قياس التدفق الخلوي (FCM) هو جهاز تحليل خلايا يقيس شدة الفلورسنت لعلامات الخلايا المصبوغة. وهو تقنية متطورة طُوّرت بناءً على تحليل وفرز الخلايا المفردة. يمكنه قياس وتصنيف حجم الخلايا وبنيتها الداخلية، وخصائصها الفيزيائية والكيميائية، بما في ذلك الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA)، والبروتينات، والمستضدات، وغيرها من الخصائص الفيزيائية والكيميائية، وذلك بناءً على جمع هذه التصنيفات.
يتكون مقياس التدفق الخلوي بشكل أساسي من الأجزاء الخمسة التالية:
1 غرفة التدفق ونظام السوائل
2 مصدر ضوء الليزر ونظام تشكيل الشعاع
3 النظام البصري
4- أنظمة الإلكترونيات والتخزين والعرض والتحليل
نظام فرز الخلايا الخمس
من بينها، يُعدّ إثارة الليزر في مصدر ضوء الليزر ونظام تشكيل الشعاع المقياس الرئيسي لإشارات الفلورسنت في قياس التدفق الخلوي. ترتبط شدة ضوء الإثارة وزمن التعرض بشدة إشارة الفلورسنت. يُعدّ الليزر مصدر ضوء متماسكًا يوفر إضاءة أحادية الموجة، عالية الكثافة، وعالية الاستقرار. وهو مصدر ضوء الإثارة الأمثل لتلبية هذه المتطلبات.
توجد عدستان أسطوانيتان بين مصدر الليزر وحجرة التدفق. تُركز هاتان العدستان شعاع الليزر ذي المقطع الدائري المنبعث من مصدر الليزر على شعاع إهليلجي ذي مقطع عرضي أصغر (22 ميكرومتر × 66 ميكرومتر). تُوزع طاقة الليزر داخل هذا الشعاع الإهليلجي وفقًا لتوزيع طبيعي، مما يضمن ثبات شدة الإضاءة للخلايا المارة عبر منطقة كشف الليزر. من ناحية أخرى، يتكون النظام البصري من مجموعات متعددة من العدسات والثقوب الدقيقة والمرشحات، والتي يمكن تقسيمها تقريبًا إلى مجموعتين: أعلى وأسفل حجرة التدفق.
يتكون النظام البصري أمام حجرة التدفق من عدسة وثقب دقيق. تتمثل الوظيفة الرئيسية للعدسة والثقب الدقيق (عادةً عدستين وثقب دقيق) في تركيز شعاع الليزر ذي المقطع الدائري المنبعث من مصدر الليزر في شعاع بيضاوي ذي مقطع عرضي أصغر. يؤدي هذا إلى توزيع طاقة الليزر توزيعًا طبيعيًا، مما يضمن ثبات شدة الإضاءة للخلايا عبر منطقة كشف الليزر، ويقلل من تداخل الضوء الشارد.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المرشحات:
1: مرشح التمرير الطويل (LPF) - يسمح فقط للضوء ذي الأطوال الموجية الأعلى من قيمة معينة بالمرور.
2: مرشح التمرير القصير (SPF) - يسمح فقط للضوء ذي الأطوال الموجية الأقل من قيمة معينة بالمرور.
3: مرشح النطاق الترددي (BPF) - يسمح فقط للضوء في نطاق طول موجي محدد بالمرور.
يمكن لمجموعات مختلفة من المرشحات توجيه إشارات الفلورسنت بأطوال موجية مختلفة إلى أنابيب مضاعفة ضوئية (PMTs) فردية. على سبيل المثال، مرشحا الكشف عن الفلورسنت الأخضر (FITC) أمام أنابيب مضاعفة ضوئية هما LPF550 وBPF525. المرشحان المستخدمان للكشف عن الفلورسنت البرتقالي-الأحمر (PE) أمام أنابيب مضاعفة ضوئية هما LPF600 وBPF575. أما مرشحا الكشف عن الفلورسنت الأحمر (CY5) أمام أنابيب مضاعفة ضوئية هما LPF650 وBPF675.
يُستخدم قياس التدفق الخلوي بشكل رئيسي في فرز الخلايا. ومع تطور تكنولوجيا الحاسوب، وتطور علم المناعة، واختراع تقنية الأجسام المضادة وحيدة النسيلة، تتزايد تطبيقاته في مجالات الأحياء والطب والصيدلة وغيرها. تشمل هذه التطبيقات تحليل ديناميكيات الخلايا، وموت الخلايا المبرمج، وتحديد أنماط الخلايا، وتشخيص الأورام، وتحليل فعالية الأدوية، وغيرها.
وقت النشر: ٢١ سبتمبر ٢٠٢٣
