Application de l'ultrason à trier de cellules

Une équipe de l'université de Toronto ont frayé un chemin un neuf rapidement de classer et de compter des cellules. Strohm a et autres combiné un flot unicellulaire basé sur microfluidics avec l'acoustique d'ultrason pour fournir des échos mesurables d'ultrason des cellules.

Leur approche compare seulement ces caractéristiques spectrales distinctes aux modèles théoriques déterminés pour réaliser des moyens du calibrage précis de cellules. La méthode de pionnier se fonde sur la caractérisation cellulaire de multiparamètre utilisant la fluorescence, la dispersion de la lumière, et les techniques photo-acoustiques quantitatives.

Des cellules peuvent être triées utilisant la cytométrie de fluxImageFlow | Shutterstock

Magie de Microfluidics

Depuis l'invention de la cytométrie de flux pendant les années 1960, la caractérisation des cellules a activé la caractérisation de haut-débit des cellules qui ont révolutionné plusieurs inducteurs de recherches. la technologie basée sur Microfluidics a complété la cytométrie de flux depuis - dû à sa simplicité, petite taille de dispositif, et intégration avec une gamme de l'instrumentation et des outils d'analyse.

les ripostes et les trieuses basées sur Microfluidic de cellules classifient des cellules par l'intermédiaire de plusieurs approches ; le plus conventionnel utilisant la dispersion de la lumière au peu de-su qu'ondes acoustiques d'utilisation. De elles, l'impédance électrique (la résistance à un courant produit quand la tension est appliquée) est le seul déterminant connu de la taille absolue de cellules. La méthode d'étalon-or pilotée par cette approche est le compteur Coulter.

D'autres approches souffrent également des limitations, par exemple, FACS détermine seulement les tailles relatives des cellules d'une façon systématique, qui limite la définition. De même, d'autres systèmes qui emploient la dispersion de la lumière dynamique, diffraction de laser, ou approches acoustiques en vrac de dispersion sont également des mesures relatives de taille de cellules.

Ces techniques exigent la connaissance préalable des propriétés optiques et/ou acoustiques témoin et exigent l'approximation en vrac d'échantillon qui élimine différentes mesures de taille de cellules de l'rassemblement.

Des systèmes de cytométrie de flux sont également limités par à inertie, électrocinétique, l'acoustophoretics et les ondes acoustiques extérieures employés pour trier des cellules par des différences de taille et/ou de densité.

Pour ces raisons, une approche non envahissante à compter unicellulaire et à classer cela a les moyens la simplicité d'un système microfluidic est hautement recherchée.

L'ultra-approche au calibrage absolu de cellules

Des approches d'ultrason ont été employées historiquement pour mesurer les propriétés et l'aide de tissu dans le diagnostic des maladies. L'inférence des propriétés de volume-tissu est réalisée à la basse fréquence, cependant ; de plus hautes fréquences sont exigées pour sonder des cellules.

La méthodologie derrière modéliser le comportement de dispersion des objectifs sphériques est bien développée. Utilisant cette théorie de dispersion, Strohm et collègues ont précédemment expliqué que le classement par taille des particules de taille micro peut être réalisé utilisant l'ultrason de pouls-écho. Cependant, les cellules ont éludé la capacité d'être caractérisé dû aux basses fréquences auxquelles le système a fonctionné.

Maintenant, un papier publié dans des états scientifiques de nature donne le cytometer acoustique basé sur microfluidic de flux de haut-débit capable des cellules de calibrage. L'équipe a conçu un flux de dispositif du polydimethylsiloxane PDMS qui oriente hydrodynamiquement des cellules dans un flot étroit (10 μm de   10 de × de  ) dans les sens transversaux et axiaux.

En tant que cellules déménagées le fichier unique sous le transducteur d'ultrason fonctionnant à 375MHz, écho d'ultrason de chaque cellule réussissante a été enregistré par le matériel et le logiciel faits sur commande d'ultrason. La technique combine un flot étroit avec la palpitation et l'acquisition rapides d'ultrason avec la définition de sous-nanoseconde.

L'équipe a validé le système utilisant une solution des microsphères de polystyrène. Le signe d'ultrason mesuré à partir d'une microsphère unique de polystyrène de 3 μm était dans l'excellente convention avec le spectre théorique indiquant la validation précise des mesures de cellules pour des cellules. L'équipe a employé 2 lignées cellulaires : (1) cellules (AML) de cellules de leucémie aiguë myéloïde, et (2) de cancer colorectal HT29.

Chacun a expliqué la validité pour des mesures de cellules des tailles variables. Un signe à haute fréquence unique d'ultrason de chaque type de cellules a possédé des minimum distincts aux fréquences spécifiques qui sont liées à la taille de cellules. Les cellules AML et HT29 que des mesures ont été prévues utilisant un algorithme de détecteur maximal ont mesuré le μm 1,7 et 15,0 le μm 10,0 de   de ± de   de   de ± du   2,3, respectivement. Ces mesures en bon accord avec ceux ont été prévues utilisant l'impédance électrique, validant le rôle de la cytométrie de flux acoustique comme méthode complémentaire de déterminer la taille absolue des cellules sur une cellule par la base de cellules.  

Cette étude d'épreuve-de-concept explique que l'ultrason de fréquence peut être intégré dans un dispositif microfluidic pour réaliser le calibrage unicellulaire absolu. Les améliorations de débit peuvent être apportées par la vitesse croissante de flux, la fréquence de la répétition d'ultrason et aby appliquer des techniques parallèles d'enregistrement et d'analyse de signe pour le fonctionnement continu.

La visserie d'ultrason peut être intégrée dans une grande variété d'autres systèmes basés sur microfluidic de caractérisation de cellules, permettant potentiellement à une analyse de multiparamètre des cellules d'extraire les petits groupes cellulaires complémentaires pour améliorer davantage la catégorie de cellules. »

En date d'encore, la morphologie de cellules ne peut pas être établie par seule cytométrie de flux ; en mettant en application un laser, des mesures photo-acoustiques peuvent être prises simultanément avec l'ultrason préparant le terrain pour que plusieurs paramètres indiquants soient mesurés.

Celles-ci s'échelonnent de la quantification de cellules à l'enquête sur les propriétés morphologiques, fonctionnelles et mécaniques des cellules par l'intermédiaire (les teintures de nanoparticles, fluorescentes et colorimétriques visées) de l'interrogation marque marque ou marquée des propriétés de cellules.

Celles-ci comprennent le calcul du rapport noyau-à-cytoplasmique de cellules dans une façon marque marque, des numérations globulaires et la quantification de morphologie d'hématie. Du travail de l'équipe présage des espérances passionnantes à l'avenir pendant qu'il a les moyens une souplesse d'utilisation ajoutée que le compteur Coulter d'étalon-or ne peut pas.

Source

2019) cellules biologiques de calibrage de Strohm et autres (utilisant un cytometer acoustique microfluidic de flux. États scientifiques. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40895-x

Further Reading

Last Updated: Jul 18, 2019

Hidaya Aliouche

Written by

Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Aliouche, Hidaya. (2019, July 18). Application de l'ultrason à trier de cellules. News-Medical. Retrieved on September 19, 2019 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Applying-Ultrasound-to-Cell-Sorting.aspx.

  • MLA

    Aliouche, Hidaya. "Application de l'ultrason à trier de cellules". News-Medical. 19 September 2019. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Applying-Ultrasound-to-Cell-Sorting.aspx>.

  • Chicago

    Aliouche, Hidaya. "Application de l'ultrason à trier de cellules". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Applying-Ultrasound-to-Cell-Sorting.aspx. (accessed September 19, 2019).

  • Harvard

    Aliouche, Hidaya. 2019. Application de l'ultrason à trier de cellules. News-Medical, viewed 19 September 2019, https://www.news-medical.net/life-sciences/Applying-Ultrasound-to-Cell-Sorting.aspx.

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.
Post a new comment
Post