होलोटोमोग्राफी: Difference between revisions

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होलो[[टोमोग्राफी]] (एचटी) जैविक कोशिका (जीव विज्ञान) जैसे सूक्ष्म नमूने के त्रि-आयामी [[अपवर्तक सूचकांक]] (आरआई) टोमोग्राफी को मापने के लिए [[ लेज़र |लेज़र]] तकनीक है। क्योंकि आरआई गरमागरम प्रकाश बल्ब वस्तुओं के पारदर्शी या चरण-आउट के लिए आंतरिक इमेजिंग कंट्रास्ट के रूप में काम कर सकता है, आरआई टोमोग्राम की माप सूक्ष्म चरण वस्तुओं की लेबल-मुक्त मात्रा का ठहराव | लेबल-मुक्त मात्रात्मक इमेजिंग प्रदान कर सकती है। नमूनों के 3-डी आरआई टोमोग्राम को मापने के लिए, एचटी [[ होलोग्रफ़ी |होलोग्रफ़ी]] इमेजिंग और इनवर्स स्कैटरिंग ट्रांसफॉर्म|इनवर्स स्कैटरिंग के सिद्धांत को नियोजित करता है। आमतौर पर, इंटरफेरोमेट्रिक इमेजिंग के सिद्धांत को नियोजित करते हुए, नमूने की कई 2डी होलोग्राफिक छवियों को विभिन्न रोशनी कोणों पर मापा जाता है। फिर, नमूने में प्रकाश प्रकीर्णन को विपरीत रूप से हल करके इन एकाधिक 2डी होलोग्राफिक छवियों से नमूने का 3डी आरआई टोमोग्राम का पुनर्निर्माण किया जाता है।
होलो[[टोमोग्राफी]] (एचटी) जैविक कोशिका (जीव विज्ञान) जैसे सूक्ष्म नमूने के त्रि-आयामी [[अपवर्तक सूचकांक]] (आरआई) टोमोग्राफी को मापने के लिए एक [[ लेज़र ]] तकनीक है। क्योंकि आरआई गरमागरम प्रकाश बल्ब वस्तुओं के पारदर्शी या चरण-आउट के लिए एक आंतरिक इमेजिंग कंट्रास्ट के रूप में काम कर सकता है, आरआई टोमोग्राम की माप सूक्ष्म चरण वस्तुओं की लेबल-मुक्त मात्रा का ठहराव | लेबल-मुक्त मात्रात्मक इमेजिंग प्रदान कर सकती है। नमूनों के 3-डी आरआई टोमोग्राम को मापने के लिए, एचटी [[ होलोग्रफ़ी ]] इमेजिंग और इनवर्स स्कैटरिंग ट्रांसफॉर्म|इनवर्स स्कैटरिंग के सिद्धांत को नियोजित करता है। आमतौर पर, इंटरफेरोमेट्रिक इमेजिंग के सिद्धांत को नियोजित करते हुए, एक नमूने की कई 2डी होलोग्राफिक छवियों को विभिन्न रोशनी कोणों पर मापा जाता है। फिर, नमूने में प्रकाश प्रकीर्णन को विपरीत रूप से हल करके इन एकाधिक 2डी होलोग्राफिक छवियों से नमूने का एक 3डी आरआई टोमोग्राम का पुनर्निर्माण किया जाता है।


== इतिहास ==
== इतिहास ==
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== सिद्धांत ==
== सिद्धांत ==
एचटी का सिद्धांत [[एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी]] (सीटी) या सीटी स्कैन के समान है। सीटी स्कैन विभिन्न रोशनी कोणों पर मानव शरीर की कई 2-डी एक्स-रे छवियों को मापता है, और फिर एक 3-डी टोमोग्राम (एक्स-रे अवशोषण) को व्युत्क्रम प्रकीर्णन सिद्धांत के माध्यम से पुनर्प्राप्त किया जाता है। एक्स-रे सीटी और लेजर एचटी दोनों एक ही शासी समीकरण साझा करते हैं - [[हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण]], एक मोनोक्रोमैटिक तरंग दैर्ध्य के लिए [[तरंग समीकरण]]। HT को ऑप्टिकल विवर्तन टोमोग्राफी के रूप में भी जाना जाता है।<ref>{{Cite journal|last=Lauer|first=V|date=2002|title=ऑप्टिकल विवर्तन टोमोग्राफी के लिए नया दृष्टिकोण विवर्तन टोमोग्राफी का एक वेक्टर समीकरण और एक नया टोमोग्राफिक माइक्रोस्कोप प्रदान करता है|journal=Journal of Microscopy|volume=205|issue=2|pages=165–176|doi=10.1046/j.0022-2720.2001.00980.x|pmid=11879431|s2cid=30791056}}</ref>
एचटी का सिद्धांत [[एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी]] (सीटी) या सीटी स्कैन के समान है। सीटी स्कैन विभिन्न रोशनी कोणों पर मानव शरीर की कई 2-डी एक्स-रे छवियों को मापता है, और फिर 3-डी टोमोग्राम (एक्स-रे अवशोषण) को व्युत्क्रम प्रकीर्णन सिद्धांत के माध्यम से पुनर्प्राप्त किया जाता है। एक्स-रे सीटी और लेजर एचटी दोनों ही शासी समीकरण साझा करते हैं - [[हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण]], मोनोक्रोमैटिक तरंग दैर्ध्य के लिए [[तरंग समीकरण]]। HT को ऑप्टिकल विवर्तन टोमोग्राफी के रूप में भी जाना जाता है।<ref>{{Cite journal|last=Lauer|first=V|date=2002|title=ऑप्टिकल विवर्तन टोमोग्राफी के लिए नया दृष्टिकोण विवर्तन टोमोग्राफी का एक वेक्टर समीकरण और एक नया टोमोग्राफिक माइक्रोस्कोप प्रदान करता है|journal=Journal of Microscopy|volume=205|issue=2|pages=165–176|doi=10.1046/j.0022-2720.2001.00980.x|pmid=11879431|s2cid=30791056}}</ref>
 
 
== लाभ और सीमाएँ ==
== लाभ और सीमाएँ ==
पारंपरिक 3डी सूक्ष्मदर्शी तकनीकों की तुलना में एचटी निम्नलिखित लाभ प्रदान करता है।
पारंपरिक 3डी सूक्ष्मदर्शी तकनीकों की तुलना में एचटी निम्नलिखित लाभ प्रदान करता है।
# लेबल-मुक्त: बाहरी लेबलिंग एजेंटों का उपयोग किए बिना सेलुलर झिल्ली और उपसेलुलर ऑर्गेनेल को स्पष्ट रूप से चित्रित किया जा सकता है। इस प्रकार, फोटोटॉक्सिसिटी, फोटोब्लीचिंग और फोटोडैमेजिंग के कोई मुद्दे नहीं हैं।
# लेबल-मुक्त: बाहरी लेबलिंग एजेंटों का उपयोग किए बिना सेलुलर झिल्ली और उपसेलुलर ऑर्गेनेल को स्पष्ट रूप से चित्रित किया जा सकता है। इस प्रकार, फोटोटॉक्सिसिटी, फोटोब्लीचिंग और फोटोडैमेजिंग के कोई मुद्दे नहीं हैं।
# मात्रात्मक इमेजिंग क्षमता: HT सीधे सेल के 3D RI मानचित्रों को मापता है, जो सामग्रियों के आंतरिक ऑप्टिकल गुण हैं। क्योंकि मापी गई आरआई को एक कोशिका के द्रव्यमान घनत्व में अनुवादित किया जा सकता है और इस जानकारी का उपयोग करके, एक कोशिका का द्रव्यमान भी प्राप्त किया जा सकता है।
# मात्रात्मक इमेजिंग क्षमता: HT सीधे सेल के 3D RI मानचित्रों को मापता है, जो सामग्रियों के आंतरिक ऑप्टिकल गुण हैं। क्योंकि मापी गई आरआई को कोशिका के द्रव्यमान घनत्व में अनुवादित किया जा सकता है और इस जानकारी का उपयोग करके, कोशिका का द्रव्यमान भी प्राप्त किया जा सकता है।
# सटीक और तेज़ माप: HT उपयोग किए गए ऑब्जेक्टिव लेंस के संख्यात्मक एपर्चर और एक छवि सेंसर की गति के आधार पर, लगभग 100 एनएम तक स्थानिक रिज़ॉल्यूशन और कुछ से सौ फ्रेम प्रति सेकंड का अस्थायी रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।
# सटीक और तेज़ माप: HT उपयोग किए गए ऑब्जेक्टिव लेंस के संख्यात्मक एपर्चर और छवि सेंसर की गति के आधार पर, लगभग 100 एनएम तक स्थानिक रिज़ॉल्यूशन और कुछ से सौ फ्रेम प्रति सेकंड का अस्थायी रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।
हालाँकि, 3डी आरआई टोमोग्राफी आणविक विशिष्टता प्रदान नहीं करती है। आम तौर पर, [[सोने के नैनोकण]]ों जैसे उल्लेखनीय मामलों को छोड़कर, मापी गई आरआई जानकारी सीधे अणुओं या प्रोटीन के बारे में जानकारी से संबंधित नहीं हो सकती है<ref>{{cite bioRxiv|biorxiv=10.1101/097113|first=Doyeon|last=Kim|title=Label-free high-resolution 3-D imaging of gold nanoparticles inside live cells using optical diffraction tomography|date=2016}}</ref> या लिपिड बूंदें<ref>{{Cite journal|last=Kim|first=Kyoohyun|date=2016|title=जीवित हेपेटोसाइट्स में लिपिड बूंदों की त्रि-आयामी लेबल-मुक्त इमेजिंग और मात्रा का ठहराव|journal=Scientific Reports|volume=6|pages=36815|arxiv=1611.01774|bibcode=2016NatSR...636815K|doi=10.1038/srep36815|pmc=5118789|pmid=27874018}}</ref> जो कोशिका कोशिका द्रव्य की तुलना में स्पष्ट रूप से उच्च आरआई मान प्रदर्शित करता है।
हालाँकि, 3डी आरआई टोमोग्राफी आणविक विशिष्टता प्रदान नहीं करती है। आम तौर पर, [[सोने के नैनोकण]]ों जैसे उल्लेखनीय मामलों को छोड़कर, मापी गई आरआई जानकारी सीधे अणुओं या प्रोटीन के बारे में जानकारी से संबंधित नहीं हो सकती है<ref>{{cite bioRxiv|biorxiv=10.1101/097113|first=Doyeon|last=Kim|title=Label-free high-resolution 3-D imaging of gold nanoparticles inside live cells using optical diffraction tomography|date=2016}}</ref> या लिपिड बूंदें<ref>{{Cite journal|last=Kim|first=Kyoohyun|date=2016|title=जीवित हेपेटोसाइट्स में लिपिड बूंदों की त्रि-आयामी लेबल-मुक्त इमेजिंग और मात्रा का ठहराव|journal=Scientific Reports|volume=6|pages=36815|arxiv=1611.01774|bibcode=2016NatSR...636815K|doi=10.1038/srep36815|pmc=5118789|pmid=27874018}}</ref> जो कोशिका कोशिका द्रव्य की तुलना में स्पष्ट रूप से उच्च आरआई मान प्रदर्शित करता है।


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=== कोशिका जीवविज्ञान ===
=== कोशिका जीवविज्ञान ===
एचटी प्रतिदीप्ति प्रोटीन या रंगों जैसे बहिर्जात लेबलिंग एजेंटों का उपयोग किए बिना जीवित कोशिकाओं और पतले ऊतकों की 3डी गतिशील छवियां प्रदान करता है। HT मात्रात्मक लाइव सेल इमेजिंग को सक्षम बनाता है, और सेल वॉल्यूम, सतह क्षेत्र, प्रोटीन एकाग्रता जैसी मात्रात्मक जानकारी भी प्रदान करता है। गुणसूत्रों की लेबल-मुक्त इमेजिंग और मात्रा का ठहराव प्रस्तुत किया गया।<ref>{{Cite journal|last=Kim|first=Seul|title=PRMT6-mediated H3R2me2a guides Aurora B to chromosome arms for proper chromosome segregation|journal=Nature Communications|year=2020|volume=11|issue=1|page=612|doi=10.1038/s41467-020-14511-w|pmid=32001712|pmc=6992762}}</ref> कोशिकाओं में ऑटोफैगी द्वारा प्रोटीसोम क्षरण का नियामक मार्ग एचटी का उपयोग करके अध्ययन किया गया था।<ref>{{Cite journal|last=Choi|first=Won Hoon|title=बाधित प्रोटीसोम्स के स्तनधारी प्रोटीफैगी के दौरान एग्रेसोमल ज़ब्ती और STUB1-मध्यस्थता सर्वव्यापकता|journal=PNAS|date=11 August 2020|volume=117|issue=32|pages=19190–19200|doi=10.1073/pnas.1920327117|pmid=32723828|pmc=7430983|doi-access=free}}</ref>
एचटी प्रतिदीप्ति प्रोटीन या रंगों जैसे बहिर्जात लेबलिंग एजेंटों का उपयोग किए बिना जीवित कोशिकाओं और पतले ऊतकों की 3डी गतिशील छवियां प्रदान करता है। HT मात्रात्मक लाइव सेल इमेजिंग को सक्षम बनाता है, और सेल वॉल्यूम, सतह क्षेत्र, प्रोटीन एकाग्रता जैसी मात्रात्मक जानकारी भी प्रदान करता है। गुणसूत्रों की लेबल-मुक्त इमेजिंग और मात्रा का ठहराव प्रस्तुत किया गया।<ref>{{Cite journal|last=Kim|first=Seul|title=PRMT6-mediated H3R2me2a guides Aurora B to chromosome arms for proper chromosome segregation|journal=Nature Communications|year=2020|volume=11|issue=1|page=612|doi=10.1038/s41467-020-14511-w|pmid=32001712|pmc=6992762}}</ref> कोशिकाओं में ऑटोफैगी द्वारा प्रोटीसोम क्षरण का नियामक मार्ग एचटी का उपयोग करके अध्ययन किया गया था।<ref>{{Cite journal|last=Choi|first=Won Hoon|title=बाधित प्रोटीसोम्स के स्तनधारी प्रोटीफैगी के दौरान एग्रेसोमल ज़ब्ती और STUB1-मध्यस्थता सर्वव्यापकता|journal=PNAS|date=11 August 2020|volume=117|issue=32|pages=19190–19200|doi=10.1073/pnas.1920327117|pmid=32723828|pmc=7430983|doi-access=free}}</ref>
=== सहसंबंधी इमेजिंग ===
=== सहसंबंधी इमेजिंग ===
सहसंबंधी इमेजिंग के लिए एचटी का उपयोग अन्य इमेजिंग तौर-तरीकों के साथ किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एचटी और [[प्रतिदीप्ति इमेजिंग]] का संयोजन एक सहक्रियात्मक विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण को सक्षम बनाता है।<ref>{{Cite journal|title=सेल पैथोफिजियोलॉजी के अध्ययन के लिए त्रि-आयामी मात्रात्मक चरण इमेजिंग और प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का संयोजन|journal=Yale J Biol Med|volume=91|issue=3|pages=267–277|pmc=6153632|year=2018|last1=Kim|first1=Y. S.|last2=Lee|first2=S.|last3=Jung|first3=J.|last4=Shin|first4=S.|last5=Choi|first5=H. G.|last6=Cha|first6=G. H.|last7=Park|first7=W.|last8=Lee|first8=S.|last9=Park|first9=Y.|pmid=30258314}}</ref><ref>{{Cite journal|title=होलोटोमोग्राफी और प्रतिदीप्ति के साथ लाइव सेल इमेजिंग|journal=Microscopy Today|volume=28|pages=18–23|doi=10.1017/S1551929519001032|year=2020|last1=Lambert|first1=Aubrey|doi-access=free}}</ref> एचटी संरचनात्मक जानकारी प्रदान करता है जबकि प्रतिदीप्ति संकेत आणविक विशिष्ट इमेजिंग प्रदान करता है, जो [[पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी]] (पीईटी) और सीटी के अनुरूप एक ऑप्टिकल है। एचटी का उपयोग करके सहसंबंध इमेजिंग दृष्टिकोण के लिए विभिन्न दृष्टिकोण बताए गए हैं।
सहसंबंधी इमेजिंग के लिए एचटी का उपयोग अन्य इमेजिंग तौर-तरीकों के साथ किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एचटी और [[प्रतिदीप्ति इमेजिंग]] का संयोजन सहक्रियात्मक विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण को सक्षम बनाता है।<ref>{{Cite journal|title=सेल पैथोफिजियोलॉजी के अध्ययन के लिए त्रि-आयामी मात्रात्मक चरण इमेजिंग और प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का संयोजन|journal=Yale J Biol Med|volume=91|issue=3|pages=267–277|pmc=6153632|year=2018|last1=Kim|first1=Y. S.|last2=Lee|first2=S.|last3=Jung|first3=J.|last4=Shin|first4=S.|last5=Choi|first5=H. G.|last6=Cha|first6=G. H.|last7=Park|first7=W.|last8=Lee|first8=S.|last9=Park|first9=Y.|pmid=30258314}}</ref><ref>{{Cite journal|title=होलोटोमोग्राफी और प्रतिदीप्ति के साथ लाइव सेल इमेजिंग|journal=Microscopy Today|volume=28|pages=18–23|doi=10.1017/S1551929519001032|year=2020|last1=Lambert|first1=Aubrey|doi-access=free}}</ref> एचटी संरचनात्मक जानकारी प्रदान करता है जबकि प्रतिदीप्ति संकेत आणविक विशिष्ट इमेजिंग प्रदान करता है, जो [[पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी]] (पीईटी) और सीटी के अनुरूप ऑप्टिकल है। एचटी का उपयोग करके सहसंबंध इमेजिंग दृष्टिकोण के लिए विभिन्न दृष्टिकोण बताए गए हैं।


=== लिपिड मात्रा का ठहराव ===
=== लिपिड मात्रा का ठहराव ===
इंट्रासेल्युलर लिपिड बूंदें ऊर्जा भंडारण और चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, और कैंसर, मोटापा और मधुमेह मेलेटस सहित विभिन्न विकृति से भी संबंधित हैं। एचटी मुक्त या इंट्रासेल्युलर लिपिड बूंदों के लिए लेबल-मुक्त और मात्रात्मक इमेजिंग और विश्लेषण को सक्षम बनाता है। क्योंकि लिपिड बूंदों में साइटोप्लाज्म के अन्य भागों की तुलना में स्पष्ट रूप से उच्च आरआई (एन> 1.375) होता है, आरआई टोमोग्राम के माप लिपिड बूंदों की मात्रा, एकाग्रता और शुष्क द्रव्यमान के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।<ref>{{Cite journal|title=जीवित हेपेटोसाइट्स में लिपिड बूंदों की त्रि-आयामी लेबल-मुक्त इमेजिंग और मात्रा का ठहराव|journal=Scientific Reports|volume=6|pages=36815|doi=10.1038/srep36815|year=2016|last1=Kim|first1=Kyoohyun|last2=Lee|first2=Seoeun|last3=Yoon|first3=Jonghee|last4=Heo|first4=Jihan|last5=Choi|first5=Chulhee|last6=Park|first6=Yongkeun|bibcode=2016NatSR...636815K|arxiv=1611.01774|pmid=27874018|pmc=5118789}}</ref> हाल ही में, फोम कोशिकाओं में लिपिड बूंदों को मापकर [[lobeglitazone]] की लक्षित डिलीवरी को प्रभावित करने के लिए डिज़ाइन किए गए नैनोड्रग के चिकित्सीय प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए एचटी का उपयोग किया गया था।<ref>{{Cite journal|title=लक्षित नैनोड्रग्स के मशीन-लर्निंग-असिस्टेड चिकित्सीय मूल्यांकन के लिए फोम कोशिकाओं में लिपिड बूंदों की लेबल-मुक्त टोमोग्राफिक इमेजिंग|journal=ACS Nano|volume=14|pages=1856–1865|doi=10.1021/acsnano.9b07993|pmid=31909985|year=2020|last1=Park|first1=Sangwoo|last2=Ahn|first2=Jae Won|last3=Jo|first3=Youngju|last4=Kang|first4=Ha-Young|last5=Kim|first5=Hyun Jung|last6=Cheon|first6=Yeongmi|last7=Kim|first7=Jin Won|last8=Park|first8=Yongkeun|last9=Lee|first9=Seongsoo|last10=Park|first10=Kyeongsoon|issue=2|s2cid=210087144}}</ref>
इंट्रासेल्युलर लिपिड बूंदें ऊर्जा भंडारण और चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, और कैंसर, मोटापा और मधुमेह मेलेटस सहित विभिन्न विकृति से भी संबंधित हैं। एचटी मुक्त या इंट्रासेल्युलर लिपिड बूंदों के लिए लेबल-मुक्त और मात्रात्मक इमेजिंग और विश्लेषण को सक्षम बनाता है। क्योंकि लिपिड बूंदों में साइटोप्लाज्म के अन्य भागों की तुलना में स्पष्ट रूप से उच्च आरआई (एन> 1.375) होता है, आरआई टोमोग्राम के माप लिपिड बूंदों की मात्रा, एकाग्रता और शुष्क द्रव्यमान के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।<ref>{{Cite journal|title=जीवित हेपेटोसाइट्स में लिपिड बूंदों की त्रि-आयामी लेबल-मुक्त इमेजिंग और मात्रा का ठहराव|journal=Scientific Reports|volume=6|pages=36815|doi=10.1038/srep36815|year=2016|last1=Kim|first1=Kyoohyun|last2=Lee|first2=Seoeun|last3=Yoon|first3=Jonghee|last4=Heo|first4=Jihan|last5=Choi|first5=Chulhee|last6=Park|first6=Yongkeun|bibcode=2016NatSR...636815K|arxiv=1611.01774|pmid=27874018|pmc=5118789}}</ref> हाल ही में, फोम कोशिकाओं में लिपिड बूंदों को मापकर [[lobeglitazone]] की लक्षित डिलीवरी को प्रभावित करने के लिए डिज़ाइन किए गए नैनोड्रग के चिकित्सीय प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए एचटी का उपयोग किया गया था।<ref>{{Cite journal|title=लक्षित नैनोड्रग्स के मशीन-लर्निंग-असिस्टेड चिकित्सीय मूल्यांकन के लिए फोम कोशिकाओं में लिपिड बूंदों की लेबल-मुक्त टोमोग्राफिक इमेजिंग|journal=ACS Nano|volume=14|pages=1856–1865|doi=10.1021/acsnano.9b07993|pmid=31909985|year=2020|last1=Park|first1=Sangwoo|last2=Ahn|first2=Jae Won|last3=Jo|first3=Youngju|last4=Kang|first4=Ha-Young|last5=Kim|first5=Hyun Jung|last6=Cheon|first6=Yeongmi|last7=Kim|first7=Jin Won|last8=Park|first8=Yongkeun|last9=Lee|first9=Seongsoo|last10=Park|first10=Kyeongsoon|issue=2|s2cid=210087144}}</ref>
=== प्रायोगिक प्रयोगशाला ===
=== प्रायोगिक प्रयोगशाला ===
एचटी विभिन्न मात्रात्मक इमेजिंग क्षमता प्रदान करता है, जो व्यक्तियों की कोशिकाओं के रूपात्मक, जैव रासायनिक और यांत्रिक गुण प्रदान करता है। 3डी आरआई टोमोग्राफी सीधे कोशिका के आयतन, सतह क्षेत्र और गोलाकारता ([[गोलाई]]) सहित रूपात्मक गुण प्रदान करती है। स्थानीय आरआई मान को जैव रासायनिक जानकारी या साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन एकाग्रता में अनुवादित किया जा सकता है, क्योंकि किसी समाधान का आरआई इसकी एकाग्रता के लिए रैखिक रूप से आनुपातिक होता है।<ref>{{Cite journal|last=Baber|first=R.|date=1952|title=हस्तक्षेप माइक्रोस्कोपी और द्रव्यमान निर्धारण|journal=Nature|volume=169|issue=4296|pages=366–7|pmid=14919571|doi=10.1038/169366b0|bibcode=1952Natur.169..366B|s2cid=4188525}}</ref> विशेष रूप से, [[लाल रक्त कोशिका]]ओं के मामले में, आरआई मान को हीमोग्लोबिन एकाग्रता में परिवर्तित किया जा सकता है। गतिशील कोशिका झिल्ली के उतार-चढ़ाव का माप, जिसे एचटी उपकरण से भी प्राप्त किया जा सकता है, सेलुलर विकृति के बारे में जानकारी प्रदान करता है। इसके अलावा, इन विभिन्न मात्रात्मक मापदंडों को एकल कोशिका स्तर पर प्राप्त किया जा सकता है, जिससे विभिन्न सेलुलर मापदंडों के बीच सहसंबंधी विश्लेषण की अनुमति मिलती है। एचटी का उपयोग लाल रक्त कोशिकाओं के अध्ययन के लिए किया गया है,<ref>{{Cite journal|last=Park|first=YongKeun|date=2010|title=रूपात्मक परिवर्तनों के दौरान लाल रक्त कोशिका यांत्रिकी का मापन|journal=PNAS|volume=107|issue=15|pages=6731–6|doi=10.1073/pnas.0909533107|pmid=20351261|pmc=2872375|bibcode=2010PNAS..107.6731P|doi-access=free}}</ref> श्वेत रुधिराणु,<ref>{{Cite journal|last=Yoon|first=Jonghee|date=2015|title=Label-free characterization of white blood cells by measuring 3D refractive index maps|journal=Biomedical Optics Express|volume=6|issue=10|pages=3865–75|pmid=26504637|pmc=4605046|doi=10.1364/BOE.6.003865|bibcode=2015arXiv150502609Y|arxiv=1505.02609}}</ref> रक्त भंडारण,<ref>{{Cite journal|last=Park|first=Hyunjoo|date=2016|title=मात्रात्मक चरण इमेजिंग का उपयोग करके रक्त भंडारण पर कोशिका सतह क्षेत्र और व्यक्तिगत मानव लाल रक्त कोशिकाओं की विकृति को मापना|journal=Scientific Reports|volume=6|pages=34257|pmid=27698484|pmc=5048416|doi=10.1038/srep34257|bibcode=2016NatSR...634257P}}</ref> और मधुमेह.<ref>{{Cite journal|last=Lee|first=SangYun|date=2017|title=मधुमेह मेलेटस वाले रोगियों से लाल रक्त कोशिकाओं के अपवर्तक सूचकांक टोमोग्राम और गतिशील झिल्ली में उतार-चढ़ाव|journal=Scientific Reports|volume=7|issue=1|pages=1039|pmid=28432323|pmc=5430658|doi=10.1038/s41598-017-01036-4|bibcode=2017NatSR...7.1039L}}</ref>
एचटी विभिन्न मात्रात्मक इमेजिंग क्षमता प्रदान करता है, जो व्यक्तियों की कोशिकाओं के रूपात्मक, जैव रासायनिक और यांत्रिक गुण प्रदान करता है। 3डी आरआई टोमोग्राफी सीधे कोशिका के आयतन, सतह क्षेत्र और गोलाकारता ([[गोलाई]]) सहित रूपात्मक गुण प्रदान करती है। स्थानीय आरआई मान को जैव रासायनिक जानकारी या साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन एकाग्रता में अनुवादित किया जा सकता है, क्योंकि किसी समाधान का आरआई इसकी एकाग्रता के लिए रैखिक रूप से आनुपातिक होता है।<ref>{{Cite journal|last=Baber|first=R.|date=1952|title=हस्तक्षेप माइक्रोस्कोपी और द्रव्यमान निर्धारण|journal=Nature|volume=169|issue=4296|pages=366–7|pmid=14919571|doi=10.1038/169366b0|bibcode=1952Natur.169..366B|s2cid=4188525}}</ref> विशेष रूप से, [[लाल रक्त कोशिका]]ओं के मामले में, आरआई मान को हीमोग्लोबिन एकाग्रता में परिवर्तित किया जा सकता है। गतिशील कोशिका झिल्ली के उतार-चढ़ाव का माप, जिसे एचटी उपकरण से भी प्राप्त किया जा सकता है, सेलुलर विकृति के बारे में जानकारी प्रदान करता है। इसके अलावा, इन विभिन्न मात्रात्मक मापदंडों को एकल कोशिका स्तर पर प्राप्त किया जा सकता है, जिससे विभिन्न सेलुलर मापदंडों के बीच सहसंबंधी विश्लेषण की अनुमति मिलती है। एचटी का उपयोग लाल रक्त कोशिकाओं के अध्ययन के लिए किया गया है,<ref>{{Cite journal|last=Park|first=YongKeun|date=2010|title=रूपात्मक परिवर्तनों के दौरान लाल रक्त कोशिका यांत्रिकी का मापन|journal=PNAS|volume=107|issue=15|pages=6731–6|doi=10.1073/pnas.0909533107|pmid=20351261|pmc=2872375|bibcode=2010PNAS..107.6731P|doi-access=free}}</ref> श्वेत रुधिराणु,<ref>{{Cite journal|last=Yoon|first=Jonghee|date=2015|title=Label-free characterization of white blood cells by measuring 3D refractive index maps|journal=Biomedical Optics Express|volume=6|issue=10|pages=3865–75|pmid=26504637|pmc=4605046|doi=10.1364/BOE.6.003865|bibcode=2015arXiv150502609Y|arxiv=1505.02609}}</ref> रक्त भंडारण,<ref>{{Cite journal|last=Park|first=Hyunjoo|date=2016|title=मात्रात्मक चरण इमेजिंग का उपयोग करके रक्त भंडारण पर कोशिका सतह क्षेत्र और व्यक्तिगत मानव लाल रक्त कोशिकाओं की विकृति को मापना|journal=Scientific Reports|volume=6|pages=34257|pmid=27698484|pmc=5048416|doi=10.1038/srep34257|bibcode=2016NatSR...634257P}}</ref> और मधुमेह.<ref>{{Cite journal|last=Lee|first=SangYun|date=2017|title=मधुमेह मेलेटस वाले रोगियों से लाल रक्त कोशिकाओं के अपवर्तक सूचकांक टोमोग्राम और गतिशील झिल्ली में उतार-चढ़ाव|journal=Scientific Reports|volume=7|issue=1|pages=1039|pmid=28432323|pmc=5430658|doi=10.1038/s41598-017-01036-4|bibcode=2017NatSR...7.1039L}}</ref>
=== संक्रामक रोग ===
=== संक्रामक रोग ===
विभिन्न संक्रामक रोगों के अध्ययन के लिए एचटी की मात्रात्मक लेबल-मुक्त इमेजिंग क्षमता का उपयोग किया गया है। विशेष रूप से, परजीवियों द्वारा आक्रमण की गई मेजबान कोशिकाओं को एचटी का उपयोग करके प्रभावी ढंग से चित्रित और अध्ययन किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि परजीवियों के धुंधलापन या लेबलिंग के लिए जटिल तैयारी प्रक्रिया की आवश्यकता होती है और कई परजीवियों में धुंधलापन/लेबलिंग बहुत प्रभावी नहीं होती है। व्यक्तिगत लाल रक्त कोशिकाओं पर प्लास्मोडियम फाल्सीपेरम या मलेरिया उत्प्रेरण परजीवियों के आक्रमण को एचटी का उपयोग करके मापा गया था।<ref>{{Cite journal|last=Park|first=YongKeun|year=2008|title=प्लास्मोडियम फाल्सीपेरम द्वारा परजीवित मानव लाल रक्त कोशिकाओं के अपवर्तक सूचकांक मानचित्र और झिल्ली गतिशीलता|journal=PNAS|volume=105|issue=37|pages=13730–13735|bibcode=2008PNAS..10513730P|doi=10.1073/pnas.0806100105|pmc=2529332|pmid=18772382|doi-access=free}}</ref> मेजबान कोशिकाओं और परजीवियों में संरचनात्मक और जैव-भौतिकीय परिवर्तन का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण किया गया है। लाल रक्त कोशिकाओं पर बेबसिया परजीवियों के आक्रमण का भी अध्ययन किया गया।<ref>{{Cite journal|last=HyunJoo|first=Park|date=2015|title=Characterizations of individual mouse red blood cells parasitized by Babesia microti using 3-D holographic microscopy|journal=Scientific Reports|volume=5|pages=10827|arxiv=1505.00832|bibcode=2015NatSR...510827P|doi=10.1038/srep10827|pmc=4650620|pmid=26039793}}</ref> टोक्सोप्लाज्मा गोंडी, एक एपिकॉम्प्लेक्सन परजीवी जो टोक्सोप्लाज़मोसिज़ का कारण बनता है, न्यूक्लियेटेड कोशिकाओं को संक्रमित कर सकता है। एचटी का उपयोग करके टी गोंडी संक्रमित कोशिकाओं की 3डी आकृति विज्ञान और जैवभौतिकीय गुणों में परिवर्तन का अध्ययन किया गया।<ref>{{Cite journal|title=3D morphological and biophysical changes in a single tachyzoite and its infected cells using three-dimensional quantitative phase imaging|journal=Journal of Biophotonics|year=2020|volume=13|pages=e202000055|doi=10.1002/jbio.202000055|last1=Firdaus|first1=Egy Rahman|last2=Park|first2=Ji‐Hoon|last3=Lee|first3=Seong‐Kyun|last4=Park|first4=Yongkeun|last5=Cha|first5=Guang‐Ho|last6=Han|first6=Eun‐Taek|issue=8|pmid=32441392|s2cid=218831871}}</ref>
विभिन्न संक्रामक रोगों के अध्ययन के लिए एचटी की मात्रात्मक लेबल-मुक्त इमेजिंग क्षमता का उपयोग किया गया है। विशेष रूप से, परजीवियों द्वारा आक्रमण की गई मेजबान कोशिकाओं को एचटी का उपयोग करके प्रभावी ढंग से चित्रित और अध्ययन किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि परजीवियों के धुंधलापन या लेबलिंग के लिए जटिल तैयारी प्रक्रिया की आवश्यकता होती है और कई परजीवियों में धुंधलापन/लेबलिंग बहुत प्रभावी नहीं होती है। व्यक्तिगत लाल रक्त कोशिकाओं पर प्लास्मोडियम फाल्सीपेरम या मलेरिया उत्प्रेरण परजीवियों के आक्रमण को एचटी का उपयोग करके मापा गया था।<ref>{{Cite journal|last=Park|first=YongKeun|year=2008|title=प्लास्मोडियम फाल्सीपेरम द्वारा परजीवित मानव लाल रक्त कोशिकाओं के अपवर्तक सूचकांक मानचित्र और झिल्ली गतिशीलता|journal=PNAS|volume=105|issue=37|pages=13730–13735|bibcode=2008PNAS..10513730P|doi=10.1073/pnas.0806100105|pmc=2529332|pmid=18772382|doi-access=free}}</ref> मेजबान कोशिकाओं और परजीवियों में संरचनात्मक और जैव-भौतिकीय परिवर्तन का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण किया गया है। लाल रक्त कोशिकाओं पर बेबसिया परजीवियों के आक्रमण का भी अध्ययन किया गया।<ref>{{Cite journal|last=HyunJoo|first=Park|date=2015|title=Characterizations of individual mouse red blood cells parasitized by Babesia microti using 3-D holographic microscopy|journal=Scientific Reports|volume=5|pages=10827|arxiv=1505.00832|bibcode=2015NatSR...510827P|doi=10.1038/srep10827|pmc=4650620|pmid=26039793}}</ref> टोक्सोप्लाज्मा गोंडी, एपिकॉम्प्लेक्सन परजीवी जो टोक्सोप्लाज़मोसिज़ का कारण बनता है, न्यूक्लियेटेड कोशिकाओं को संक्रमित कर सकता है। एचटी का उपयोग करके टी गोंडी संक्रमित कोशिकाओं की 3डी आकृति विज्ञान और जैवभौतिकीय गुणों में परिवर्तन का अध्ययन किया गया।<ref>{{Cite journal|title=3D morphological and biophysical changes in a single tachyzoite and its infected cells using three-dimensional quantitative phase imaging|journal=Journal of Biophotonics|year=2020|volume=13|pages=e202000055|doi=10.1002/jbio.202000055|last1=Firdaus|first1=Egy Rahman|last2=Park|first2=Ji‐Hoon|last3=Lee|first3=Seong‐Kyun|last4=Park|first4=Yongkeun|last5=Cha|first5=Guang‐Ho|last6=Han|first6=Eun‐Taek|issue=8|pmid=32441392|s2cid=218831871}}</ref>
 
 
=== जैवप्रौद्योगिकी ===
=== जैवप्रौद्योगिकी ===
एचटी का उपयोग करके व्यक्तिगत बैक्टीरिया या सूक्ष्म शैवाल की कोशिका मात्रा और शुष्क द्रव्यमान को प्रभावी ढंग से निर्धारित किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal|title=मैनहेमिया द्वारा इष्टतम मैलेट डिहाइड्रोजनेज का उपयोग करके स्यूसिनिक एसिड का उत्पादन बढ़ाया गया|journal=Nature Communications|year=2020|doi=10.1038/s41467-020-15839-z|last1=Ahn|first1=Jung Ho|last2=Seo|first2=Hogyun|last3=Park|first3=Woojin|last4=Seok|first4=Jihye|last5=Lee|first5=Jong An|last6=Kim|first6=Won Jun|last7=Kim|first7=Gi Bae|last8=Kim|first8=Kyung-Jin|last9=Lee|first9=Sang Yup|volume=11|issue=1|page=1970|pmid=32327663|pmc=7181634}}</ref> क्योंकि इसमें सटीक परिमाणीकरण मान प्रदान करते समय धुंधला प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, एचटी का उपयोग इंजीनियर दागों की प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है।
एचटी का उपयोग करके व्यक्तिगत बैक्टीरिया या सूक्ष्म शैवाल की कोशिका मात्रा और शुष्क द्रव्यमान को प्रभावी ढंग से निर्धारित किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal|title=मैनहेमिया द्वारा इष्टतम मैलेट डिहाइड्रोजनेज का उपयोग करके स्यूसिनिक एसिड का उत्पादन बढ़ाया गया|journal=Nature Communications|year=2020|doi=10.1038/s41467-020-15839-z|last1=Ahn|first1=Jung Ho|last2=Seo|first2=Hogyun|last3=Park|first3=Woojin|last4=Seok|first4=Jihye|last5=Lee|first5=Jong An|last6=Kim|first6=Won Jun|last7=Kim|first7=Gi Bae|last8=Kim|first8=Kyung-Jin|last9=Lee|first9=Sang Yup|volume=11|issue=1|page=1970|pmid=32327663|pmc=7181634}}</ref> क्योंकि इसमें सटीक परिमाणीकरण मान प्रदान करते समय धुंधला प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, एचटी का उपयोग इंजीनियर दागों की प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है।


== वैज्ञानिक समुदाय ==
== वैज्ञानिक समुदाय ==
मात्रात्मक चरण इमेजिंग तकनीकों के एक भाग के रूप में, एचटी पर निम्नलिखित सक्रिय वैज्ञानिक सम्मेलन हैं:
मात्रात्मक चरण इमेजिंग तकनीकों के भाग के रूप में, एचटी पर निम्नलिखित सक्रिय वैज्ञानिक सम्मेलन हैं:


* [https://spie.org/PWB/conferencedetails/quantitative-phase-images?SSO=1 मात्रात्मक चरण इमेजिंग सम्मेलन], SPIE फोटोनिक्स वेस्ट
* [https://spie.org/PWB/conferencedetails/quantitative-phase-images?SSO=1 मात्रात्मक चरण इमेजिंग सम्मेलन], SPIE फोटोनिक्स वेस्ट

Revision as of 18:59, 6 October 2023

होलोटोमोग्राफी (एचटी) जैविक कोशिका (जीव विज्ञान) जैसे सूक्ष्म नमूने के त्रि-आयामी अपवर्तक सूचकांक (आरआई) टोमोग्राफी को मापने के लिए लेज़र तकनीक है। क्योंकि आरआई गरमागरम प्रकाश बल्ब वस्तुओं के पारदर्शी या चरण-आउट के लिए आंतरिक इमेजिंग कंट्रास्ट के रूप में काम कर सकता है, आरआई टोमोग्राम की माप सूक्ष्म चरण वस्तुओं की लेबल-मुक्त मात्रा का ठहराव | लेबल-मुक्त मात्रात्मक इमेजिंग प्रदान कर सकती है। नमूनों के 3-डी आरआई टोमोग्राम को मापने के लिए, एचटी होलोग्रफ़ी इमेजिंग और इनवर्स स्कैटरिंग ट्रांसफॉर्म|इनवर्स स्कैटरिंग के सिद्धांत को नियोजित करता है। आमतौर पर, इंटरफेरोमेट्रिक इमेजिंग के सिद्धांत को नियोजित करते हुए, नमूने की कई 2डी होलोग्राफिक छवियों को विभिन्न रोशनी कोणों पर मापा जाता है। फिर, नमूने में प्रकाश प्रकीर्णन को विपरीत रूप से हल करके इन एकाधिक 2डी होलोग्राफिक छवियों से नमूने का 3डी आरआई टोमोग्राम का पुनर्निर्माण किया जाता है।

इतिहास

पहला सैद्धांतिक प्रस्ताव एमिल वुल्फ द्वारा प्रस्तुत किया गया था,[1] और पहला प्रायोगिक प्रदर्शन फ़र्चर एट अल द्वारा दिखाया गया था।[2] 2000 के दशक से, एमआईटी स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रयोगशाला सहित कई अनुसंधान समूहों द्वारा, एचटी तकनीकों का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया था और जीव विज्ञान और चिकित्सा के क्षेत्र में लागू किया गया था। एचटी के तकनीकी विकास और अनुप्रयोग दोनों ही काफी उन्नत हुए हैं। 2012 में पहली व्यावसायिक एचटी कंपनी नैनोलिव[3] की स्थापना की गई, बाद में 2014 में टॉमोक्यूब की स्थापना की गई।

सिद्धांत

एचटी का सिद्धांत एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) या सीटी स्कैन के समान है। सीटी स्कैन विभिन्न रोशनी कोणों पर मानव शरीर की कई 2-डी एक्स-रे छवियों को मापता है, और फिर 3-डी टोमोग्राम (एक्स-रे अवशोषण) को व्युत्क्रम प्रकीर्णन सिद्धांत के माध्यम से पुनर्प्राप्त किया जाता है। एक्स-रे सीटी और लेजर एचटी दोनों ही शासी समीकरण साझा करते हैं - हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण, मोनोक्रोमैटिक तरंग दैर्ध्य के लिए तरंग समीकरण। HT को ऑप्टिकल विवर्तन टोमोग्राफी के रूप में भी जाना जाता है।[4]

लाभ और सीमाएँ

पारंपरिक 3डी सूक्ष्मदर्शी तकनीकों की तुलना में एचटी निम्नलिखित लाभ प्रदान करता है।

  1. लेबल-मुक्त: बाहरी लेबलिंग एजेंटों का उपयोग किए बिना सेलुलर झिल्ली और उपसेलुलर ऑर्गेनेल को स्पष्ट रूप से चित्रित किया जा सकता है। इस प्रकार, फोटोटॉक्सिसिटी, फोटोब्लीचिंग और फोटोडैमेजिंग के कोई मुद्दे नहीं हैं।
  2. मात्रात्मक इमेजिंग क्षमता: HT सीधे सेल के 3D RI मानचित्रों को मापता है, जो सामग्रियों के आंतरिक ऑप्टिकल गुण हैं। क्योंकि मापी गई आरआई को कोशिका के द्रव्यमान घनत्व में अनुवादित किया जा सकता है और इस जानकारी का उपयोग करके, कोशिका का द्रव्यमान भी प्राप्त किया जा सकता है।
  3. सटीक और तेज़ माप: HT उपयोग किए गए ऑब्जेक्टिव लेंस के संख्यात्मक एपर्चर और छवि सेंसर की गति के आधार पर, लगभग 100 एनएम तक स्थानिक रिज़ॉल्यूशन और कुछ से सौ फ्रेम प्रति सेकंड का अस्थायी रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।

हालाँकि, 3डी आरआई टोमोग्राफी आणविक विशिष्टता प्रदान नहीं करती है। आम तौर पर, सोने के नैनोकणों जैसे उल्लेखनीय मामलों को छोड़कर, मापी गई आरआई जानकारी सीधे अणुओं या प्रोटीन के बारे में जानकारी से संबंधित नहीं हो सकती है[5] या लिपिड बूंदें[6] जो कोशिका कोशिका द्रव्य की तुलना में स्पष्ट रूप से उच्च आरआई मान प्रदर्शित करता है।

अनुप्रयोग

HT के अनुप्रयोगों में शामिल हैं:[7]

जीवित कोशिका का 3डी आरआई टोमोग्राम (मैक्रोफेज)

कोशिका जीवविज्ञान

एचटी प्रतिदीप्ति प्रोटीन या रंगों जैसे बहिर्जात लेबलिंग एजेंटों का उपयोग किए बिना जीवित कोशिकाओं और पतले ऊतकों की 3डी गतिशील छवियां प्रदान करता है। HT मात्रात्मक लाइव सेल इमेजिंग को सक्षम बनाता है, और सेल वॉल्यूम, सतह क्षेत्र, प्रोटीन एकाग्रता जैसी मात्रात्मक जानकारी भी प्रदान करता है। गुणसूत्रों की लेबल-मुक्त इमेजिंग और मात्रा का ठहराव प्रस्तुत किया गया।[8] कोशिकाओं में ऑटोफैगी द्वारा प्रोटीसोम क्षरण का नियामक मार्ग एचटी का उपयोग करके अध्ययन किया गया था।[9]

सहसंबंधी इमेजिंग

सहसंबंधी इमेजिंग के लिए एचटी का उपयोग अन्य इमेजिंग तौर-तरीकों के साथ किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एचटी और प्रतिदीप्ति इमेजिंग का संयोजन सहक्रियात्मक विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण को सक्षम बनाता है।[10][11] एचटी संरचनात्मक जानकारी प्रदान करता है जबकि प्रतिदीप्ति संकेत आणविक विशिष्ट इमेजिंग प्रदान करता है, जो पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) और सीटी के अनुरूप ऑप्टिकल है। एचटी का उपयोग करके सहसंबंध इमेजिंग दृष्टिकोण के लिए विभिन्न दृष्टिकोण बताए गए हैं।

लिपिड मात्रा का ठहराव

इंट्रासेल्युलर लिपिड बूंदें ऊर्जा भंडारण और चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, और कैंसर, मोटापा और मधुमेह मेलेटस सहित विभिन्न विकृति से भी संबंधित हैं। एचटी मुक्त या इंट्रासेल्युलर लिपिड बूंदों के लिए लेबल-मुक्त और मात्रात्मक इमेजिंग और विश्लेषण को सक्षम बनाता है। क्योंकि लिपिड बूंदों में साइटोप्लाज्म के अन्य भागों की तुलना में स्पष्ट रूप से उच्च आरआई (एन> 1.375) होता है, आरआई टोमोग्राम के माप लिपिड बूंदों की मात्रा, एकाग्रता और शुष्क द्रव्यमान के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।[12] हाल ही में, फोम कोशिकाओं में लिपिड बूंदों को मापकर lobeglitazone की लक्षित डिलीवरी को प्रभावित करने के लिए डिज़ाइन किए गए नैनोड्रग के चिकित्सीय प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए एचटी का उपयोग किया गया था।[13]

प्रायोगिक प्रयोगशाला

एचटी विभिन्न मात्रात्मक इमेजिंग क्षमता प्रदान करता है, जो व्यक्तियों की कोशिकाओं के रूपात्मक, जैव रासायनिक और यांत्रिक गुण प्रदान करता है। 3डी आरआई टोमोग्राफी सीधे कोशिका के आयतन, सतह क्षेत्र और गोलाकारता (गोलाई) सहित रूपात्मक गुण प्रदान करती है। स्थानीय आरआई मान को जैव रासायनिक जानकारी या साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन एकाग्रता में अनुवादित किया जा सकता है, क्योंकि किसी समाधान का आरआई इसकी एकाग्रता के लिए रैखिक रूप से आनुपातिक होता है।[14] विशेष रूप से, लाल रक्त कोशिकाओं के मामले में, आरआई मान को हीमोग्लोबिन एकाग्रता में परिवर्तित किया जा सकता है। गतिशील कोशिका झिल्ली के उतार-चढ़ाव का माप, जिसे एचटी उपकरण से भी प्राप्त किया जा सकता है, सेलुलर विकृति के बारे में जानकारी प्रदान करता है। इसके अलावा, इन विभिन्न मात्रात्मक मापदंडों को एकल कोशिका स्तर पर प्राप्त किया जा सकता है, जिससे विभिन्न सेलुलर मापदंडों के बीच सहसंबंधी विश्लेषण की अनुमति मिलती है। एचटी का उपयोग लाल रक्त कोशिकाओं के अध्ययन के लिए किया गया है,[15] श्वेत रुधिराणु,[16] रक्त भंडारण,[17] और मधुमेह.[18]

संक्रामक रोग

विभिन्न संक्रामक रोगों के अध्ययन के लिए एचटी की मात्रात्मक लेबल-मुक्त इमेजिंग क्षमता का उपयोग किया गया है। विशेष रूप से, परजीवियों द्वारा आक्रमण की गई मेजबान कोशिकाओं को एचटी का उपयोग करके प्रभावी ढंग से चित्रित और अध्ययन किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि परजीवियों के धुंधलापन या लेबलिंग के लिए जटिल तैयारी प्रक्रिया की आवश्यकता होती है और कई परजीवियों में धुंधलापन/लेबलिंग बहुत प्रभावी नहीं होती है। व्यक्तिगत लाल रक्त कोशिकाओं पर प्लास्मोडियम फाल्सीपेरम या मलेरिया उत्प्रेरण परजीवियों के आक्रमण को एचटी का उपयोग करके मापा गया था।[19] मेजबान कोशिकाओं और परजीवियों में संरचनात्मक और जैव-भौतिकीय परिवर्तन का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण किया गया है। लाल रक्त कोशिकाओं पर बेबसिया परजीवियों के आक्रमण का भी अध्ययन किया गया।[20] टोक्सोप्लाज्मा गोंडी, एपिकॉम्प्लेक्सन परजीवी जो टोक्सोप्लाज़मोसिज़ का कारण बनता है, न्यूक्लियेटेड कोशिकाओं को संक्रमित कर सकता है। एचटी का उपयोग करके टी गोंडी संक्रमित कोशिकाओं की 3डी आकृति विज्ञान और जैवभौतिकीय गुणों में परिवर्तन का अध्ययन किया गया।[21]

जैवप्रौद्योगिकी

एचटी का उपयोग करके व्यक्तिगत बैक्टीरिया या सूक्ष्म शैवाल की कोशिका मात्रा और शुष्क द्रव्यमान को प्रभावी ढंग से निर्धारित किया जा सकता है।[22] क्योंकि इसमें सटीक परिमाणीकरण मान प्रदान करते समय धुंधला प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, एचटी का उपयोग इंजीनियर दागों की प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है।

वैज्ञानिक समुदाय

मात्रात्मक चरण इमेजिंग तकनीकों के भाग के रूप में, एचटी पर निम्नलिखित सक्रिय वैज्ञानिक सम्मेलन हैं:

एचटी तकनीक और अनुप्रयोगों को वैज्ञानिक पत्रिकाओं के निम्नलिखित विशेष अंकों में शामिल किया गया है:

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Wolf, Emil (1969). "होलोग्राफिक डेटा से अर्ध-पारदर्शी वस्तुओं का त्रि-आयामी संरचना निर्धारण". Optics Communications. 1 (4): 153–156. Bibcode:1969OptCo...1..153W. doi:10.1016/0030-4018(69)90052-2.
  2. ↑ Fercher, A.F.; Bartelt, H.; Becker, H.; Wiltschko, E. (1979). "Image formation by inversion of scattered field data: experiments and computational simulation". Applied Optics. 18 (14): 2427–39. Bibcode:1979ApOpt..18.2427F. doi:10.1364/AO.18.002427. PMID 20212679.
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