UPSC MainsANI-HUSB-VETER-SCIENCE-PAPER-II202415 Marks
Q7.

ऊतकीय (हिस्टोलॉजिकल) परीक्षण के संदर्भ में अंतः पात्र रंजन (रँगाई) की विभिन्न विधियों तथा प्रक्रियाओं का वर्णन कीजिए।

How to Approach

This question requires a detailed explanation of histological staining techniques. The approach should be to first define the context – why histological staining is crucial. Then, categorize staining methods (vital vs. non-vital, specific vs. general). For each category, describe the prominent techniques, the principles behind them, and their applications. Diagrams (if possible in a written exam scenario) would be highly beneficial. A concluding summary highlighting the advancements and future directions in staining techniques is essential. Structure should be chronological and categorized by technique type.

Model Answer

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Introduction

ऊतकविज्ञान (हिस्टोलॉजी) शरीर के ऊतकों का सूक्ष्म स्तर पर अध्ययन है। ऊतकीय परीक्षणों में, ऊतकों को विभिन्न रसायनों से रंगना (रँगाई) एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जिसे अंतः पात्र रंजन (हिस्टोलॉजिकल स्टेनिंग) कहा जाता है। यह रँगाई ऊतकों की संरचना को स्पष्ट करने, कोशिकाओं के घटकों को अलग करने और रोगों का निदान करने में मदद करती है। विभिन्न प्रकार की रँगाई विधियाँ उपलब्ध हैं, प्रत्येक अपनी विशिष्ट विशेषताओं और अनुप्रयोगों के साथ। हाल के वर्षों में, फ्लोरोसेंट रँगाई और इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री जैसी उन्नत तकनीकों ने ऊतकविज्ञान के क्षेत्र में क्रांति ला दी है। इस उत्तर में, हम विभिन्न अंतः पात्र रंजन विधियों और प्रक्रियाओं का विस्तृत वर्णन करेंगे।

अंतः पात्र रंजन (हिस्टोलॉजिकल स्टेनिंग): एक परिचय

अंतः पात्र रंजन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा ऊतकों को रसायनों के साथ उपचारित किया जाता है ताकि उनके विभिन्न घटकों को अधिक स्पष्ट रूप से देखा जा सके। यह ऊतकविज्ञान और रोग निदान में एक महत्वपूर्ण उपकरण है, क्योंकि यह ऊतकों की संरचनात्मक विशेषताओं को उजागर करने में मदद करता है। रँगाई, ऊतकों के घटकों के साथ रंजक के रासायनिक बंधन पर आधारित होती है, जिसके परिणामस्वरूप विशिष्ट संरचनाएं रंगीन दिखाई देती हैं।

रँगाई विधियों का वर्गीकरण

अंतः पात्र रँगाई विधियों को विभिन्न मानदंडों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं:

  • जीवित बनाम मृत रँगाई (Vital vs. Fixed Staining): जीवित रँगाई जीवित कोशिकाओं पर की जाती है, जबकि मृत रँगाई पहले फिक्स (fix) किए गए ऊतकों पर की जाती है।
  • विशिष्ट बनाम सामान्य रँगाई (Specific vs. General Staining): विशिष्ट रँगाई केवल ऊतक के कुछ घटकों को रंगती है, जबकि सामान्य रँगाई पूरे ऊतक को रंगती है।
  • प्रत्यक्ष बनाम अप्रत्यक्ष रँगाई (Direct vs. Indirect Staining): प्रत्यक्ष रँगाई में रंजक सीधे ऊतक से बंधता है, जबकि अप्रत्यक्ष रँगाई में रंजक एक मध्यवर्ती अणु के माध्यम से बंधता है।

प्रमुख अंतः पात्र रंजन विधियाँ

1. सामान्य रँगाई विधियाँ (General Staining Methods)

ये विधियाँ ऊतक के सामान्य अवलोकन के लिए उपयोगी होती हैं।

  • हेमटॉक्सिलिन और इओसिन (H&E): यह सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली रँगाई विधि है। हेमटॉक्सिलिन न्यूक्लियस (केंद्रक) को नीला रंग देता है, जबकि इओसिन साइटोप्लाज्म (कोशिका द्रव्य) को गुलाबी रंग देता है। यह विधि ऊतक संरचना की विस्तृत जानकारी प्रदान करती है।
  • टॉलिकन ब्लू (Toluidine Blue): यह विधि न्यूक्लियस और साइटोप्लाज्म दोनों को रंगती है, लेकिन रंगों का अंतर स्पष्ट होता है।

2. विशिष्ट रँगाई विधियाँ (Specific Staining Methods)

ये विधियाँ ऊतक के विशिष्ट घटकों को उजागर करने के लिए उपयोग की जाती हैं।

  • मास्टिक रँगाई (Masson's Trichrome): यह विधि कोलेजन फाइबर (collagen fibers) को नीला या हरा रंग देती है, जबकि न्यूक्लियस काला और साइटोप्लाज्म गुलाबी रंग देता है। यह विधि ऊतक की रेशेदार संरचना को देखने के लिए उपयोगी है।
  • पैस रँगाई (PAS - Periodic Acid-Schiff): यह विधि ग्लाइकोप्रोटीन (glycoproteins) और ग्लाइकोलिपिड (glycolipids) को गुलाबी रंग देती है। यह विधि म्यूकोस (mucus) और ग्लाइकोजन (glycogen) युक्त संरचनाओं को देखने के लिए उपयोगी है।
  • ग्रीगियो रँगाई (Griese-Grimm Stain): यह विधि डेल्टेसॉइड कोर (deltaic core) को रंगने के लिए उपयोग की जाती है।

3. फ्लोरोसेंट रँगाई विधियाँ (Fluorescent Staining Methods)

ये विधियाँ फ्लोरोसेंट रंजकों का उपयोग करती हैं जो पराबैंगनी प्रकाश (ultraviolet light) के संपर्क में आने पर चमकते हैं।

  • डीएपीआई (DAPI): यह एक फ्लोरोसेंट रंजक है जो डीएनए (DNA) से बंधता है और न्यूक्लियस को नीला रंग देता है।
  • फिटोरेडक्टिन (FITC): यह एक फ्लोरोसेंट रंजक है जिसका उपयोग एंटीबॉडी (antibodies) को लेबल करने के लिए किया जाता है।

4. इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री (Immunohistochemistry)

यह एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग ऊतकों में विशिष्ट एंटीजन (antigens) का पता लगाने के लिए किया जाता है। इसमें एंटीबॉडी का उपयोग किया जाता है जो एंटीजन से बंधते हैं, और फिर एंटीबॉडी को फ्लोरोसेंट रंजक या एंजाइम से लेबल किया जाता है।

टेबल: विभिन्न अंतः पात्र रंजन विधियों की तुलना

रँगाई विधि रंग अनुप्रयोग
हेमटॉक्सिलिन और इओसिन (H&E) न्यूक्लियस: नीला, साइटोप्लाज्म: गुलाबी सामान्य ऊतक संरचना का अवलोकन
मास्टिक रँगाई कोलेजन: नीला/हरा, न्यूक्लियस: काला, साइटोप्लाज्म: गुलाबी रेशेदार ऊतक का अध्ययन
पैस रँगाई गुलाबी ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड का पता लगाना
डीएपीआई (DAPI) नीला डीएनए का पता लगाना

उदाहरण: कैंसर निदान में इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री का उपयोग

कैंसर निदान में, इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री का उपयोग विशिष्ट कैंसर मार्करों (cancer markers) की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, प्रोस्टेट कैंसर (prostate cancer) के निदान में, प्रोस्टेट-विशिष्ट मेम्ब्रेन एंटीजन (PSMA) के लिए इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री का उपयोग किया जाता है। यदि PSMA मौजूद है, तो यह प्रोस्टेट कैंसर की उपस्थिति का संकेत देता है।

केस स्टडी: COVID-19 के ऊतकविज्ञान का अध्ययन

COVID-19 महामारी के दौरान, ऊतकविज्ञान ने फेफड़ों के ऊतकों में वायरस के संक्रमण का अध्ययन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। हेमटॉक्सिलिन और इओसिन (H&E) से रँगाई गई नमूनों ने निमोनिया (pneumonia) और फेफड़ों की क्षति के लक्षण दिखाए। इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री का उपयोग SARS-CoV-2 वायरस के कणों का पता लगाने के लिए किया गया, जिससे संक्रमण की पुष्टि हुई।

Conclusion

अंतः पात्र रंजन ऊतकविज्ञान का एक महत्वपूर्ण घटक है, जो ऊतकों की संरचना को स्पष्ट करने और रोगों का निदान करने में मदद करता है। विभिन्न प्रकार की रँगाई विधियाँ उपलब्ध हैं, प्रत्येक अपनी विशिष्ट विशेषताओं और अनुप्रयोगों के साथ। हाल के वर्षों में, फ्लोरोसेंट रँगाई और इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री जैसी उन्नत तकनीकों ने ऊतकविज्ञान के क्षेत्र में क्रांति ला दी है। भविष्य में, हम और भी अधिक विशिष्ट और संवेदनशील रँगाई विधियों के विकास की उम्मीद कर सकते हैं, जो ऊतकविज्ञान के क्षेत्र में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करेंगी।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

हिस्टोकेमिस्ट्री (Histochemistry)
हिस्टोकेमिस्ट्री ऊतकों में रासायनिक घटकों और प्रक्रियाओं का अध्ययन है, जो अक्सर विशिष्ट रंजकों के उपयोग द्वारा किया जाता है।
इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री (Immunohistochemistry)
इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री एक ऐसी तकनीक है जो एंटीबॉडी का उपयोग ऊतकों में विशिष्ट एंटीजन का पता लगाने के लिए करती है।

Key Statistics

हेमटॉक्सिलिन और इओसिन (H&E) रँगाई, ऊतकविज्ञान प्रयोगशालाओं में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली रँगाई विधि है, जिसमें लगभग 80% ऊतक नमूनों का उपयोग होता है।

Source: अनुमानित, ऊतकविज्ञान प्रयोगशालाओं के अनुभव के आधार पर

फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी बाजार का आकार 2022 में 3.4 बिलियन अमेरिकी डॉलर था, जो 2027 तक 5.6 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो कि लगभग 10.2% की वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) दर्शाता है।

Source: Market Research Future Report, 2023

Examples

मास्टिक रँगाई का उपयोग

मास्टिक रँगाई का उपयोग अक्सर गुर्दे की बीमारी (kidney disease) के ऊतकों में कोलेजन जमाव (collagen deposition) की जांच के लिए किया जाता है।

Frequently Asked Questions

क्या रँगाई विधि का चुनाव ऊतक के प्रकार पर निर्भर करता है?

हाँ, रँगाई विधि का चुनाव ऊतक के प्रकार और अध्ययन के उद्देश्य पर निर्भर करता है। विभिन्न ऊतकों में विभिन्न संरचनाएं होती हैं जिन्हें उजागर करने के लिए विभिन्न रंजकों की आवश्यकता होती है।