इमेजिंग के दौरान लाइव सेल इमेजिंग सिस्टम में सेल व्यवहार्यता बनाए रखने में समस्याएं

सेल बायोलॉजी, न्यूरोबायोलॉजी, फार्माकोलॉजी और डेवलपमेंटल बायोलॉजी जैसे बायोमेडिकल अनुसंधान विषयों का अध्ययन करने वाली प्रयोगशालाओं में लाइव-सेल इमेजिंग एक महत्वपूर्ण विश्लेषणात्मक उपकरण है। स्थिर कोशिकाओं और ऊतकों की इमेजिंग (जिसके लिए फोटोब्लीचिंग प्रमुख मुद्दा है) के लिए आमतौर पर उच्च रोशनी की तीव्रता और लंबे एक्सपोज़र समय की आवश्यकता होती है; हालाँकि, जीवित कोशिकाओं की इमेजिंग करते समय इनसे बचना चाहिए। लाइव-सेल माइक्रोस्कोपी में आमतौर पर छवि गुणवत्ता प्राप्त करने और स्वस्थ कोशिकाओं को बनाए रखने के बीच एक समझौता शामिल होता है। इसलिए, उच्च रोशनी की तीव्रता और लंबे एक्सपोज़र समय से बचने के लिए, प्रयोग में स्थानिक और लौकिक रिज़ॉल्यूशन अक्सर सीमित होते हैं। जीवित कोशिकाओं की इमेजिंग में ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के लिए कंट्रास्ट-एन्हांस्ड इमेजिंग विधियों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल होती है। अधिकांश जांचें कई प्रकार की प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी में से एक का उपयोग करती हैं, और इसे अक्सर प्रसारित प्रकाश तकनीकों के साथ जोड़ा जाता है, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी। इमेजिंग तकनीकों और फ्लोरोसेंट जांच के डिजाइन में निरंतर प्रगति इस दृष्टिकोण की शक्ति में सुधार करती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि लाइव-सेल इमेजिंग जीवविज्ञान में एक महत्वपूर्ण उपकरण बनी रहेगी।

एक महत्वपूर्ण सावधानी यह सुनिश्चित करना है कि सिंथेटिक फ्लोरोफोरस या फ्लोरोसेंट प्रोटीन की उपस्थिति में रोशनी के साथ माइक्रोस्कोप चरण पर कोशिकाएं अच्छी स्थिति में हैं और सामान्य रूप से कार्य कर रही हैं। वे स्थितियाँ जिनके अंतर्गत कोशिकाओं को माइक्रोस्कोप चरण पर बनाए रखा जाता है, हालांकि व्यापक रूप से परिवर्तनशील होती हैं, अक्सर किसी प्रयोग की सफलता या विफलता को निर्धारित करती हैं।

कोशिकाओं की विशेष जैव रासायनिक आवश्यकताओं के आधार पर विभिन्न सेल कल्चर मीडिया उपलब्ध हैं। संस्कृति मीडिया में विभिन्न घटक होते हैं, जिनमें अमीनो एसिड, विटामिन, अकार्बनिक लवण (खनिज), ट्रेस तत्व, न्यूक्लिक एसिड घटक (बेस और न्यूक्लियोसाइड), शर्करा, ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र मध्यवर्ती, लिपिड और सह-एंजाइम शामिल हैं। टिशू कल्चर मीडिया में, ऑक्सीजन सांद्रता, पीएच, बफरिंग क्षमता, ऑस्मोलैरिटी, चिपचिपाहट और सतह तनाव को नियंत्रित करना एक महत्वपूर्ण कदम है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध मीडिया फॉर्मूलेशन में अक्सर अनुमानित पीएच मान निर्धारित करने के लिए एक संकेतक डाई (उदाहरण के लिए, फिनोल लाल) शामिल होता है। पीएच को विनियमित करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड और बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम की आवश्यकता लगभग सभी सेल लाइनों के लिए होती है। कोशिकाओं को ऐसे वातावरण में संवर्धित करने की आवश्यकता होती है जिसमें घुली हुई गैस की सघनता को नियंत्रित करने के लिए इन्क्यूबेटरों में थोड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड (आमतौर पर 5-7%) होता है। लाइव-सेल इमेजिंग के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ एक उपयुक्त वातावरण प्रदान करना मुश्किल हो सकता है, और इसके लिए आमतौर पर विनियमित वातावरण के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए संस्कृति कक्षों की आवश्यकता होती है। कोशिका रेखाओं के बीच ऑक्सीजन की आवश्यकताएं अलग-अलग हो सकती हैं, लेकिन सामान्य वायुमंडलीय ऑक्सीजन तनाव का स्तर अधिकांश संस्कृतियों के लिए उपयुक्त है। ऑस्मोलैरिटी के संबंध में, अधिकांश कोशिका रेखाओं में आसमाटिक दबाव के लिए बड़ी सहनशीलता होती है, 260 और 320 मिलिओस्मोलर के बीच ऑस्मोलैरिटी पर अच्छी वृद्धि होती है। जब कोशिकाओं को ओपन-प्लेट कल्चर या पेट्री डिश में उगाया जाता है, तो वाष्पीकरण से निपटने के लिए हाइपोटोनिक माध्यम का उपयोग किया जा सकता है।