बायोल्युमिनेसेंस इमेजिंग

अंग्रेजी जून 2026 अंगूठाकार|माउस आंत में इंजीनियर ई. कोलाई निस्ले 1917 की इमेजिंग बायोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग (BLI) एक ऐसी तकनीक है जिसे पिछले कुछ दशकों (1990 के दशक और उसके बाद) में विकसित किया गया है। यह तकनीक चल रही जैविक प्रक्रियाओं का बिना शल्यक्रिया (नॉन-इनवेसिव) अध्ययन करने की अनुमति देती है। हाल ही में, बायोल्यूमिनेसेंस टोमोग्राफी (BLT) भी संभव हो गई है और इसके कई सिस्टम व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हो चुके हैं। सन् 2011 में, PerkinElmer ने Caliper Life Sciences से बायोल्यूमिनेसेंस वाले सबसे लोकप्रिय ऑप्टिकल इमेजिंग सिस्टमों की एक श्रृंखला का अधिग्रहण किया। पृष्ठभूमि   बायोल्युमिनेसेंस जीवित जीवों में प्रकाश उत्सर्जन की प्रक्रिया है। बायोल्युमिनेसेंस इमेजिंग कई जीवों में से एक से देशी प्रकाश उत्सर्जन का उपयोग करता है जो बायोल्यामिनेस, जिसे ल्यूसिफ़ेरेस एंजाइम के रूप में भी जाना जाता है।Prescher JA, Contag CH February 2010 Guided by the light: visualizing biomolecular processes in living animals with bioluminescence Current Opinion in Chemical Biology 14 1 80–89 10.1016/j.cbpa.2009.11.001 19962933Branchini BR, Behney CE, Southworth TL, Fontaine DM, Gulick AM, Vinyard DJ, Brudvig GW June 2015 Experimental Support for a Single Electron-Transfer Oxidation Mechanism in Firefly Bioluminescence https://digitalcommons.lsu.edu/biosci_pubs/3396 Journal of the American Chemical Society 137 24 7592–7595 10.1021/jacs.5b03820 26057379 subscriptionRathbun CM, Porterfield WB, Jones KA, Sagoe MJ, Reyes MR, Hua CT, Prescher JA December 2017 Parallel Screening for Rapid Identification of Orthogonal Bioluminescent Tools ACS Central Science 3 12 1254–1261 10.1021/acscentsci.7b00394 5746862 29296665 free तीन मुख्य स्रोत उत्तरी अमेरिकी फायरफ्लाई, समुद्री पैंसी (और संबंधित समुद्री जीव) और फोटोरहबडस लुमिनेसेन्स और विब्रियो फिशरी जैसे बैक्टीरिया हैं। ल्युमिनेसेंट प्रोटीन को कूटबद्ध करने वाले डी. एन. ए. को या तो एक वायरल वेक्टर के माध्यम से या एक ट्रांसजेनिक जानवर बनाकर प्रयोगशाला पशु में शामिल किया जाता है। कैंसर प्रसार के कृन्तक मॉडल का अध्ययन बायोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग के माध्यम से किया जा सकता है, उदाहरण के लिए स्तन कैंसर मेटास्टेसिस के माउस मॉडल के लिए। उपरोक्त तीन समूहों से प्राप्त प्रणालियाँ प्रमुख तरीकों से भिन्न होती हैंः फायरफ्लाई ल्यूसिफ़ेरेज़ के लिए इमेजिंग से पहले विषय में डी-ल्यूसिफ़ेरिन का इंजेक्शन लगाने की आवश्यकता होती है। अधिकतम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य लगभग 560 एनएम है। ऊतकों में नीले-हरे प्रकाश के क्षीण होने के कारण, लाल-बदलाव (इस उत्सर्जीवन में। अन्य प्रणालियों की तुलना में) विवो में फायरफ्लाई ल्यूसिफ़ेरेज़ का पता लगाने को अधिक संवेदनशील बनाता है।  रेनीला ल्यूसिफ़ेरेज़ (सी पैनसी से) को इसके सब्सट्रेट, कोएलेंटेराज़िन को भी इंजेक्शन देने की आवश्यकता होती है। ल्यूसिफेरिन के विपरीत, कोएलेंटेराज़िन की जैव उपलब्धता कम है (संभवतः MDR1 के कारण इसे स्तनधारी कोशिकाओं से बाहर ले जाने के कारण) । इसके अतिरिक्त, अधिकतम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य लगभग 480 एनएम है।  बैक्टीरियल ल्यूसिफ़ेरेज़ का एक लाभ यह है कि इसे व्यक्त करने के लिए उपयोग किया जाने वाला लक्स ऑपरॉन सब्सट्रेट बायोसिंथेसिस के लिए आवश्यक एंजाइमों को भी कूटबद्ध करता है। हालांकि मूल रूप से केवल प्रोकैरियोटिक जीवों में कार्यात्मक माना जाता है, जहां इसका व्यापक रूप से बायोलुमिनेसेंट रोगजनकों के विकास के लिए उपयोग किया जाता है, इसे स्तनधारी अभिव्यक्ति प्रणालियों में भी काम करने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर किया गया है।Close DM, Patterson SS, Ripp S, Baek SJ, Sanseverino J, Sayler GS August 2010 Autonomous bioluminescent expression of the bacterial luciferase gene cassette (lux) in a mammalian cell line PLOS ONE 5 8 2010PLoSO...512441C 10.1371/journal.pone.0012441 2929204 20805991 freeClose DM, Hahn RE, Patterson SS, Baek SJ, Ripp SA, Sayler GS April 2011 Comparison of human optimized bacterial luciferase, firefly luciferase, and green fluorescent protein for continuous imaging of cell culture and animal models Journal of Biomedical Optics 16 4 047003–047003–10 2011JBO....16d7003C 10.1117/1.3564910 3094131 21529093 इस ल्यूसिफ़ेरेज़ अभिक्रिया की चरम तरंगदैर्ध्य लगभग 490 एनएम है।   जबकि बायोल्युमिनेसेंस से उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा आम तौर पर छोटी होती है और मानव आंख द्वारा पता नहीं लगाया जाता है, एक अति-संवेदनशील सीसीडी कैमरा बाहरी सहूलता बिंदु से बायोल्यामिनेसेंस की छवि ले सकता है। आवेदन बीएलआई के सामान्य अनुप्रयोगों में संक्रमण के विवो अध्ययन शामिल हैं (बायोलुमिनेसेंट रोगजनकों के साथ कैंसर की प्रगति (बायोल्युमिनेसेंट कैंसर सेल लाइन विवो उपयोग करना और पुनर्गठन कैनेटीक्स (बायोलुमिनिसेंट स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करना) ।Xiong YQ, Willard J, Kadurugamuwa JL, Yu J, Francis KP, Bayer AS January 2005 Real-time in vivo bioluminescent imaging for evaluating the efficacy of antibiotics in a rat Staphylococcus aureus endocarditis model https://archive.org/details/sim_antimicrobial-agents-and-chemotherapy_2005-01_49_1/page/380 Antimicrobial Agents and Chemotherapy 49 1 380–387 10.1128/AAC.49.1.380-387.2005 538900 15616318Di Rocco G, Gentile A, Antonini A, Truffa S, Piaggio G, Capogrossi MC, Toietta G 1 September 2012 Analysis of biodistribution and engraftment into the liver of genetically modified mesenchymal stromal cells derived from adipose tissue Cell Transplantation 21 9 1997–2008 10.3727/096368911X637452 22469297 21603693 free free यूटी साउथवेस्टर्न मेडिकल सेंटर के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि बायोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग का उपयोग कैंसर की दवाओं की प्रभावशीलता को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है जो ट्यूमर की रक्त आपूर्ति को रोकती है। तकनीक के लिए रक्तप्रवाह में ल्यूसिफेरिन जोड़ने की आवश्यकता होती है, जो इसे पूरे शरीर की कोशिकाओं तक ले जाता है। जब ल्यूसिफेरिन उन कोशिकाओं तक पहुंचता है जिन्हें फायरफ्लाई जीन ले जाने के लिए बदल दिया गया है, तो वे कोशिकाएं प्रकाश का उत्सर्जन करती हैं।Zhao D, Richer E, Antich PP, Mason RP July 2008 Antivascular effects of combretastatin A4 phosphate in breast cancer xenograft assessed using dynamic bioluminescence imaging and confirmed by MRI https://archive.org/details/sim_faseb-journal_2008-07_22_7/page/2445 FASEB Journal 22 7 2445–2451 10.1096/fj.07-103713 4426986 18263704 free जानवरों की सतह पर मापा गया डेटा से बायोल्यूमिनेसेंट अणुओं के वितरण के 3 डी पुनर्निर्माण की बीएलटी व्युत्क्रम समस्या स्वाभाविक रूप से खराब स्थिति में है। बी. एल. टी. का उपयोग करते हुए पहला छोटा पशु अध्ययन 2005 में दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स, यू. एस. ए. के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था। इस विकास के बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन में कई शोध समूहों ने बी. एल. टी. को सक्षम बनाने वाली प्रणालियाँ बनाई हैं। सरसों के पौधों में वह जीन होता है जो मक्खियों की पूंछ को चमकाता है ताकि छूने पर पौधे चमक सकें। प्रभाव एक घंटे तक रहता है, लेकिन चमक देखने के लिए एक यू. टी. आर.-संवेदनशील कैमरे की आवश्यकता होती है।http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/751069.stm Glowing plants reveal touch sensitivity 17 May 2000 BBC News ऑटोलुमिनोग्राफ एक ऑटोलुमिनोग्राफ एक प्रकाश उत्सर्जक वस्तु को सीधे फिल्म के एक टुकड़े पर रखकर बनाई गई एक तस्वीर है। एक प्रसिद्ध उदाहरण 1986 में साइंस पत्रिका में प्रकाशित एक ऑटोलुमिनोग्राफ है, जिसमें कोडक एकटाक्रोम 200 फिल्म पर रखे गए फायरफ्लाइज के ल्यूसिफ़ेरेस जीन वाले एक चमकते ट्रांसजेनिक तंबाकू पौधे का उल्लेख है।Ow DW, DE Wet JR, Helinski DR, Howell SH, Wood KV, Deluca M November 1986 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Microenvironment Annual Review of Cancer Biology 4 141–158 10.1146/annurev-cancerbio-030419-033556 free आईएमबीआई का उपयोग ट्यूमर की लैक्टेट एकाग्रता को निर्धारित करने या मस्तिष्क के चयापचय को मापने के लिए किया जा सकता है। संदर्भ ज़ाम्बिटो, जी.; चावडा, सी.; मेज़ानोत्ते, एल. 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