते हैं और मनका ले जाने वाली कोशिकाओं को गुजरने से रोक दिया जाता है। बिना लेबल वाली कोशिकाएं मैट्रिक्स से गुजर सकती हैं और फ्लो-थ्रू में एकत्रित हो जाती हैं। स्तंभ में फंसी कोशिकाओं को हटाने के लिए, चुंबकीय क्षेत्र को आसानी से हटा दिया जाता है। इसलिए इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग कोशिकाओं के सकारात्मक संवर्धन या कमी के लिए विभिन्न रणनीतियों को सक्षम बनाती है।[2] इम्यूनोमैग्नेटिक मोती छोटे होते हैं और आमतौर पर डाउनस्ट्रीम परख में हस्तक्षेप नहीं करते हैं, हालांकि कुछ अनुप्रयोगों के लिए उन्हें हटाना आवश्यक हो सकता है। इस पृथक्करण विधि का उपयोग करके सेल संख्या को बढ़ाने से प्रसंस्करण समय में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है और यदि सेल सॉर्टिंग जैव सुरक्षा कैबिनेट के अंदर की जाती है तो नमूने की बाँझपन की गारंटी होती है। दूसरी ओर, यह तकनीक केवल एक मार्कर के आधार पर कोशिकाओं को अलग करने की अनुमति देती है और यह प्रोटीन अभिव्यक्ति (मात्रात्मक विश्लेषण) के विभिन्न स्तरों के बीच भेदभाव करने में सक्षम नहीं है। विशेष रूप से एनपीसी (तंत्रिका पूर्वज कोशिका) संस्कृतियों के साथ उपयोग किए जाने पर इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग फायदेमंद साबित हुई है, क्योंकि इसे प्रबंधित करना आसान है और जीवित कोशिकाओं को न्यूनतम नुकसान होता है।[5] एनपीसी संस्कृतियों के साथ काम करना विशेष रूप से कठिन है क्योंकि जीवित मस्तिष्क कोशिकाएं संवेदनशील होती हैं और एक दूसरे को दूषित करती हैं।[5] स्पष्ट परिणाम प्राप्त करने के लिए, प्रयोगशालाओं को क्लीनर सामग्री की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है अधिक शुद्ध एनपीसी लाइनें।[5] 2019 में किए गए एक अध्ययन (न्यूयॉर्क स्टेम सेल फाउंडेशन और एसोसिएशन फॉर फ्रंटोटेम्पोरल डिजनरेशन के फंडिंग समर्थन के साथ) में पाया गया कि इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग सेल लाइनों को न्यूनतम नुकसान के साथ ऐसी शुद्धता प्राप्त करने का एक सस्ता, सरल तरीका है, जिससे बेहतर गुणवत्ता बनी रहती है। कोशिकाएं, अधिक सजातीय एनपीसी एकत्र कर रही हैं, और तंत्रिका संबंधी विकारों के लिए प्रभावी उपचार खोजने की संभावना बढ़ा रही हैं।[5] उन्होंने प्रत्येक विधि की व्यवहार्यता की तुलना करने के लिए कम-एफ़िनिटी तंत्रिका विकास कारक रिसेप्टर- (मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं के लिए उपयोगी मार्कर) और CD133+ (कैंसर स्टेम कोशिकाओं के लिए मार्कर) को फ़िल्टर करने के लिए इम्यूनोमैग्नेटिक और प्रतिदीप्ति-सक्रिय दोनों तरीकों का उपयोग किया।[5] इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग का उपयोग प्रजनन (कृत्रिम गर्भाधान) और रेटिना प्रत्यारोपण उपचार में सहायता के लिए भी किया गया है।[6][7] प्रजनन में सहायता के मामले में, एपोप्टोटिक शुक्राणु कोशिकाओं (मृत या क्षतिग्रस्त कोशिकाओं) को अलग कर दिया जाता है ताकि अधिक गैर-एपोप्टोटिक शुक्राणु (गैर-खंडित) कोशिकाओं को एकत्र किया जा सके और विषय की प्रजनन क्षमता को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जा सके।[6]बार-बार किए जाने पर इस प्रकार का उपचार अधिक प्रभावी साबित होता है, जिससे गर्भाधान के दौरान मौजूद गैर-एपोप्टोटिक कोशिकाओं की मात्रा बढ़ जाती है।[6]

फ्रांस में 2018 में किए गए एक अध्ययन (कई व्यक्तियों और एजेंसियों के सहयोग से: पेरिस में विजन संस्थान और रेटिना फ्रांस एसोसिएशन) ने चूहों और इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग विधि का उपयोग करके दिखाया कि फोटोरिसेप्टर (रेटिना में कोशिकाएं जो प्रतिक्रिया करती हैं) अंधापन ठीक करने के लिए प्रकाश) का प्रत्यारोपण किया जा सकता है।[7]इस प्रक्रिया में, रेटिनल ऑर्गेनॉइड से पीआर (फोटोरिसेप्टर) को अलग करने में सहायता के लिए माइक्रोबीड्स को सीडी73 एंजाइम से जोड़ा गया था।[7]जब एक CD73+ एंटीजन ने खुद को RCVRN+ कोशिकाओं (आंख में कैल्शियम-बाध्यकारी प्रोटीन) के साथ व्यक्त किया, तो इसने शोधकर्ताओं को दिखाया कि CD73+ और RCVRN+ के इस संयोजन का उपयोग मरम्मत के लिए पोस्ट-माइटोटिक पीआर अग्रदूतों के साथ किया जा सकता है।[7]हालांकि अध्ययन मनुष्यों में सफलता की पुष्टि नहीं कर सका, लेकिन सीडी73 एंटीजन के साथ गैर-क्षतिग्रस्त फोटोरिसेप्टर को जोड़ने और चूहों में प्रत्यारोपण की सफलता के आधार पर उनके पास आगे के शोध की नींव है।[7]प्रत्यारोपण के माध्यम से कोशिका पृथक्करण और युग्मन में यह सफलता पूर्ण अंधापन सहित रेटिना संबंधी बीमारियों के संभावित इलाज का वादा दिखाती है। अब तक, केवल आंशिक दृष्टि मरम्मत की सूचना मिली है।[7]


माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण

प्रतिदीप्ति-सक्रिय और इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग उपकरणों की विभिन्न सीमाओं के कारण, माइक्रोफ्लुइडिक सेल-सॉर्टिंग उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला उभरी है। इनमें से कुछ अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं या व्यावसायिक विकास में हैं। माइक्रोफ्लुइडिक सेल सॉर्टर डिज़ाइन में अनुसंधान अक्सर पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) जैसी सामग्रियों का उपयोग करके नरम लिथोग्राफी तकनीकों का उपयोग करते हैं।

माइक्रोफ्लुइडिक सॉर्टर्स का एक प्रमुख लाभ एक बंद एकल-उपयोग बाँझ कारतूस में प्रतिदीप्ति-सक्रिय सेल सॉर्टिंग करने की क्षमता है। ऐसा बंद कार्ट्रिज FACS सिस्टम द्वारा उत्सर्जित बूंदों के माध्यम से ऑपरेटर को जैव खतरों के संपर्क में आने से रोकेगा। अन्य लाभों में कोशिकाओं पर हाइड्रोडायनामिक तनाव कम होने के कारण कोशिका व्यवहार्यता पर कम प्रभाव शामिल है; कुछ प्रकाशित डिवाइस मल्टी-वे सॉर्टिंग की क्षमता दिखाते हैं, कम लागत वाली विनिर्माण विधियों, कम बिजली की खपत और छोटे आकार के फुटप्रिंट के कारण कारतूस की लागत में कमी आई है, कुछ डिवाइस क्रेडिट कार्ड के आकार के हैं। कुछ ने लगभग 50,000 सेल/सेकेंड तक की उच्च शुद्धता वाले आउटपुट और दरें हासिल की हैं।[8][9][10][11] माइक्रोफ्लुइडिक सेल सॉर्टर्स को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: सक्रिय और निष्क्रिय। सक्रिय उपकरण वास्तविक समय में किए गए कोशिकाओं के साइटोमेट्रिक माप द्वारा व्यक्तिगत कोशिकाओं को विक्षेपित करते हैं। निष्क्रिय उपकरण कोशिकाओं के बीच भौतिक अंतर का फायदा उठाते हैं कि वे द्रव प्रवाह या सतहों के साथ कैसे संपर्क करते हैं।

सक्रिय

सक्रिय माइक्रोफ्लुइडिक सेल सॉर्टर्स में फ्लोरोसेंट लेबलिंग, प्रकाश बिखराव और छवि विश्लेषण सहित साइटोमेट्रिक तरीकों का उपयोग करके उनके माप के बाद व्यक्तिगत कोशिकाओं का विक्षेपण शामिल होता है। अलग-अलग कोशिकाओं को या तो सीधे कोशिका पर एक बल द्वारा या कोशिकाओं के आसपास के तरल पदार्थ पर एक बल द्वारा विक्षेपित किया जाता है, ताकि वे अलग-अलग आउटपुट वाहिकाओं में प्रवाहित हों।

सेल विक्षेपण के तरीके एक माइक्रोचैनल के भीतर एक कण या तरल मात्रा को विक्षेपित करने के लिए कई प्रकार के मैक्रोस्कोपिक, ऑप्टिकल या एमईएमएस (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम) एक्चुएटर्स का उपयोग करते हैं। उल्लेखनीय हालिया उदाहरण सतह ध्वनिक तरंग एक्चुएटर्स पर आधारित हैं,[12][13][14][15][16][17] मैक्रोस्कोपिक एक्चुएटर्स (जैसे पीजोइलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स) माइक्रोचैनल से जुड़े हुए,[18][19][20][21] बूंदों का डाइइलेक्ट्रोफोरेसिस,[22] थर्मल वाष्प बुलबुला एक्चुएटर्स,[23][24][25][26][27] थर्मल वाष्प बुलबुला एक्ट्यूएटर्स द्वारा उत्पन्न क्षणिक सूक्ष्म-भंवर,[28] ऑप्टिकल हेरफेर,[29] और सूक्ष्म-यांत्रिक वाल्व। इनमें से सबसे तेज़ ने 1000/एस से अधिक की सॉर्ट दर और कुछ मामलों में एफएसीएस के करीब संभावित अधिकतम थ्रूपुट दर का प्रदर्शन किया है।[30][31][32][33][34][35] सक्रिय माइक्रोफ्लुइडिक सेल सॉर्टिंग के लिए ऊपर वर्णित प्रतिदीप्ति-सक्रिय सेल सॉर्टिंग के समान साइटोमेट्री उपकरण की आवश्यकता होती है। [36] सक्रिय माइक्रोफ्लुइडिक सेल सॉर्टर्स में चिप पर समानांतरीकरण द्वारा थ्रूपुट स्केलिंग की क्षमता होती है।[37] सबसे तेज़ प्रकाशित सक्रिय माइक्रोफ्लुइडिक सॉर्टिंग डिवाइस ने 160,000/सेकंड थ्रूपुट का प्रदर्शन किया है [38]


निष्क्रिय

निष्क्रिय कोशिका छँटाई आकार और आकारिकी के आधार पर कोशिकाओं को बदलने और अलग करने के लिए माइक्रोचैनल के भीतर तरल पदार्थ के व्यवहार का उपयोग करती है।[39] कोलाइडल घोल में द्रव चैनल की दीवारों के साथ द्रव की अंतःक्रिया के कारण वेग प्रोफ़ाइल के अधीन होता है; समाधान में कोशिकाएं विभिन्न ड्रैग और जड़त्वीय बलों के अधीन होती हैं जो सेल के आकार पर निर्भर होती हैं और वेग प्रोफ़ाइल के साथ विभिन्न स्थानों पर तदनुसार संतुलन बनाती हैं।[40] घुमावदार माइक्रोफ्लुइडिक चैनलों में, डीन बल के कारण भंवर बनते हैं जो रेनॉल्ड्स संख्या और वक्रता के वक्र त्रिज्या के कारण विभिन्न क्रॉस अनुभागीय स्थानों में विभिन्न आकार के कणों का पता लगाते हैं।[41] उदाहरण के लिए, एक सीधे चैनल में, कोलाइडल घोल में बड़ी कोशिकाएँ छोटी कोशिकाओं की तुलना में माइक्रोचैनल के केंद्र के करीब पाई जाती हैं, जो दीवार से बड़े खींचें बलों के कारण होती हैं जो कोशिका को दीवार से दूर धकेलती हैं और वेग से कतरनी ढाल बल प्रोफ़ाइल जो सेल को संतुलन में स्थापित करने के लिए इस दीवार खींचें बल को संतुलित करती है।[42]


कोशिका पृथक्करण की अन्य एंटीबॉडी-आधारित विधियाँ

प्रतिदीप्ति-आधारित और इम्यूनोमैग्नेटिक सेल सॉर्टिंग के लोकप्रियता हासिल करने से पहले एंटीबॉडी का उपयोग करके सेल पृथक्करण और संवर्धन के कई तरीकों को नियोजित किया गया था।[43] इनमें एंटीबॉडी- और पूरक-मध्यस्थता सेल पृथक्करण, पॉलीस्टीरिन इम्यूनोएफ़िनिटी डिवाइस, और सेलप्रो CEPRATE® SC सिस्टम शामिल है जो एक छिद्रपूर्ण कॉलम में स्थिर एंटीबॉडी को नियोजित करता है। उत्तरार्द्ध हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को अलग करने के लिए पहला एफडीए-अनुमोदित चिकित्सा उपकरण था।

एंटीबॉडी को नियोजित करने वाली एक नई कोशिका पृथक्करण तकनीक उछाल-सक्रिय सेल सॉर्टिंग (बीएसीएस) एक पृथक्करण तकनीक है जिसमें सूक्ष्म बुलबुले कोशिकाओं की सतह पर एंटीबॉडी के माध्यम से कोशिकाओं से जुड़ते हैं। फिर लक्षित कोशिकाओं को प्लवनशीलता के माध्यम से जैविक नमूने से हटा दिया जाता है।[44]


एकल-कोशिका छँटाई

एकल-कोशिका छँटाई इंट्रासेल्युलर और बाह्यकोशिकीय गुणों के आधार पर कोशिकाओं के विषम मिश्रण को क्रमबद्ध करने की एक विधि प्रदान करती है। एकल-कोशिका विधियाँ उन सेलुलर गुणों को समझने में सक्षम बनाती हैं जो अस्पष्ट या गैर-स्पष्ट हो सकते हैं। एकल कोशिकाओं को क्रमबद्ध करने की कई विधियाँ हैं:

माइक्रोराफ्ट ऐरे कोशिकाओं को अलग करने, समय के साथ कोशिकाओं का विश्लेषण करने और सभी इंट्रा- और बाह्य कोशिकीय गुणों की निगरानी करने की अद्वितीय क्षमता के साथ क्लोनल आबादी उत्पन्न करने के लिए एक तेज़, लागत प्रभावी तरीका प्रदान करता है।[45] यह प्रणाली अनुयाई और गैर-अनुयायी दोनों प्रकार की कोशिकाओं के लिए आदर्श है।

बाहरी उत्तेजना (इस मामले में, लिगैंड के प्रति सेलुलर प्रतिक्रिया) की प्रतिक्रिया का निरीक्षण करने के लिए एक एकल-कोशिका विधि का अध्ययन एक कक्ष में एकल कोशिका को फंसाने के लिए माइक्रो-चैनल वाल्व के साथ एक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस का उपयोग करके किया गया था। सक्रियण के लिए 23-वाल्व प्रणाली का उपयोग किया गया था, और उत्तेजना-प्रतिक्रिया इमेजिंग में फ्लोरोसेंट डाई का उपयोग किया गया था।[46] एकल-कोशिका क्लस्टरिंग विधियाँ इंट्रासेल्युलर पर आधारित डेटा वैज्ञानिकों द्वारा डिज़ाइन की गई सांख्यिकीय विधियों की एक श्रृंखला है गुण। इस प्रक्रिया में सिंगल सेल RNA-Seq डेटा एकत्र करना शामिल है; क्लस्टरिंग के लिए डेटा प्रीप्रोसेसिंग; क्लस्टरिंग; और क्लस्टरिंग का मूल्यांकन। कोशिकाओं को विभिन्न श्रेणियों में विभाजित करने के लिए वैज्ञानिक एकल-कोशिका RNA-Seq डेटा पर मशीन-लर्निंग विधियों (मुख्य रूप से क्लस्टरिंग विश्लेषण) को लागू करते हैं। आरएनए-सेक डेटा में तकनीकी पूर्वाग्रहों की उपस्थिति में कम अभिव्यक्ति वाले जीन और अस्पष्ट सेल मार्करों के ड्रॉपआउट जैसी समस्याओं को हल करने के लिए सभी तरीकों को संशोधित किया गया है। अत्याधुनिक तरीकों में SC3 शामिल है।[47] सीआईडीआर.,[48] सेरात और अधिक विस्तृत जानकारी के लिए, कृपया विकी पेज देखें: सिंगल सेल आरएनए-सेक क्लस्टरिंग।

संदर्भ

  1. ↑ Steven A Soper, Malgorzata A Witek (7 January 2020). "कोशिका पृथक्करण और छंटाई". Anal Chem. 92 (1): 105–131. doi:10.1021/acs.analchem.9b05357. PMC 7469080. PMID 31808677.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 Arturo Zychlinsky, Andrea Cossarizza (October 2019). "इम्यूनोलॉजिकल अध्ययन में फ्लो साइटोमेट्री और सेल सॉर्टिंग के उपयोग के लिए दिशानिर्देश (दूसरा संस्करण)". Eur J Immunol. 49 (10): 1457–1973. doi:10.1002/eji.201970107. PMC 7350392. PMID 31633216.
  3. ↑ Richard G Sweet, Richard G Sweet. "द्रव बूंद रिकॉर्डर".
  4. ↑ "मानव सीडी और अन्य सेलुलर एंटीजन - यूएस". www.thermofisher.com. Retrieved 2018-12-11.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Alison M Goate, Kathryn R Bowles (27 March 2019). "चुंबकीय सक्रिय सेल छँटाई का उपयोग करके तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं की परिवर्तनशीलता को कम किया गया और न्यूरोनल संस्कृतियों की शुद्धता में सुधार किया गया". PLOS ONE. 14 (3): e0213374. doi:10.1371/journal.pone.0213374. PMC 6436701. PMID 30917153.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 Dirican, Enver Kerem (2012), "Magnetic-Activated Cell Sorting of Human Spermatozoa", Practical Manual of in Vitro Fertilization, Springer New York, pp. 265–272, doi:10.1007/978-1-4419-1780-5_29, ISBN 9781441917799
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 Gagliardi, Giuliana; Ben M'Barek, Karim; Chaffiol, Antoine; Slembrouck-Brec, Amélie; Conart, Jean-Baptiste; Nanteau, Céline; Rabesandratana, Oriane; Sahel, José-Alain; Duebel, Jens; Orieux, Gael; Reichman, Sacha (September 2018). "Characterization and Transplantation of CD73-Positive Photoreceptors Isolated from Human iPSC-Derived Retinal Organoids". Stem Cell Reports. 11 (3): 665–680. doi:10.1016/j.stemcr.2018.07.005. PMC 6135113. PMID 30100409.
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