مقياس الحرارة الدقيق متساوي الحرارة
التطبيقات > أمثلة للتطبيقات > علم الأحياء والطب > علم السموم

اعتبارًا من عام 2012، لم يُستخدم IMC على نطاق واسع في علم سموم الخلايا المزروعة على الرغم من أنه قد استُخدم بشكل دوري وناجح منذ الثمانينيات. يُعد التصوير المقطعي المحوسب مفيدًا في علم السموم عندما يكون مطلوب مراقبة عملية التمثيل الغذائي للخلايا المزروعة في الزمن الحقيقي وتحديد معدل التدهور الأيضي كدالة لتركيز عامل سام محتمل. كان أحد أقدم التقارير (Ankerst et al. 1986) حول استخدام IMC في علم السموم هو دراسة السمية الخلوية المعتمدة على الأجسام المضادة (ADCC) ضد خلايا الورم الميلانيني البشري من مجموعات مختلفة من المصل المضاد والأجسام المضادة وحيدة النسيلة وكذلك الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطي كخلايا مؤثرة. أمكن قياس حركية تدفق الحرارة الأيضية لخلايا الورم الميلانيني مقابل الوقت في أمبولات مغلقة لمدة 20 ساعة. واستنتج المؤلفون أن:
«...تعتبر القياسات الحرارية الدقيقة طريقة حساسة ومناسبة بشكل خاص لتحليل حركية السمية الخلوية.»
يُستخدم IMC أيضًا في علم السموم البيئية. في دراسة مبكرة (Thorén 1992) أمكن تقييم السمية في الطبقات الأحادية من الخلايا البلعمية السنخية alveolar لجزيئات MnO2 و TiO2 و SiO2 (السيليكا). وكانت نتائج IMC متوافقة مع النتائج التي حُصل عليها عن طريق تلطيخ إستر الفلوريسين وتحليل الصور المجهرية - باستثناء أن نتائج IMC أظهرت تأثيرات سامة للكوارتز لا يمكن تمييزها عن طريق تحليل الصور. وأشارت الملاحظة الأخيرة - والتي تتفق مع التأثيرات السنخية المعروفة - إلى أن استخدام IMC كانت تقنية أكثر حساسية.
في الآونة الأخيرة (Liu et al. 2007)، أمكن إثبات أن أجهزة IMC توفر بيانات أيضية ديناميكية لتقييم السمية في الخلايا الليفية لـ Cr(VI) من كرومات البوتاسيوم. يوضح الشكل 5 النتائج الأساسية التي تحدد تدفق الحرارة الأيضية من الخلايا الليفية المزروعة قبل تقييم تأثيرات Cr(VI). واستنتج المؤلفون أن:
«يبدو أن القياس الدقيق للسعرات الحرارية يعد تقنية مريحة وسهلة لقياس العمليات الأيضية... في... الخلايا الحية. وعلى النقيض من إجراءات التحليل البيولوجي القياسية، تسمح هذه التقنية بإجراء قياسات مستمرة لعملية التمثيل الغذائي للخلايا الحية. وبالتالي فقد أظهرنا أن الكروم السداسي Cr(VI) يُضعف المسارات الأيضية للخلايا الليفية البشرية وخاصة استخدام الجلوكوز.»
لقد استُخدمت أمبولات مغلقة بسيطة في أجهزة IMC، ورُوج لها أيضًا لتقييم سمية الخلايا المزروعة لمواد الغرسة الجراحية المرشحة - وبالتالي تعمل كطريقة فحص التوافق الحيوي. في إحدى الدراسات (Xie et al. 2000) قام بتعريض الخلايا الأنبوبية الكلوية الخنزيرية في المزرعة لكل من البوليمرات والمعادن التيتانيوم في شكل "صفائح دقيقة" ذات مساحات سطح معروفة تبلغ بضعة سنتيمترات مربعة. واستنتج المؤلفون أن IMC :
«...هي طريقة سريعة، وسهلة التشغيل، وذات قابلية جيدة للتكرار. ويمكن للطريقة الحالية في أغلب الحالات أن تحل محل التحقيقات التي تستغرق وقتًا أطول باستخدام المجهر الضوئي والإلكتروني لتحديد كمية الخلايا الملتصقة.»
في دراسة أخرى لمواد الزرع (Doostmohammadi et al. 2011)، قاموا بتعريض كل من مزرعة الخميرة سريعة النمو ومزرعة الخلايا الغضروفية البشرية لجزيئات (قطرها < 50 ميكرومتر) من هيدروكسيباتيت الكالسيوم (HA) والزجاج السيليكا النشط بيولوجيًا (المحتوي على الكالسيوم). أدت جزيئات الزجاج إلى إبطاء أو تقليص نمو الخميرة كدالة لزيادة تركيز الجزيئات. كانت جزيئات HA أقل تأثيرًا بكثير ولم تمنع نمو الخميرة تمامًا بنفس التركيزات. كانت تأثيرات كلا النوعين من الجسيمات على نمو الخلايا الغضروفية ضئيلة عند التركيز المستخدم. واستنتج المؤلفون أن:
«يمكن تقييم السمية الخلوية للمواد الجسيمية مثل الزجاج النشط بيولوجيًا وجزيئات هيدروكسيباتيت باستخدام طريقة القياس الحراري الدقيق. وهي طريقة حديثة لدراسة التوافق البيولوجي للمواد الحيوية وسميتها الخلوية في المختبر والتي يمكن استخدامها جنبًا إلى جنب مع الاختبارات التقليدية القديمة.»