Christoph Cremer
ক্রিস্টোফ ক্রেমার (জার্মানির ফ্রেইবুর্গ ইম ব্রেইসগাউতে জন্মগ্রহণ করেন) একজন জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী এবং রুপ্রেক্ট-কার্লস-ইউনিভার্সিটি হাইডেলবার্গের এমেরিটাস, মেইঞ্জ বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রাক্তন সাম্মানিক অধ্যাপক এবং জার্মানির মেইঞ্জের জোহানেস গুটেনবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউট অফ মলিকিউলার বায়োলজি (আইএমবি)-র প্রাক্তন গ্রুপ লিডার ছিলেন, যিনি বিভিন্ন পদ্ধতির (1971/1978 4পি-মাইক্রোস্কোপি ধারণার বিকাশ; 1996 স্থানীয়করণ মাইক্রোস্কোপি এসপিডিএম; 1997 স্থানিকভাবে কাঠামোগত আলোকসজ্জা সিম (1995 সালে পোলের জন এম গুয়েরা দ্বারা প্রথম বিকশিত হয়েছিল) দ্বারা আলো ভিত্তিক তদন্তের (অ্যাবে সীমা) ক্ষেত্রে প্রযোজ্য রেজোলিউশনের প্রচলিত সীমাটি সফলভাবে অতিক্রম করেছেন। ইতিমধ্যে, তাঁর নিজের বিবৃতি অনুসারে, ক্রিস্টোফ ক্রেমার ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর কেমিস্ট্রি (অটো হান ইনস্টিটিউট) এবং ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর পলিমার রিসার্চের সদস্য। তাঁর প্রকৃত মাইক্রোস্কোপ ভার্টিকো-এসএমআই হল বিশ্বের দ্রুততম ন্যানো লাইট মাইক্রোস্কোপ যা জীবন্ত কোষের অবস্থা সহ সুপ্রামোলিকুলার কমপ্লেক্সগুলির বড় আকারের তদন্তের অনুমতি দেয়। এটি প্রচলিত ফ্লুরোসেন্ট রঞ্জক দ্বারা চিহ্নিত জৈবিক প্রস্তুতির 3 ডি ইমেজিংয়ের অনুমতি দেয় এবং 2 ডি-তে 10 এনএম এবং 3 ডি-তে 40 এনএম রেজোলিউশনে পৌঁছায়। এই ন্যানোস্কোপের অপটিক্যাল ইমেজিংয়ের বর্তমান বিপ্লবকে যথেষ্ট পরিমাণে যুক্ত করার সম্ভাবনা রয়েছে যা সমগ্র আণবিক জীববিজ্ঞান, চিকিৎসা এবং ফার্মাসিউটিক্যাল গবেষণাকে প্রভাবিত করবে। এই প্রযুক্তি প্রতিরোধ, ঝুঁকি হ্রাস এবং রোগের চিকিৎসাগত চিকিৎসার জন্য নতুন কৌশলের বিকাশ ঘটায়। ফ্রেইবুর্গ বিশ্ববিদ্যালয় এবং মিউনিখ বিশ্ববিদ্যালয়ে দর্শন ও ইতিহাস অধ্যয়নের কয়েকটি সেমিস্টারের পর, ক্রেমার মিউনিখে পদার্থবিজ্ঞান অধ্যয়ন করেন (স্টাডিয়েনস্টিফ্টাং ডেস ডয়েচেন ভল্কেসের আর্থিক সহায়তায়) এবং ফ্রেইবুর্গে জেনেটিক্স এবং বায়োফিজিক্সে পিএইচডি সম্পন্ন করেন। এর পরে ফ্রেইবুর্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউট ফর হিউম্যান জেনেটিক্স-এ পোস্ট-ডক্টরাল অধ্যয়ন, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বেশ কয়েক বছর, এবং ফ্রেইবুর্গ বিশ্ববিদ্যালয়ে সাধারণ মানব জেনেটিক্স এবং পরীক্ষামূলক সাইটোজেনেটিক্সে তাঁর "হ্যাবিলিটেশন"। 1983 সাল থেকে অবসর গ্রহণ পর্যন্ত তিনি হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের কির্চফ ইনস্টিটিউট ফর ফিজিক্স-এ "অ্যাপ্লায়েড অপটিক্স অ্যান্ড ইনফরমেশন প্রসেসিং"-এর অধ্যাপক (চেয়ার) হিসাবে শিক্ষকতা করছিলেন। এছাড়াও, তিনি ইন্টারডিসিপ্লিনারি সেন্টার ফর সায়েন্টিফিক কম্পিউটিং ক্রেমারের সদস্য ছিলেন এবং হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের তিনটি "প্রজেক্টস অফ এক্সিলেন্স"-এ অংশগ্রহণকারী ছিলেন এবং কোষ-ভিত্তিক এবং আণবিক ওষুধের জন্য বায়োটেকনোলজি ক্লাস্টারের অংশীদার ছিলেন, যা 2008 সালে জার্মান বিএমবিএফ ক্লাস্টার অফ এক্সিলেন্স হিসাবে নির্বাচিত পাঁচটি ক্লাস্টারের মধ্যে একটি। হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের সেনেটের দ্বিতীয় স্পিকার হিসাবে নির্বাচিত হয়ে, ক্রেমার বিশ্ববিদ্যালয় প্রশাসন ও রাজনীতিতেও জড়িত ছিলেন। মেইন বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকারী অধ্যাপক এবং জ্যাকসন ল্যাবরেটরির (বার হারবার, মেইন) সদস্য হিসাবে, যেখানে তিনি প্রতি বছর সেমিস্টারের বিরতির সময় বেশ কয়েক সপ্তাহ ধরে গবেষণা করেন, তিনি বায়োফিজিক্স সেন্টার (ইনস্টিটিউট ফর মলিকুলার বায়োফিজিক্স) প্রতিষ্ঠার সাথে জড়িত ছিলেন, যা "গ্লোবাল নেটওয়ার্ক" সহযোগিতার মাধ্যমে হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের সাথে যুক্ত। ক্রেমার স্থপতি এবং শিল্পী লেটিজিয়া মানচিনো-ক্রেমারকে বিয়ে করেছেন। মৌলিক উন্নয়ন 4পিআই মাইক্রোস্কোপি ক্রেমারের ধারণার বিকাশ লেজার ভিত্তিক হালকা মাইক্রোস্কোপি পদ্ধতির আরও বিকাশের প্রথম দিকে জড়িত ছিল। প্রথম ধারণাগুলির উৎপত্তি 1970-এর দশকে তাঁর স্নাতক ছাত্রাবস্থায় হয়েছিল। তার ভাই টমাস ক্রেমারের সাথে যৌথভাবে, যিনি এখন মিউনিখের লুডউইগস-ম্যাক্সিমিলিয়ান বিশ্ববিদ্যালয়ের নৃতত্ত্ব ও মানব জিনতত্ত্বের অধ্যাপক (চেয়ার), ক্রিস্টোফ ক্রেমার একটি হলোগ্রাম-ভিত্তিক লেজার স্ক্যানিং 4পিআই মাইক্রোস্কোপের বিকাশের প্রস্তাব করেছিলেন। মূল ধারণাটি ছিল প্রচলিত লেজার ফোকাসের চেয়ে ছোট ব্যাসের একটি স্থানে চারদিক থেকে (স্পেস অ্যাঙ্গেল 4পিআই) লেজার আলোকে ফোকাস করা এবং এই স্পটটির মাধ্যমে বস্তুটিকে স্ক্যান করা। এই পদ্ধতিতে, প্রায় প্রচলিত সীমার বাইরে একটি উন্নত অপটিক্যাল রেজোলিউশন অর্জন করা সম্ভব হওয়া উচিত। 200 এনএম পার্শ্বীয়, 600 এনএম অক্ষীয়। তবে 1978 সাল থেকে প্রকাশনাটি একটি অনুপযুক্ত শারীরিক উপসংহার টেনেছিল (অর্থাৎ। আলোর একটি বিন্দুর মতো বিন্দু) এবং কঠিন কোণের অন্য দিক যোগ করার প্রকৃত সুবিধা হিসাবে অক্ষীয় রেজোলিউশন বৃদ্ধি সম্পূর্ণরূপে মিস করেছে। 1992 সাল থেকে স্টেফান হেল (ম্যাক্স-প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর বায়োফিজিক্যাল কেমিস্ট্রি, গটিঙেন) একে অপরের বিপরীতে উচ্চ সংখ্যাসূচক অ্যাপারচারের দুটি মাইক্রোস্কোপ অবজেক্টিভ লেন্স ব্যবহার করে একটি অত্যন্ত দক্ষ, উচ্চ-রেজোলিউশন ইমেজিং প্রক্রিয়ায় 4পিআই মাইক্রোস্কোপি তৈরি করেছে। 1970-এর দশকের গোড়ার দিকে, ভাইয়েরা একটি ইউভি লেজার মাইক্রো বিকিরণ যন্ত্র আবিষ্কার করেছিলেন যা প্রথমবারের জন্য একটি জীবিত কোষের একটি ক্ষুদ্র অংশকে নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে বিকিরণ করা সম্ভব করেছিল যা ডিএনএর জন্য সর্বাধিক শোষণ (257 এনএম)। এটি 60 বছরেরও বেশি সময় ধরে প্রচলিত ইউভি আংশিক বিকিরণকে প্রতিস্থাপন করেছে। এইভাবে, প্রথমবার ডি. এন. এ-তে কেন্দ্রীভূত পদ্ধতিতে পরিবর্তন আনা সম্ভব হয়েছিল (অর্থাৎ। জীবন্ত কোষের নিউক্লিয়াসের পূর্বনির্ধারিত স্থানে) কোষের বিভাজন এবং বেঁচে থাকার ক্ষমতার সাথে আপস না করে। নির্দিষ্ট খুব ছোট কোষ অঞ্চলগুলি বিকিরণ করা যেতে পারে এবং এইভাবে ম্যাক্রোমোলিকুলের (ডিএনএ) গতিবিদ্যা সেখানে পরিমাণগতভাবে অনুমান করা হয়। উপরন্তু, এক সেকেন্ডের ভগ্নাংশের বিকিরণ সময় ব্যবহার করে প্রক্রিয়াটির উচ্চ গতির কারণে, এমনকি চলমান কোষের অঙ্গাণুগুলিকেও বিকিরণ করা সম্ভব হয়েছিল। এই উন্নয়ন জিনোম কাঠামো গবেষণার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ পরীক্ষার ভিত্তি প্রদান করে (জীবিত স্তন্যপায়ী কোষে তথাকথিত ক্রোমোজোম অঞ্চলের অস্তিত্ব প্রতিষ্ঠা) এবং কয়েক বছর পরে (1979/1980) জীববিজ্ঞানী ক্রিস্টিয়ান নুসলিন-ভলহার্ডের (ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর ডেভেলপমেন্টাল বায়োলজি, টুবিনজেন) সাথে একটি সফল সহযোগিতার দিকে পরিচালিত করে। এই সহযোগিতায় ক্রেমার তার ইউভি লেজার মাইক্রো বিকিরণ সরঞ্জাম ব্যবহার করে ফলের মাছি ড্রোসোফিলা মেলানোগাস্টারের প্রাথমিক লার্ভা পর্যায়ে কোষীয় পরিবর্তন বের করে আনেন। ফ্লুরোসেন্সের জন্য কনফোকাল লেজার স্ক্যানিং মাইক্রোস্কোপির বিকাশ ইউভি লেজার মাইক্রো বিকিরণ যন্ত্রের নির্মাণ ও প্রয়োগের ক্ষেত্রে প্রাপ্ত অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে, ক্রেমার ভাইয়েরা 1978 সালে একটি লেজার স্ক্যানিং প্রক্রিয়া তৈরি করেছিলেন যা একটি ফোকাসড লেজার বিমের মাধ্যমে কোনও বস্তুর ত্রিমাত্রিক পৃষ্ঠকে পয়েন্ট-বাই-পয়েন্ট স্ক্যান করে এবং স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের মতো বৈদ্যুতিন উপায়ে পুরো ছবি তৈরি করে। এটি একটি কনফোকাল লেজার স্ক্যানিং মাইক্রোস্কোপ (সিএসএলএম) নির্মাণের জন্য এই পরিকল্পনা, যা প্রথমবারের জন্য লেজার স্ক্যানিং পদ্ধতিকে ফ্লুরোসেন্ট মার্কারযুক্ত লেবেলযুক্ত জৈবিক বস্তুর 3ডি সনাক্তকরণের সাথে একত্রিত করে যা ক্রেমারকে হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ে তার অধ্যাপকের অবস্থান অর্জন করে। পরবর্তী দশকে, কনফোকাল ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপি বিশেষত আমস্টারডাম বিশ্ববিদ্যালয় এবং হাইডেলবার্গের ইউরোপীয় আণবিক জীববিজ্ঞান গবেষণাগারে (ই. এম. বি. এল) এবং তাদের শিল্প অংশীদারদের দ্বারা প্রযুক্তিগতভাবে সম্পূর্ণ পরিপক্ক অবস্থায় বিকশিত হয়েছিল। পরবর্তী বছরগুলিতে, এই প্রযুক্তিটি জৈব-আণবিক এবং জৈব-চিকিৎসা পরীক্ষাগারগুলি দ্বারা ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়েছিল এবং প্রচলিত রেজোলিউশনের সাথে ত্রিমাত্রিক হালকা অণুবীক্ষণের ক্ষেত্রে আজও স্বর্ণমান বজায় রয়েছে। সুপার রেজোলিউশন মাইক্রোস্কোপি পদ্ধতির বিকাশ মাইক্রোস্কোপির লক্ষ্য অনেক ক্ষেত্রে পৃথক, ছোট বস্তুর আকার নির্ধারণ করা। প্রচলিত ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপি শুধুমাত্র প্রায় 200 এনএম (পার্শ্বীয়) এর প্রচলিত অপটিক্যাল রেজোলিউশন সীমার কাছাকাছি আকার স্থাপন করতে পারে। 4 পাই পেটেন্ট আবেদন জমা দেওয়ার 20 বছরেরও বেশি সময় পরে, ক্রিস্টোফ ক্রেমার বিচ্ছুরণ সীমার সমস্যায় ফিরে আসেন। ভার্টিকো এস. এম. আই মাইক্রোস্কোপের সাহায্যে তিনি এস. এম. আই, এস. পি. ডি. এম, এস. পি. ডি. এমফাইমড এবং লিমন সহ তাঁর বিভিন্ন সুপার রেজোলিউশন কৌশল উপলব্ধি করতে পেরেছিলেন। এই পদ্ধতিগুলি মূলত বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয় স্প্যাটিয়ালি মড্যুলেটেড ইলুমিনেশন এসএমআই 1995 সালের দিকে, তিনি একটি হালকা মাইক্রোস্কোপিক প্রক্রিয়া বিকাশের সাথে শুরু করেছিলেন, যা একটি ফ্লুরোসেন্ট মার্কার দিয়ে দাগযুক্ত সেলুলার ন্যানোস্ট্রাকচারগুলির যথেষ্ট উন্নত আকারের রেজোলিউশন অর্জন করেছিল। এবার তিনি স্ট্রাকচার্ড লেজার আলোকসজ্জার (স্পেসিয়াল মডুলেটেড ইলুমিনেশন, এস. এম. আই) সঙ্গে ওয়াইড ফিল্ড মাইক্রোস্কোপির নীতি প্রয়োগ করেছেন। বর্তমানে, 30-40 এনএম (প্রায় 1/16-1/13 ব্যবহৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের) আকারের রেজোলিউশন অর্জন করা হচ্ছে। উপরন্তু, এই প্রযুক্তিটি আর ফোকাসিং মাইক্রোস্কোপির গতির সীমাবদ্ধতার সাপেক্ষে নয় যাতে স্বল্প পর্যবেক্ষণ সময়ের মধ্যে (এই মুহুর্তে প্রায় কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে) পুরো কোষের থ্রিডি বিশ্লেষণ করা সম্ভব হয়। দ্ব্যর্থতা নিরসন এসএমআইঃ এস = স্থানিকভাবে, এম = মড্যুলেটেড আই = আলোকসজ্জা। স্থানীয়করণ মাইক্রোস্কোপি এস. পি. ডি. এম এছাড়াও 1995 সালের দিকে, ক্রেমার নতুন ফ্লুরোসেন্স ভিত্তিক ওয়াইড ফিল্ড মাইক্রোস্কোপি পদ্ধতির বিকাশ ও উপলব্ধি করেছিলেন যার লক্ষ্য ছিল কার্যকর অপটিক্যাল রেজোলিউশনের উন্নতি (দুটি স্থানীয় বস্তুর মধ্যে ক্ষুদ্রতম সনাক্তযোগ্য দূরত্বের পরিপ্রেক্ষিতে) প্রচলিত রেজোলিউশনের একটি ভগ্নাংশে (বর্ণালী নির্ভুলতা দূরত্ব/অবস্থান নির্ধারণ মাইক্রোস্কোপি, এস. পি. ডি. এম; দ্ব্যর্থহীন এস. পি. ডি. এমঃ এস = বর্ণালী, পি = নির্ভুলতা, ডি = দূরত্ব, এম = মাইক্রোস্কোপি)। স্থানীয়করণ মাইক্রোস্কোপি এস. পি. ডি. এম. ফাইমোড এই পদ্ধতিতে প্রচলিত, সুপ্রতিষ্ঠিত এবং সস্তা ফ্লুরোসেন্ট রঞ্জক ব্যবহার করা সম্ভব, যেমন জি. এফ. পি, আর. এফ. পি, ওয়াই. এফ. পি, অ্যালেক্সা 488, অ্যালেক্সা 568, অ্যালেক্সা 647, সাই2, সাই3, অ্যাটো 488 এবং ফ্লুরোসিন। অন্যান্য স্থানীয়করণ মাইক্রোস্কোপি প্রযুক্তির বিপরীতে বিশেষ ফটো-স্যুইচেবল/ফটো-অ্যাক্টিভেটেবল ফ্লুরোসেন্স অণু ব্যবহার করার সময় দুটি লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রয়োজন হয়। এস. পি. ডি. এম. ফাইমোড ব্যবহারের আরও একটি উদাহরণ হল টোব্যাকো মোজাইক ভাইরাস (টি. এম. ভি) কণার বিশ্লেষণ। অথবা ভাইরাস-কোষের মিথস্ক্রিয়া। এস. পি. ডি. এম. ফাইমোডঃ এস = স্পেকট্রাল, পি = প্রিসিশন ডি = দূরত্ব, এম = মাইক্রোস্কোপি, ফাই = শারীরিকভাবে, মোড = পরিবর্তনযোগ্য 3ডি লাইট মাইক্রোস্কোপিক্যাল ন্যানোসাইজিং (লিমন) মাইক্রোস্কোপি এস. পি. ডি. এম এবং এস. এম. আই-এর সংমিশ্রণ, যা লিমন মাইক্রোস্কোপি নামে পরিচিত। ক্রিস্টোফ ক্রেমার বর্তমানে প্রায় একটি রেজোলিউশন অর্জন করতে পারেন। সমগ্র জীবন্ত কোষের বিস্তৃত ক্ষেত্রের চিত্রগুলিতে 2ডি-তে 10 এনএম এবং 3ডি-তে 40 এনএম। সম্পূর্ণ জীবন্ত কোষের ওয়াইডফিল্ড থ্রিডি "ন্যানোইমেজ"-এ এখনও প্রায় দুই মিনিট সময় লাগে, তবে এটি আরও হ্রাস করার কাজ বর্তমানে চলছে। ভার্টিকো-এসএমআই বর্তমানে বিশ্বব্যাপী সমগ্র কোষের ত্রিমাত্রিক কাঠামোগত বিশ্লেষণের জন্য দ্রুততম অপটিক্যাল থ্রিডি ন্যানোস্কোপ 3ডি দ্বৈত রঙ মোডে একটি জৈবিক প্রয়োগ হিসাবে হার2/নিউ এবং হার3 ক্লাস্টারের স্থানিক ব্যবস্থা অর্জন করা হয়েছিল। প্রোটিন ক্লাস্টারের তিনটি দিকের অবস্থান প্রায় 25 এনএম নির্ভুলতার সাথে নির্ধারণ করা যেতে পারে। রেফারেন্স বহিরাগত লিঙ্ক জার্মানির আইএমবি মাইনজে সুপার রেজোলিউশন মাইক্রোস্কোপি/অপটিক্যাল ন্যানোস্কোপি ক্রিস্টোফ ক্রেমারের গবেষণাগারের ইতিহাস প্রকাশনার তালিকা ফটোনিক্স ফেস্টস্ক্রিফ্টের জগতে সাক্ষাৎকার "অধ্যাপক ক্রেমারের 65 তম জন্মদিনের সম্মানে হালকা মাইক্রোস্কোপি দ্বারা সেলুলার উপ-কাঠামো উন্মোচন করা", ইউরোপীয় বায়োফিজিক্স জার্নাল 20 শতকের জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী জীবিত মানুষ আণবিক জীববিজ্ঞান জন্মের বছর অনুপস্থিত (জীবিত মানুষ) 21 শতকের জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী হেইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের ফ্রেইবুর্গ ইম ব্রেইসগাউ একাডেমিক স্টাফের বিজ্ঞানীরা