سریع ترین دوربین جهان، ابتکار دانشمند ایرانی+عکس

رسرعت‌ترین دوربین جهان برای شناسایی سلول‌های سرطانی سرکش با تلاش محقق ایرانی دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس ساخته شد.

توانایی تمیز دادن و ایزوله‌ کردن سلول‌های کمیاب از میان جمعیت بزرگ سلول‌های گوناگون به یکی از مهم‌ترین مباحث در حوزه کشف زودهنگام بیماری و نظارت بر فرایندهای درمانی تبدیل شده است.

به نوشته ایسنا، سلول‌های تومور سرطانی در حال گردش یکی از نمونه‌‌های شایان توجه در علم پزشکی است زیرا فقط تعداد اندکی از آن‌ها در میان یک میلیارد سلول سالم وجود دارند، با این حال این سلول‌ها پیشروان متاستاز هستند که حدود ۹۰ درصد مرگ و میر سرطانی را تشکیل می‌دهند.

سلول‌های «سرکش» به سرطان محدود نشده و حتی شامل سلول‌های بنیادی مورد استفاده در پزشکی احیاکننده و سایر انواع سلول‌‌ها نیز می‌شوند. متاسفانه شناسایی چنین سلول‌هایی بسیار دشوار است و دستیابی به دقت آماری درخور، مستلزم وجود ابزار خودکار با بازدهی بالا است که قادر به آزمایش میلیون‌ها سلول در مدت زمانی بسیار کوتاه باشد.

در حال حاضر میکروسکوپ‌های مجهز به دوربین‌های دیجیتال معیاری مناسب برای تحلیل سلول‌ها هستند اما سرعت آن‌ها بسیار کند است.

اکنون این روند با میکروسکوپ جدید نوری طراحی شده توسط دکتر بهرام جلالی، متخصص علوم کاربردی دانشگاه کالیفرنیا با سرعت بالاتری انجام می‌شود.

به گفته این محقق ایرانی به منظور شکار سلول‌های گریزپا، دوربین باید به طور مداوم قادر به گرفتن و پردازش دیجیتالی میلیون‌ها تصویر با سرعت بالا باشد. دوربین‌های CCD و CMOS معمولی به اندازه کافی سریع و حساس نیستند و خوانش داده‌های حاصل از آرایه پیکسل‌ها مستلزم زمان طولانی بوده و در مقابل نور با سرعت بالا نیز کمتر حساس‌اند.

وی معتقد است که شیوه فلوسیتومتری کنونی دارای بازدهی بالایی است اما به این دلیل که بر پراکندگی نور تک‌نقطه‌یی برای گرفتن تصویر متکی است، به اندازه کافی در شناسایی سلول‌های بسیار کمیاب مانند آن‌چه در مراحل اولیه یا مرحله قبل از متاستاز بیماران سرطانی قابل مشاهده است، حساس نیست.

به منظور غلبه بر چنین محدودیت‌هایی جلالی و همکارش دینو دی کارلو، میکروسکوپ نوری با بازدهی بالا را با قابلیت شناسایی سلول‌های کمیاب طراحی کرده‌اند که دارای حساسیت معادل یک قسمت در یک میلیون در زمان واقعی است.

این فناوری بر تکنولوژی دوربین کشش زمان فوتونیک تولید شده توسط تیم جلالی در سال ۲۰۰۹، با هدف ساخت سریع‌ترین دوربین پیوسته در حال اجرای جهان متکی است.

دوربین جدید با استفاده از میکروفلوئیدهای پیشرفته و پردازش تصاویر در زمان واقعی به منظور دسته‌بندی سلول‌ها در نمونه خون ساخته شده است.

این فناوری غربالگری خون، ۱۰۰ هزار سلول را در هر ثانیه رصد می‌کند که تقریبا ۱۰۰ برابر بالاتر از عملکرد تحلیلگرهای خون مبتنی بر تصویربرداری معمولی عنوان شده است.

به گفته دی کارلو، همکار جلالی، سیستم مزبور حاصل ترکیب چندین فناوری لبه تیغ و تعامل بین حوزه‌‌های بیومهندسی، مهندسی برق و همچنین موسسه نانوسیستم کالیفرنیا بوده و این امر بر اهمیت زیرساخت این فناوری برای تشخیص سلول محور می‌افزاید. تحقیقات جلیلی و دی کارلو شناسایی زمان واقعی سلول‌های کمیاب سرطان پستان با رکورد میزان خطاپذیری یک سلول در میلیون را به اثبات رساند‌اند.

نتایج اولیه نشان می‌دهد که این فناوری پتانسیل لازم برای شکار سریع سلول‌های تومور سرطانی در حال گردش از حجم بزرگی از خون را دارا بوده و این امر راهکار نوینی را برای رصد زودهنگام و از لحاظ آماری دقیق سرطان و همچنین برای نظارت بر کارآمدی دارو و پرتودرمانی پیش روی دانشمندان قرار می‌دهد.

این فناوری همچنین درصد خطا و میزان هزینه تشخیص‌های پزشکی را به میزان قابل تاملی کاهش می‌دهد.

این دانشمندان هم اکنون به منظور سنجش کاربرد بالینی سیستم جدید در حال استفاده از آن در آزمایش‌های کلینیکی هستند.

جزئیات بیشتر این سیستم در مجله «پیشرفت‌های آکادمی ملی علوم» انتشار یافت و «برنامه‌های تحقیقاتی پزشکی مدیریت شده توسط کنگره» (CDMRP)، شرکت NantWorks LLC و همچنین بنیاد Burroughs Wellcom Fund حامیان آن بودند.