مقدمة عن قارئ الأطباق الدقيقة

يعتبر قارئ الأطباق الدقيقة جهازاً واسع الاستخدام يتيح قياس العديد من العينات في وقت واحد، كما لو كانت هناك العديد من التجارب المتناهية الصغر تُجرى في آن واحد.

يُستخدم هذا الجهاز بالتزامن مع الأطباق متعددة الآبار، مثل الطبق المكون من 96 بئراً.

وبغض النظر عن نوع التجربة التي يتم إجراؤها باستخدام قارئ الأطباق الدقيقة، غالباً ما تُستخدم منحنيات القياس لتحديد قيمة العينات التجريبية، بالإضافة إلى ضوابط إيجابية وسلبية.

تتوفر أجهزة قراءة الأطباق الدقيقة (Microplate readers) بأشكال وأحجام وتكوينات مختلفة. وتتمتع العديد من هذه الأجهزة بقدرات متعددة الأنماط تتيح إجراء العديد من المقايسات المختلفة. وتشمل هذه الأنماط القدرة على إجراء أنواع مختلفة من القياسات، مثل قياسات الامتصاص والفلورية والتلألؤ البيولوجي.

تُعد الأطباق متعددة الآبار مكونات أساسية لجهاز قراءة الأطباق الدقيقة، وتُستخدم لحفظ العينات التي يتم قياسها بواسطة الجهاز. ويمكن أن تختلف هذه الأطباق في أحجامها، وأنواع قواعد الآبار، وعدد الآبار. ويعتمد نوع الطبق المستخدم على نوع المقايسة.

تُستخدم صينية التحميل لإدخال الطبق ذو الـ 96 بئرًا إلى داخل الجهاز.

تُستخدم عادةً واجهة حاسوبية لتشغيل قارئ الأطباق والتحكم في إعداداته ومعاييره، مثل الطول الموجي والنمط. ويتضمن برنامج قارئ الأطباق واجهة مستخدم رسومية للطبق تتيح لك تحديد الآبار التي تم تحميلها بالعينات.

غالبًا ما تُستخدم الماصات متعددة القنوات لتعبئة الأطباق متعددة الآبار. وتحتفظ الخزانات بالمحاليل المخصصة للماصة متعددة القنوات.

يمكن أحيانًا تعبئة الآبار باستخدام ماصة قياسية أحادية القناة.

يتم تحميل العينات والمعايير إما في مكررات ثنائية أو ثلاثية لتعويض أي أخطاء في عملية الماصة. تظهر هنا لوحة تم تحميلها في مكررات ثلاثية.

يستخدم منحنى المعايرة عينات ذات تركيزات معروفة، والتي تعطي قيم امتصاص مختلفة. تُستخدم هذه البيانات بعد ذلك لإنشاء رسم بياني يتم من خلاله توليد خط أفضل مطابقة.

تُستخدم العينة الفارغة (blank) لتحديد مدى القياس غير ذي الصلة تجريبيًا والذي يعود إلى المحاليل المنظمة التي تم تخفيف العينة فيها أو الكواشف التي تعرضت لها العينة. وتسمى القيم التي يتم الحصول عليها من هذه القياسات بـ "الخلفية" (background). ولا تحتوي العينة الفارغة على أي عينة.

يشير الضابط الموجب إلى ما إذا كان المقايسة قد عملت بشكل صحيح، حيث يعطي نتيجة جيدة. أما الضابط السالب فهو متغير ضابط لا يُتوقع ملاحظة أي قياس أو تأثير عنده، ولا ينبغي أن يعطي أي نتيجة.

بمجرد إعداد الطبق، يحين وقت تحميل العينات. ولمنع قياس عينات خاطئة أو تحميل الطبق بطريقة غير صحيحة، من الضروري توجيه الطبق بشكل صحيح في صينية التحميل. تذكر توخي الحذر عند تحميل العينات في الصينية، حتى لا يتم دفع الصينية بقوة داخل الجهاز أو تعلق الأطراف داخل الجهاز.

بمجرد تحميل الصينية، يتم ضبط المعلمات مثل الوضع، والطول الموجي، وترتيب تحميل الآبار في البرنامج قبل قراءة الطبق.

بعد ضبط المعلمات، يتم قراءة الطبق، ويقوم القارئ بتوليد مخرجات للقيم داخل البرنامج.

بمجرد قراءة الطبق، استخدم القيمة المتوسطة للعينات الفارغة لطرح الخلفية من جميع العينات، بما في ذلك منحنى المعايرة.

بعد القراءة، يتم رسم قيم التركيز المعروفة للمعايير مقابل القيم المقاسة المقابلة لها، وهي الامتصاص في هذه الحالة.

عند رسم القيم، يمكن حساب خط أفضل مطابقة باستخدام الانحدار الخطي. ويمكن القيام بذلك بسهولة باستخدام برنامج جداول البيانات.

يجب أن يكون معامل التحديد، وهو مقياس إحصائي لمدى قدرة الخط على التنبؤ بنقاط البيانات الفعلية، بين 0.90-0.99، حيث تُعتبر القيمة 0.99 هي القيمة الأفضل وتشير إلى أن الخط يطابق البيانات تمامًا.

باستخدام خط أفضل مطابقة، يمكننا حساب قيم التركيز للعينات التجريبية أو الضوابط في كل بئر عن طريق تعويض قيمة الامتصاص في Y ثم حل المعادلة لإيجاد X. يمكن أيضًا تقدير قيم التركيز عن طريق رسم خط من قيمة الامتصاص على محور Y إلى خط أفضل مطابقة ثم نزولاً إلى محور X.

تقيس أنواع عديدة من أجهزة قراءة الأطباق الدقيقة الامتصاصية، والتي تُعرف بأنها النسبة اللوغاريتمية للضوء الساقط على جسم ما إلى الضوء النافذ من خلاله.

ويعد مقايسة برادفورد (Bradford assay) مثالاً على المقايسات القائمة على قياس الامتصاص باستخدام أجهزة قراءة الأطباق الدقيقة، حيث تُضاف عينات البروتين إلى الطبق مع كاشف "Bradford". ويرتبط هذا المركب بالبروتينات الموجودة في العينة، مما يسبب إزاحة في امتصاصيتها.

وفي المقايسات القائمة على الفلورة، يتم تنشيط الفلوركروم بواسطة طول موجي معين من الضوء، مما يؤدي بدوره إلى استثارة الفلوركروم الذي يبعث ضوءاً بطول موجي مختلف.

عند العمل مع الكواشف الحساسة للضوء، تأكد من إبقائها مغطاة لمنع التبييض الضوئي وإتلاف التجربة.

أما المقايسات اللومينية فتبعث الضوء عبر تفاعل كيميائي وغالباً ما تستخدم إنزيم اللوسيفيراز (luciferase). ويأتي اللوسيفيراز من مصادر متعددة مثل اليراعات. وفي تفاعل اللوسيفيراز، ينبعث الضوء عندما يلتقي اللوسيفيراز مع الأكسجين وATP والمغنيسيوم في سلسلة من التفاعلات.

وللمقايسات اللومينية تطبيقات متنوعة عديدة، ومن الأمثلة على ذلك قياس إنتاج والكشف عن أنواع الأكسجين التفاعلية في السرطانات.

وتشمل التطبيقات الأخرى التي تستخدم أجهزة قراءة الأطباق الدقيقة المقايسات عالية الإنتاجية التي تستخدم أطباقاً ذات 384 و1536 بئراً. وفي هذه المقايسات، يتم تحميل الأطباق بواسطة روبوت؛ والمقصود هنا هو روبوت قابل للبرمجة يقوم بأتمتة مناولة العينات بدقة فائقة.

لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE عن قارئ الأطباق الدقيقة. في هذا الفيديو، عرضنا ما هو قارئ الأطباق الدقيقة(A)، وكيفية استخدامه(B)، وكيفية تشغيل هذا الجهاز(C)، وكيفية تفسير بيانات قارئ الأطباق الدقيقة، وبعض التطبيقات التي تستخدم قارئ الأطباق الدقيقة(D). شكرًا للمشاهدة.