geri   

Akış Sitometresi (Flowcytometer)

Akış sitometrisi 1950’li yıllardan beri üzerinde sürekli çalışılan ve geliştirilen araştırma ve klinik laboratuvarların vazgeçilmez tekniklerinden birisi olup günümüzde hematoloji, immunoloji, onkoloji, mikrobiyoloji, organ nakli birimleri, araştırma laboratuvarları, patoloji, histoloji, biyokimya gibi birçok klinik laboratuvarlarında hem tanı koydurucu hem de araştırma yöntemi olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır. Klinik laboratuvarların yanı sıra gıda, toksikoloji, deniz bilimleri araştırmalarında da bu teknikten oldukça sık yararlanılmaktadır. Akış sitometrisi temelde biyolojik partiküllerin fiziksel ve kimyasal yapısı ve bolluğunu belirlemek için kullanılan bir sistemdir. Akış sitometrisi denilmesinin nedeni verilen örnek cihaz içerisinde yürütücü faz olan likit bir kılıf içerisinde akarak lazer ve detektörlerin önünden geçer. Bu sırada lazerler tarafından gönderilen moleküler fotonun partiküller tarafından soğurulmasıyla daha uzun dalga boyunda ışıma yapması ile farklı özellikte detektörler tarafından belirlenmesi ile bu elektriksel sinyaller sayısal veri olarak ekrana yansıtılır. Bu sayede aynı anda saniyede binlerce partiküle ait birçok bilgi (büyüklük, bolluk, partikül yapısı vb.) ekrana yansıtılır. Bu bilgilerin yorumlanması ile partikül tipi ve türü hakkında bilgi edinilir.

 

Önceleri yoğunlukla tıp alanında kullanılan bu cihazlar son yıllarda denizel çalışmalarda da sıklıkla kullanılmaktadır. Denizlerde besin piramidinin tabanını oluşturan ve normal ışık mikroskopları ile tanım ve sayımları mümkün olmayan farklı gruplara (virüsler, bakteriler, proklorofitler, siyanobakteriler, yaklaşık 20 mikronun altı küçük ökaryotik hücreler) ait hücrelerin sayım ve tanıları kısa süreçlerde bu cihaz ile mümkün olmaktadır. Ayrıca bu organizmalarla gerçekleştirilen deneylerin kısa süreçlerde gelişimlerinin izlenmesinde de büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Daha büyük hücrelerin (fitoplanktona ait) sayım ve tanımlamaları ise Enstitümüzde mevcut ters bakan faz-kontrast ışık mikroskobu ile yapılmaktadır. Ayrıca Enstitümüz Biyoloji laboratuvarında mevcut epifloresans mikroskobu sonuçlarının akış sitometre cihazı çıktıları ile karşılaştırması olasıdır. Epifloresans mikroskopisi yoğun emek ve masraf gerektiren bir metod olup akış sitometresi ile anılan tüm denizel parametreler daha hızlı ve daha kesin olarak işlenecek, böylelikle deniz bilimlerinde çok önemli zaman serisi verilerini üretmede büyük kolaylıklar sağlayacaktır. Normalde mikroskop (epifluoresans, taramalı elektron mikroskobu vb.) gibi manuel ve insan emeği kullanılarak yapılan bu işleri otomatize eden bir cihazdır. Hücre tanım ve sayımlarına ek olarak bu teknik ile hücrelerin farklı ışık ve besin tuzu rejimlerinde boyar madde içeriklerindeki oranlar, değişimler, (örneğin klorofil ve fikoeritrin) yanısıra farklı floresans boyalar & fluorogenik substratlar kullanarak hücrelerin ekofizyolojik durumları hızlı bir şekilde çalışılabilmektedir.

 

Enstitümüz laboratuvarına DEKOSİM kapsamında alınan APOGEE marka A50-Micro model akış sitometre cihazı 2 lazer (375 ve 488 nm) ve biri UV olmak üzere 6 adet detektör (mavi, yeşil, kahverengi, kırmızı fluoresans ve LS – dar ve geniş açılı- dedektörler) ile donatılmış olup, 100 nanometreden küçük partikülleri inceleyebilecek kapasitededir. Enstitümüzde ulusal ve halıhazırda yürütülmekte olan uluslararası (örneğin AB projesi Perseus) projeler kapsamında gerçekleştirilen deniz seferlerinde farklı bölgelerden (Akdeniz, Ege, Marmara ve Karadeniz) ve farklı derinliklerden alınan deniz suyu örneklerinde akış sitometresi yardımıyla yukarıda anılan piko ve nanoplanktonu oluşturan mikroorganizmalar kolaylıkla ve çok hızlı bir şekilde nicel ve nitel analiz edilebilmektedir. Aşağıda Enstitümüze DEKOSİM kapsamında alınan akış sitometre cihazının çeşitli görüntüleri ve cihaz çıktılı verilerin derinliğe karşın çizimleri verilmektedir.

 

Enstitümüz Biyoloji laboratuvarlarında piko ve nanoplankton üzerine ilk uygulamalı çalışmalar 1995’lerde Prof. Dr. Zahit Uysal yürütücülüğünde başlatılmış ve ilk dönemlerde yürütülen TÜBİTAK destekli projelerle epifloresan mikroskop donanımı ve görüntü analiz sistemleri deniz çalışmaları için hazır hale getirilmiştir. Denizel bakteriler, siyanobakteriler (özellikle siyanobakteri Synechococcus spp) ve küçük ökaryotik kamçılılar üzerine çalışmalar yoğunlaştırılmış, projeler gerçekleştirilmiş, birçok yüksek lisans tezleri hazırlanmıştır. Ayrıca farklı kurumlardan (İstanbul Üniversitesi Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Balıkçılık Teknolojisi Mühendisliği, Çukurova Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Deniz Biyolojisi Anabilim Dalı, Dokuz Eylül Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Enstitüsü) ilgili alanda çalışan akademisyen ve öğrencilerle zaman içinde iletişim kurularak elde edilen bilgi ve beceriler paylaşılmış, aynı sitemlerin ilgili birimlerde de kurulabilmesi için işbirliği yapılmıştır. Türkiye’de akış sitometresi deniz çalışmalarında kullanılmak üzere halıhazırda biri Trabzon ve diğeri Erdemli’de olmak üzere iki birimde mevcut olup her iki birim de cihazların operasyonunda karşılıklı bilgi alışverişi yapmaktadırlar. Diğer Enstitü ve araştırma birimlerinde de bu cihazın yaygın olarak kullanılabilmesi için gereken tüm destek ve bilgi aktarımı tarafımızdan sağlanacaktır. Ayrıca Enstitümüzün bu konularda deneyimli Fransız ortaklarla halıhazırda yürütmekte olduğu MENAPHY (MEditerranean Network for Automated high frequency monitoring of PHYtoplankton – Akdeniz’de Fitoplanktonun sık aralıklarla otomatik izlenmesi üzerine İşbirliği) projesi kapsamında karşılıklı ziyaret ve eğitim çalışmaları gerçekleştirilmekte olup yakın bir süreçte de Doğu Akdeniz’de ortak çalışmalar yürütülecektir.

 

20140207_132030.png

APOGEE marka A50-Micro model akış sitometre cihazı görüntüsü.

20140207_132202.jpg

İncelenen denizel mikroorganizmalara ait parametrelerin tipik ekran çıktıları görüntüsü.

 

CyanoALL.tif

Marmara ve Karadeniz’de Siyanobakteri Synechococcus spp’nin sıklık profilleri.

cyano marmara.tif

Marmara’da Siyanobakteri Synechococcus spp’nin sıklık profilleri.

 

 

 

 

cyanoblacksea.tif

Karadeniz’de Siyanobakteri Synechococcus spp’nin sıklık profilleri.

  

BS_Cyanosurf.tif

Karadeniz’de Siyanobakteri Synechococcus spp’nin yüzey sıklık dağılımı.

 

 

 

MarmaraCyano.tif

Marmara’da Siyanobakteri Synechococcus spp’nin yüzey sıklık dağılımı.