معرفی و بررسی انواع تجهیزات آزمایشگاه ژنتیک

علم ژنتیک، به‌عنوان یکی از علوم پیشرفته‌ی زیستی، نقش بسیار مهمی در درک ریشه‌های ژنتیکی بیماری‌ها، تکامل زیستی و پیشرفت‌های علوم پزشکی دارد. آزمایشگاه‌های ژنتیک، به‌عنوان مراکزی که ابزارها و تجهیزات موردنیاز برای تحقیقات و آزمایش‌های ژنتیک را فراهم می‌کنند، نقش بسیار حیاتی در پیشبرد علم ژنتیک و کاربردهای آن در حوزه‌های مختلف دارند. در واقع تجهیزات آزمایشگاه ژنتیک بخش مهمی از این پروسه را بر عهده دارند و ازاین‌رو در این مطلب می‌خواهیم، این تجهیزات را معرفی کنیم.

تجهیزات استفاده شده در آزمایشگاه‌های ژنتیک، ابزارهای پیشرفته‌ای هستند که عملکرد دقیق را در آزمایش‌ها امکان‌پذیر می‌سازند. لوازم آزمایشگاهی با استفاده از فناوری‌های نوآورانه، به شما اجازه می‌دهند تا به طور دقیق به بررسی و تحلیل جزئیات ژنتیکی بپردازید و نتایجی که تأثیر عمده‌ای در حوزه‌های پزشکی، زراعت، حفاظت محیط‌زیست و بیوتکنولوژی دارند، را به دست آورید.

در این مطلب، قصد داریم به طور جامع به معرفی تجهیزات اصلی مورداستفاده در آزمایشگاه‌های ژنتیک بپردازیم. از تجهیزاتی چون دستگاه‌های PCR که برای تکثیر ژنتیکی استفاده می‌شوند، تا دستگاه‌های استخراج DNA و RNA که امکان استخراج مولکول‌های ژنتیکی را فراهم می‌کنند، همه را به طور جامع معرفی خواهیم کرد. همچنین، تجهیزات موردنیاز برای آزمایشگاه‌های ژنتیک مولکولی، سلولی و پزشکی را به شما معرفی خواهیم کرد تا با این دنیای فناوری های نوین آزمایشگاهی آشنا شوید.

انواع آزمایشگاه‌های ژنتیک

آزمایش‌های ژنتیک توسط مجموعه‌ای از ابزارها و روش‌ها انجام می‌شود که برای مطالعه و تحلیل ساختار، عملکرد و وراثت سلول‌ها و ژنوم‌ها استفاده می‌شوند. این آزمایشگاه‌ها در حوزه‌های مختلفی از جمله: پزشکی، زیست‌شناسی، کشاورزی و تحقیقات علوم زیستی کاربرد دارند. در زیر به برخی از انواع آزمایشگاه‌های ژنتیک و کاربردهای آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

• آزمایشگاه ژنتیک مولکولی

این آزمایشگاه برای تحلیل ساختار و عملکرد ژنتیکی سلول‌ها و مولکول‌های ژنتیکی مانند: DNA و RNA استفاده می‌شود. کاربردهای آن شامل: تشخیص بیماری‌های ژنتیکی، تعیین نسبت‌های خونی، تشخیص بیماری‌های عفونی و جهش‌های ژنتیکی خواهد بود.

• آزمایشگاه ژنتیک سلولی

در این آزمایشگاه، سلول‌ها و فرایندهای سلولی مورد بررسی قرار می‌گیرند. کاربردهای آن شامل انجام انواع آزمایشات پزشکی کشت و توسعه سلول‌های بنیادی، تشخیص و درمان برخی بیماری‌ها ، تولید داروهای بیوتکنولوژی و تکثیر بافت‌های بدنی مصنوعی است.

• آزمایشگاه ژنتیک پزشکی

این آزمایشگاه برای تشخیص، پیشگیری و درمان بیماری‌های ژنتیکی و همچنین تعیین وراثت بیماری‌ها استفاده می‌شود. مثال‌هایی از کاربردهای آن شامل: آزمایش‌های نوزادان ناشنوا، تشخیص بیماری‌های سرطانی و تشخیص بیماری‌های ژنتیکی خواهند بود. در چنین آزمایشگاه‌هایی خرید دستگاه میکرواینجکشن یکی از ضرورت‌ها است، چرا که این دستگاه کاربرد گسترده‌ای برای این نوع از آزمایشگاه های ژنتیک دارد.

همچنین درباره سطوح آزمایشگاه‌های ناباروری و این که آزمایشگاه ژنتیک در کدام سطح قرار می‌گیرد، هم باید گفت که از منظر تخصصی، آزمایشگاه ژنتیک در سطح مولکولی و سلولی در بررسی علل ناباروری و تشخیص بیماری‌های ژنتیکی مرتبط با ناباروری نقش دارند.

با استفاده از تکنیک‌های ژنتیک مولکولی و تجزیه‌وتحلیل DNA و جهش‌های ژنتیکی، می‌توان به بررسی علل ناباروری در زوج‌ها پرداخت و تجهیزات مراکز ناباروری هم در این آزمایشگاه‌ها برای همین منظور به کار می‌روند. این آزمایشگاه‌ها می‌توانند در تشخیص اینکه آیا مشکل ناباروری ناشی از جهش‌های ژنتیکی خاصی است یا خیر کمک شایانی به زوجین ارائه دهند!

به‌عنوان‌مثال، با تحلیل DNA زوجین می‌توان اطلاعاتی درباره بیماری‌های ژنتیکی مانند: بیماری کیستیک فیبروزیس را به دست آورد. همچنین، آزمایشگاه ژنتیک می‌تواند در تشخیص نوع ناباروری کمک کند، مانند: بررسی نوع ناباروری اولیه (که از بدو تولد وجود دارد) و ناباروری ثانویه (که بعد از دوره اولیه تولد به وجود می‌آید). این آزمایشگاه‌ها در تعیین درمان‌های متناسب با نوع ناباروری نیز نقش دارند.

آزمایشگاه‌های ژنتیک، گستره بزرگی از آزمایش‌ها و روش ها مانند: IUI یا آی وی اف را انجام می‌دهند. IUI در واقع یکی از روش‌های درمان ناباروری است که امروزه خیلی پرطرف‌دار شده است و اگر دوست دارید، بیش‌تر در موردش بدانید، توصیه می‌کنیم به مطلب IUI چیست ؟ مراجعه کنید.

واحدهای عمومی که در تمام آزمایشگاه‌های ژنتیک وجود دارند:

فارغ از این موضوع و در این بخش می‌خواهیم به معرفی واحد عمومی که در آزمایشگاه‌های ژنتیک وجود دارند، بپردازیم. در این راستا این تجهیزات را در دسته‌بندی‌های مشخصی در ادامه مطلب بررسی خواهیم کرد:

1. واحد پردازش داده

این واحد شامل کامپیوترها، نرم‌افزارها، سرورها و دستگاه‌های ذخیره‌سازی داده است که برای تجزیه‌وتحلیل داده‌های ژنتیکی و مدیریت اطلاعات استفاده می‌شوند و یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر آزمایشگاه ژنتیکی هستند.

2. واحد نمونه‌برداری

لیست تجهیزات آزمایشگاهی واحد نمونه‌برداری شامل وسایلی مانند: پیپت‌ها، اتوپیپت‌ها، میکروسکوپ‌ها و دستگاه‌های جداکننده سلولی است که برای جمع‌آوری نمونه‌های ژنتیکی از بدن افراد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

3. واحد پیش‌آماده‌سازی نمونه

این واحد شامل دستگاه‌هایی مانند: سانتریفیوژ، تجهیزات استخراج DNA و RNA، سنتزکننده DNA و تجهیزات پی‌سی‌آر است که برای استخراج و آماده‌سازی نمونه‌های ژنتیکی قبل از آزمایش‌های مولکولی به کار می‌روند.

4. واحد آمپلیفیکاسیون و آنالیز ژنتیکی

واحد آنالیز ژنتیکی شامل دستگاه‌هایی مانند: PCR، سایکلرهای حرارتی، سیستم‌های سنجش ژنتیکی، الکتروفورز ژل و سکوئنسینگ ژنتیکی است که برای تکثیر و تحلیل ژنتیکی استفاده زیادی دارند.

5. واحد استقرار (زیستگاه) ژنتیکی

واحد پنجم یا همان واحد استقرار ژنتیکی، تجهیزاتی مانند: سکوئنسرهای ژنتیکی، سیستم‌های سیکلینگ ایمن و دستگاه‌های انتقال و نگهداری سلولی را شامل می‌شود که برای کشت و نگهداری سلول‌ها،محتوای ژنتیکی تکثیر یافته آنها و ژنتیک مولکولی مورداستفاده هستند. داشتن این تجهیزات همچنین یکی از شرایط تأسیس کلینیک ناباروری است و در این مراکز وجود این بخش اهمیت زیادی دارد.

در هر نوع از آزمایشگاه‌های ژنتیک چه تجهیزاتی به کار می‌روند؟

پیش‌تر بررسی کردیم که آزمایشگاه‌های ژنتیک چه انواعی دارند و در این بخش می‌خواهیم بیش‌تر در مورد تجهیزات هر نوع از آزمایشگاه‌های ژنتیک صحبت کنیم. برخی از این تجهیزات در درمان ناباروری و اعمالی مانند: بیوپسی جنین کاربرد زیادی دارند و بدون آن‌ها درمان ناباروری تقریباً غیرممکن بود. احتمالاً برای شما هم سؤال است که بیوپسی چیست، برای پاسخ به این سؤال توصیه می‌کنیم که به مطلب ” بیوپسی جنین یعنی چه “ مراجعه کنید تا اطلاعات دقیق‌تری به دست آورید.

آزمایشگاه ژنتیک پزشکی

وسایل آزمایشگاه ژنتیک پزشکی شامل موارد خاصی می‌شوند که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت:

• دستگاه‌های تشخیص ژنتیکی: این شامل دستگاه‌هایی مانند PCR، بیوسنسورها، روتورها و کیت‌های تشخیص ژنتیکی می‌شود.
• دستگاه‌های سیکلینگ ژنتیکی: مانند سایکلرهای حرارتی، تانک‌های PCR
• تجهیزات جداسازی سلولی: دستگاه‌های جداسازی سلولی مانند سلول‌های فلوئورسانس، سلول‌های جداسازی مغناطیسی و تجهیزات جداسازی سلولی

آزمایشگاه ژنتیک سلولی

در آزمایشگاه‌های ژنتیک سلولی اما تجهیزات متفاوتی کارآمد خواهند بود که در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم:

• سیستم‌های سیکلینگ ایمن: دستگاه‌های سیکلینگ ایمن مانند سایکلرهای حرارتی، تانک‌های PCR، کیت‌های PCR و دستگاه‌های نمونه‌برداری
• سانتریفیوژ: دستگاه‌های سانتریفیوژ مانند سانتریفیوژهای میکروتوب‌، ویال ها، روتورها و تجهیزات نمونه‌برداری
• سیستم‌های جداسازی سلولی: این شامل دستگاه‌هایی مانند سلول‌های فلوئورسانسی، سلول‌های جداسازی مغناطیسی و تجهیزات جداسازی سلولی است

آزمایشگاه ژنتیک مولکولی

این آزمایشگاه‌ها که در واقع یکی از سطوح مراکز ناباروری هم هستند، تجهیزات زیر را شامل می‌شوند:

• استخراج DNA و RNA: دستگاه‌های استخراج DNA و RNA مانند کیت‌های استخراج DNA/RNA، کلونرها، سانتریفیوژ و دستگاه‌های نمونه‌برداری مانند میکرواینجکتور یا میکرومانیپولاتور
• الکتروفورز ژل: تجهیزات الکتروفورز ژل مانند تانک‌های الکتروفورز، ژل‌های آگاروز، بلاتینگ و دستگاه‌های تصویربرداری
• سکوئنسینگ DNA: دستگاه‌های سکوئنسینگ DNA مانند سکوئنسرهای DNA، کیت‌های سکوئنسینگ، سانتریفیوژ و تجهیزات نمونه‌برداری

تجهیزات آزمایشگاه ژنتیک چقدر در نتایج آزمایش‌ها مؤثر هستند؟

همان‌طور که اشاره کردیم در آزمایشگاه‌های ژنتیک، آزمایش‌های بسیار متنوع و همچنین درمان‌های خاصی مانند آی وی اف انجام می‌شوند. اهمیت وجود و میزان اثرگذاری تجهیزات آزمایشگاه ژنتیک جایی مشخص می‌شود که بدون این وسایل امکان انجام درمان‌هایی مانند آی وی اف یا سایر آزمایش‌های ژنتیکی وجود نخواهد داشت. توصیه می‌کنیم برای درک بهتر این موضوع مطلب ” آی وی اف چیست ؟ “ را حتماً مطالعه کنید تا اهمیت وجود وسایل آزمایشگاه ژنتیک را بهتر متوجه شوید.

در نهایت باید بدانید که تجهیزات بخش مهم و جدانشدنی از هر آزمایشگاه ژنتیک هستند و هر نوع از این آزمایشگاه‌ها باتوجه‌به کاربردش نیازمند استفاده از وسایل خاصی خواهد بود.