فلوسایتومتری در تحقیقات وابسته به آب (Aquatic)

فهرست مطالب نمایش

مقدمه‌ای بر فلوسایتومتری در تحقیقات وابسته به آب

فلوسایتومتری یک تکنیک تحلیلی سریع و قوی است که در بسیاری از زمینه‌های مختلف تحقیقات بیولوژیکی مورد استفاده قرار گرفته است. این مقاله به استفاده از فلوسایتومتری در تحقیقات وابسته به آب می پردازد.

فلوسایتومتری چیست؟

فلوسایتومتری فناوری است که تقریباً نیم قرن است که وجود دارد. با استفاده از این تکنیک، محققان می‌توانند یک جمعیت سلولی را با سرعت هزاران سلول در دقیقه تجزیه و تحلیل کنند. این یک تکنیک چند متغیره و چند پارامتری است که می‌تواند داده‌ها را در مورد انبوهی از اجزاء مانند:

DNA
RNA
اندازه و تعداد سلول موجود
لیپیدها
پروتئین‌ها
فرآیندهایی مانند آپوپتوز و سیگنال دهی سلولی
وجود عوامل بیماری‌زا از جمله باکتری‌ها و ویروس‌ها

سلول‌های منفرد در یک جریان سلول (یا لوله) متمرکز می‌شوند و سپس لیزری را عبور می‌دهند که سیگنال فلورسنت را تشخیص می‌دهد. سپس توسط نرم افزار پیچیده تجزیه و تحلیل می‌شود و داده‌هایی را در مورد پارامتر مورد مطالعه تولید می‌کند.

ثابت شده است که به ویژه در تحقیقات آبزیان مفید است و داده هایی را ارائه می‌دهد که می‌تواند برای بهبود کیفیت آب و اطلاع رسانی تحقیقات زیست محیطی مورد استفاده قرار گیرد.

اهمیت تحقیقات آکواتیک (Aquatic) یا وابسته به آب

تحقیقات وابسته به آب برای سلامت انسان و زنجیره تامین مواد غذایی و همچنین نظارت و حفاظت از محیط زیست حیاتی است. میکروبیولوژی وابسته به آب در بسیاری از صنایع مختلف مانند شیلات، تصفیه فاضلاب و کنترل آلودگی کاربرد دارد. میکروارگانیسم‌های آبزی با چرخه‌ مواد مغذی، نقش مهمی در محیط زیست دارند که آنها را به بخشی حیاتی از زنجیره غذایی تبدیل می‌کند.

بنابراین نظارت بر حضور و عملکرد این موجودات حیاتی برای جامعه بشری ضروری است. به عنوان مثال، رواناب پساب ،به دلیل افزایش مواد مغذی موجود می‌تواند احتمال رشدهای بی‌رویه جلبکی را افزایش دهد. این امر منجر به کاهش اکسیژن در محیط آبی می‌شود و منجر به مرگ سایر موجودات موجود می‌شود. این امر می‌تواند آسیب‌های زیست محیطی بسیار زیادی ایجاد کند.

مزایای فلوسایتومتری برای تحقیقات وابسته به آب

فلوسایتومتری تکنیکی است که به دلیل مزایایی که نسبت به سایر روش های تحلیلی رایج دارد، کاربردهای زیادی در تحقیقات وابسته به آب پیدا کرده است و به دلیل سه ویژگی فنی منحصر به فرد، به یک ابزار ارزشمند تبدیل شده است:

سرعت به دست آوردن و پردازش داده‌ها
ظرفیت مرتب سازی بالا
جمع آوری داده‌های چند پارامتری با سرعت بالا و تجزیه و تحلیل چند متغیره

با فلوسایتومتری، آماده‌سازی نمونه سریع‌تر است و در زمان و منابع صرفه‌جویی می‌شود. زمان شمارش نیز به طور قابل توجهی به چند دقیقه کاهش می‌یابد و تعداد سلول‌های بیشتری در مقایسه با روش‌های دیگر قابل شمارش است. فلوسایتومتری می‌تواند هزاران سلول را در مقایسه با میکروسکوپ نوری که می‌تواند چند صد سلول را در همان زمان شمارش کند، بشمارد.

توسعه نشانگرهای فلورسنت جدید، استفاده روزافزون از نقاط کوانتومی، و معرفی تکنیک‌های جدید سایتومتری، دائماً این فناوری را به جلو می‌برد. باکتری‌ها، ویروس‌ها، جلبک‌ها، تک یاخته‌ها و نانوذرات موجود در محیط‌های آبی را می‌توان با سرعت و دقتی که با روش‌های دیگر امکان پذیر نیست، تجزیه و تحلیل کرد. اثرات آنها بر موجودات دیگر را می‌توان با جزئیات مورد مطالعه قرار داد که در غیر این صورت فاقد آن بود.

کاربردهای فلوسایتومتری در تصفیه آب

تصفیه آب موثر برای سلامت کل جمعیت ضروری است. تصفیه، توزیع و استفاده مجدد باید به شدت نظارت و کنترل شود تا از کیفیت آب مصرفی برای آشامیدن، صنعت و کشاورزی اطمینان حاصل شود. تخلیه تصفیه خانه همچنین می‌تواند بر محیط‌ها تأثیر بگذارد و منجر به آلودگی و آشفتگی اکوسیستم‌های دریایی شود. سایر روش‌های تحلیلی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند در چندین زمینه محدودیت دارند.

آنها با حساسیت کم، هزینه‌های بالا محدود می‌شوند، مستعد تداخل مواد شیمیایی و ترکیبات بازدارنده هستند و نمی‌توانند به طور موثر بین سلول‌ها تمایز قائل شوند. فلوسایتومتری به راحتی بر این مشکلات غلبه می‌کند و آن را به یک روش جایگزین جذاب تبدیل می‌کند.

فلوسایتومتری را می توان برای نظارت بر جمعیت میکروبی که بر کیفیت آب تصفیه شده تأثیر می‌گذارد و در نتیجه مدیریت بهتر آب را ممکن می‌کند، استفاده کرد.

بین سال‌های 2010 و 2018 تقریباً 300 مطالعه انجام شد که از فلوسایتومتری برای این منظور استفاده کردند. در حالی که این تکنیک امکانات قابل توجهی را برای بهبود مدیریت آب نشان داده است، برخی از مسائل هنوز وجود دارند. زمینه‌های بهبود عبارتند از بهینه‌سازی پروتکل‌ها برای مطالعه ویروس‌های منتقل شونده از آب، بهبود ابزار دقیق، و خودکارسازی آماده‌سازی و جابجایی نمونه برای تجزیه و تحلیل سریع. تحقیقات زیادی وجود دارند که کاربردهای موفقیت آمیز فلوسایتومتری را مستند کرده است.

استفاده از فلوسایتومتری آنلاین برای پایش و بررسی کیفیت آب

داده‌های جمع‌آوری شده در مورد غلظت سلولی در یک نمونه آبزی می‌تواند به‌دلیل پویایی‌های مصنوعی و طبیعی به شدت در نوسان باشد. این می‌تواند منجر به تشخیص نادرست ناهنجاری‌های میکروبی شود زیرا ممکن است مبهم شوند. این می‌تواند مشکلاتی را برای تجزیه و تحلیل بلادرنگ ایجاد کند.

سیستم‌های خودکار بهتری که قادر به نظارت بر جمعیت میکروبی و تشخیص تغییرات باشند، مورد نیاز است. ابزار تشخیصی سایتومتری روشی است که می‌تواند بین تغییرات میکروبی طبیعی و غیر‌طبیعی در جوامع میکروبی تمایز قائل شود. با این حال، اکثر آنها به محاسبات آماری آفلاین متکی هستند که برای مشاهده زمان واقعی مشکل دارند.

بنابراین استفاده از فرآیندهای آنلاین سودمند است. تیمی که تحقیقات خود را در سال 2020 منتشر کردند، سیستمی به نام تشخیص تغییر جامعه میکروبی را ایجاد کردند.

مزایای یک سیستم محاسباتی آنلاین آشکار است:

می توان از آن با فلوسایتومتری خودکار برای تشخیص سریع آلودگی میکروبی استفاده کرد، که به ویژه در کاربردهای حساس زمانی مانند کنترل آلودگی و نظارت مفید است. از آنجایی که چنین کاربردهای حساس زمانی می‌توانند پیامدهای گسترده‌ای برای امنیت غذایی و حفظ محیط‌های طبیعی سالم داشته باشند، نظارت در زمان واقعی از آلودگی میکروبی بسیار مهم است.

فلوسایتومتری: یک تکنیک تحلیلی کلیدی برای تحقیقات وابسته به آب

فلوسایتومتری یک ابزار حیاتی برای تحقیقات وابسته به آب است. در حال حاضر در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد و امنیت بیشتر آب، مدیریت فاضلاب، نظارت بر محیط زیست و ایمنی مواد غذایی را تامین می‌کند. با توسعه تکنیک‌های جدید، بهبود فناوری، و ادغام فلوسایتومتری با سایر فناوری‌ها، استفاده از این تکنیک تحلیلی قوی همچنان به عنوان یک ابزار اصلی در تحقیقات وابسته به آب باقی ‌مانده است. فلوسایتومتری نقش مهمی را در این زمینه برای سالهای آینده ایفا خواهد کرد.

همچنین بخوانید: