세포측정학

Cytometry
세포계는 일반적인 혈액 검사에서 혈구를 세는 기구입니다.

세포측정법은 세포의 수와 특성을 측정하는 것이다.세포측정법에 의해 측정될 수 있는 변수는 세포 크기, 세포 수, 세포 형태학(모양과 구조), 세포 주기 단계, DNA 함량, 세포 표면 [1]또는 세포질에서 특정 단백질의 유무를 포함한다.세포측정법은 전체 혈액수치와 같은 일반적인 혈액검사에서 혈액세포의 특징과 계산을 위해 사용된다.비슷한 방식으로 세포측정법은 암이나 [citation needed]에이즈 같은 질병과 관련된 광범위한 응용 분야에서 세포를 특징짓기 위해 세포생물학 연구와 의학 진단에도 사용된다.

세포 측정 장치

영상 세포계

영상 세포측정법은 가장 오래된 형태의 세포측정법이다.영상 세포계는 광학 현미경을 사용하여 많은 세포를 정적으로 촬영함으로써 작동한다.분석 전에 세포는 일반적으로 형광색소로 분류하여 대조도를 높이거나 특정 분자를 검출하기 위해 염색된다.전통적으로 세포는 수동 [citation needed]계산을 돕기 위해 혈구계 내에서 관찰됩니다.

디지털카메라가 도입된 이후 1990년대 중반에는 영상세포계의 자동화 수준이 꾸준히 높아졌다.이를 통해 단순한 셀 카운터에서 정교한 고함량 스크리닝 시스템에 이르기까지 자동화된 영상 세포계를 상업적으로 이용할 수 있게 되었습니다.

유동 세포계

주요 기사:플로우 세포 측정

현미경 자동검사의 초기 어려움 때문에 1950년대 중반부터 플로우 세포계는 세포측정기기를 [2]지배해 왔다.흐름 세포계는 흐름 기술을 사용하여 단일 셀을 정렬하여 작동합니다.셀은 광학적으로 또는 콜터 원리라고 불리는 전기적 임피던스 방법을 사용하여 특징지어집니다.광학적으로 특징지어졌을 때 특정 분자를 검출하기 위해 대부분의 경우 세포는 영상 세포계에 사용되는 것과 같은 유형의 형광 색소로 얼룩져 있습니다.흐름 세포계는 일반적으로 영상 세포계보다 적은 데이터를 제공하지만 처리량이 [citation needed]상당히 높습니다.

셀 선별기

주요 기사:플로우 세포 측정

세포 선별기는 세포 특성에 따라 세포를 분류할 수 있는 유동 세포계입니다.분류는 잉크젯 프린터에 사용되는 것과 유사한 기술을 사용하여 이루어집니다.유체 흐름은 기계적 진동에 의해 물방울로 분해됩니다.그런 다음 물방울에 포함된 셀의 특성에 따라 물방울이 전기적으로 충전됩니다.그 전하에 따라, 물방울은 마침내 전기장에 의해 다른 [citation needed]용기로 휘어집니다.

시간 경과 세포계

시간 경과 세포계의 주요 특징은 발광 다이오드와 같은 비발열 광원을 사용하는 것입니다.이를 통해 기존의 세포 배양 인큐베이터 내부에 시간 경과 세포계를 배치하여 인큐베이터 내부에 열이 쌓이지 않고 세포 과정을 지속적으로 관찰할 수 있습니다.

역사

혈구계

혈구계

주요 기사: 혈액 세포계

세포측정학의 초기 역사는 혈구수치의 발달과 밀접하게 관련되어 있다.칼 폰 비에로르트의 연구를 통해 루이-샤를 말라세즈, 칼 뷔르커, 그리고 다른 혈구 농도들은 19세기 후반까지 혈구 계수실, 혈구계, 광학 [3][4]현미경을 사용하여 정확하게 측정될 수 있었다.

1950년대까지 혈구계는 혈구를 [5]세는 표준적인 방법이었다.혈구계수 어플리케이션에서는 혈구계가 전자세포 카운터로 대체되었습니다.그러나 혈구계는 여전히 세포 배양 실험실에서 세포 수를 세는 데 사용되고 있다.이어서 현미경을 사용한 수동 작업이 작은 자동 영상 [citation needed]세포계에 의해 인계됩니다.

형광 현미경

주요 기사 : 형광 현미경

1904년 예나의 칼 차이스에서 모리츠 폰 로어와 아우구스트 쾰러가 최초의 자외선 현미경을 만들었다.현미경의 목적은 가시광선보다 파장이 짧은 조명을 사용하여 더 높은 광학 해상도를 얻는 것이었다.그러나 생물학적 물질을 관찰할 때 자가 형광에 어려움을 겪었다.다행히도, 쾰러는 형광의 가능성을 보았다.형광 들뜸 빛에 대한 필터링 기술은 1910년 차이스의 하인리히 레만에 의해 로버트 우드의 연구에 기초해 개발되었습니다.그러나 그가 개발한 "Lumineszenzmikroskop"은 오늘날 Leica [6][7][8]Microsystems의 일부인 비엔나 Optische Werke AG의 C Reichhert에서 일했던 Oskar Heimstédt가 독자적으로 개발한 것에 이어 시장에서는 두 번째에 불과했다.

세포 측광학

1930년대 초까지 다양한 회사들이 자외선 형광 현미경을 제조했다.세포측정학이 현재 확립된 혈구계를 넘어설 수 있는 단계가 마련되었습니다.이 시기에 스톡홀름의 카롤린스카 연구소에서 일하던 토르비외른 카스페르손은 세포 광도계라고 불리는 진보적으로 더 정교한 기구들을 개발했다.이 기구들은 형광 현미경과 분광 광도계를 결합하여 세포 핵산과 세포 성장과 기능과의 관계를 정량화했다.캐스퍼슨의 초기 장치는 이제 절망적으로 원시적인 것처럼 보인다.하지만, 이 원시적인 기구조차도 결과를 얻었고, 다른 연구자들의 관심을 끌었다.1940년대 이후 분석 세포학의 발전의 대부분은 [9]스톡홀름으로 순례한 사람들에 의해 이루어졌다.

펄스 세포 측광법

모델 A 콜터 카운터 - 최초의 시판용 플로우 셀미터

세포 수를 자동화하는 최초의 시도는 2차 세계대전 즈음에 이루어졌다.Gucker 등은 에어로졸의 박테리아를 [10]검출하는 장치를 개발한다.Lagercrantz는 현미경을 기반으로[11] 자동화된 세포 카운터를 구축하고 Moldavan이 [12]1934년에 제안했듯이 현미경을 사용하여 개별적으로 셀 셀 정렬의 어려움을 파악한다.Joseph와 Wallace Coulter는 유체 [5][13]속에 떠 있는 미세한 입자를 세고 크기를 세는 데 전기적 임피던스를 사용하는 원리를 발명함으로써 이러한 어려움을 극복합니다.이 원리는 오늘날 Coulter 원리로 알려져 있으며 1954년 Coulter Electronics에 의해 출시된 자동 혈구 계수기에 사용되었다."Coulter 카운터"는 최초의 상용 플로우 세포계였다.[citation needed]

1960년대에 디트리히, 괴데, 카멘츠키는 30년 전에 캐스퍼슨이 개척한 디자인을 개선했습니다.디트리히와 괴데의 펄스 세포광도계는 차이스 형광 현미경을 중심으로 제작돼 1968년 파르텍 GmbH에 의해 ICP 11로 상용화됐다.Kamentsky의 기기는 1970년 [14][15]Bio/Physics Systems Inc.에 의해 Cytograph로 상용화 되었다.이 장치들은 이전의 콜터 카운터처럼 세포를 셀 수 있었다.하지만 더 중요한 것은, 그들은 또한 세포의 특성을 측정할 수 있다는 것입니다.하지만, 현미경에 기반을 [16]둔 이 초기 세포 온도계는.

플로우 세포 측정

주요 기사:플로우 세포 측정

1953년 크로슬랜드-테일러는 현미경을 사용하여 적혈구를 세는 데 실패한 시도를 발표했는데,[2] 그는 세포에 유체역학적으로 초점을 맞추기 위해 피복 유체를 사용하여 세포를 정렬하는 문제를 해결했다.1960년대 후반 로스앨러모스 국립연구소의 반 딜라는 최초의 비현미경 세포광도계를 만들었다.그는 크로슬랜드-테일러의 획기적인 발견을 현미경 검사용으로 개발된 형광 염료와 레이저 기반의 형광 검출 시스템,[17][18][19] 즉 오늘날 우리가 알고 있는 흐름 세포계와 결합함으로써 이 작업을 수행했다.Los Alamos의 Fulwyler는 1965년 [20]최초의 셀 선별기를 만들기 위해 Coulter 원리와 연속 잉크젯 프린터 기술을 결합했습니다.

1973년 Steinkamp와 Los Alamos 팀은 형광 기반 세포 선별기를 [21]개발했습니다.

1978년 플로리다 펜사콜라에서 열린 미국공학재단 회의에서 맥박세포측정법이라는 이름이 흐름세포측정법으로 바뀌었는데, 이 용어는 빠르게 [22]인기를 끌었다.그 시점에서 맥박 세포측정법은 10년 [citation needed]전에 Van Dilla에 의해 개척된 현대적인 형태의 흐름 세포측정법으로 발전했다.

참고 항목

레퍼런스

  1. ^ "International Society for Advancement of Cytometry". Archived from the original on 2013-03-28. Retrieved 2013-03-31.
  2. ^ a b Crosland-Taylor, P. J. (1953). "A device for counting small particles suspended in a fluid through a tube". Nature. 171 (4340): 37–38. Bibcode:1953Natur.171...37C. doi:10.1038/171037b0. PMID 13025472. S2CID 4273373.
  3. ^ Verso, M. L. (1964). "The Evolution of Blood-Counting Techniques". Med. Hist. 8 (2): 149–158. doi:10.1017/s0025727300029392. PMC 1033366. PMID 14139094.
  4. ^ Verso, M. L. (1971). "Some nineteenth-century pioneers of haematology". Med. Hist. 15 (1): 55–67. doi:10.1017/s0025727300016124. PMC 1034115. PMID 4929622.
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  7. ^ Heimstädt O. (1911). "Das Fluoreszenzmikroskop". Z. Wiss. Mikrosk. 28: 330–337.
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  9. ^ Shapiro H. (2004). "The Evolution of Cytometers". Cytometry Part A. 58A (1): 13–20. doi:10.1002/cyto.a.10111. PMID 14994215. S2CID 836749.
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  16. ^ Kamentsky, L. A.; Melamed, M. R.; Derman, H (1965). "Spectrophotometer: New instrument for ultrarapid cell analysis". Science. 150 (3696): 630–1. Bibcode:1965Sci...150..630K. doi:10.1126/science.150.3696.630. PMID 5837105. S2CID 34776930.
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  20. ^ Fulwyler, M. J. (1965). "Electronic separation of biological cells by volume". Science. 150 (698): 910–911. Bibcode:1965Sci...150..910F. doi:10.1126/science.150.3698.910. PMID 5891056. S2CID 459342.
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  22. ^ "Partec Flow Museum". Partec GmbH. Retrieved 2013-08-25.

외부 링크

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