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Biophotonics em estudos da biologia celular

Biophotonics é um ramo da ciência onde a interacção entre substâncias assim como luz biológicas é usada para a sondagem, a manipulação e as pilhas e os tecidos da imagem lactente. Esta técnica emergente é amplamente utilizada em vários campos tais como a medicina, agricultura, e nos estudos relativos à ciência da vida e ao ambiente.

© Kateryna Kon/Shutterstock.com

Nos estudos citológicos (igualmente conhecidos como o estudo da biologia celular), esta técnica é usada para a análise da estrutura, das funções, dos componentes, e da história de vida de várias amostras da pilha. As ferramentas biophotonic como o cytometer do fluxo têm um papel vital em estudos da biologia celular. A ablação da pilha, a caça com armadilhas óptica, a segunda imagem lactente do harmónico e o transfection da pilha são os outros métodos do biophononics utilizados neste campo.

Cytometry de fluxo

Um cytometer do fluxo (FC) é um instrumento máquina-conduzido que possa ser usado para examinar únicas propriedades da pilha isto é, reserva somente de uma célula ser analisado em um momento. Pode ser usado para medir a granulosidade da pilha, tamanho de pilha, e para determinar os vários componentes da pilha que incluem o ADN recentemente sintetizado e o ADN total, o número de receptors específicos da superfície da pilha, expressão genética como a quantidade de RNA de mensageiro para um gene particular, e quantidades de eventos transientes da sinalização e de proteína intracelular em pilhas vivas. As quantidades são geralmente relativas, que podem igualmente ser o número de moléculas actuais dentro da pilha quando os valores completos são exigidos.

Os cytometers do fluxo determinam a fluorescência e a dispersão estimuladas laser da luz que é focalizada através de um raio laser, de cada pilha individual. Os cytometers do fluxo são os mais de uso geral para aplicações da análise da imunofluorescência.

Antes de continuar com medidas do cytometer do fluxo, as pilhas são sujeitadas à incubação em uma solução que contenha uma selecção fluoróforo-etiqueta-anexada dos anticorpos. As reacções ocorrem entre os anticorpos e os antígenos na superfície da pilha e os fluorophores anexados indique os anticorpos que estam presente na superfície da pilha.

Ablação da pilha

A ablação da pilha é considerada ser uma ferramenta eficiente na análise da biologia desenvolvente eucariótica. A informação sobre a pilha tal como o destino, a origem, e o seu papel no organismo tornando-se pode ser determinada pela ablação selectiva das pilhas. A vantagem de aproximações baseadas no laser sobre técnicas químicas ou genéticas da ablação é que as operações podem ser realizadas a qualquer hora e em todo o teste padrão da pilha durante a revelação.

A melhoria em sistemas da ablação da pilha é a mais de uso geral para estudar as interacções indutivas que ocorrem entre as pilhas em embriões se tornando. A técnica da ablação da pilha é usada recentemente no tratamento de malignidades laríngeas, principais, e do pescoço.

Caça com armadilhas óptica

Uma caça com armadilhas óptica é usada como uma ferramenta poderosa em muitas aplicações biológicas e biofísicas. Na biofísica, permite para medir e manipular exactamente várias estruturas celulares. As aplicações biológicas da caça com armadilhas óptica incluem o exame da da únicas pilha e classificação da pilha.

A caça com armadilhas óptica pode ser criada por um raio laser que possa ser focalizado com uma lente objetiva que tenha a abertura numérica alta. O impulso transferido dos fotão dispersados do incidente conduz a uma força que seja experimentada por uma partícula dieléctrica perto do foco do raio laser.

A resultante desta força óptica é resolved em dois componentes: uma força na direcção da propagação da luz, conhecida como a dispersão da força e de uma força no sentido claro espacial do inclinação, conhecido como a força do inclinação. Este método pode ser empregado em mover os organelles subcelulares e pilhas pequenas, com a ajuda de um feixe focalizado.

Segunda imagem lactente do harmónico

O microscópio de exploração do laser que é compreendido do laser da Si-safira do sistema ótico e do femtosegundo da transmissão é envolvido na imagem lactente viva da pilha baseada em fenômenos ópticos não-lineares da segunda geração do harmónico (SHG).  A segunda imagem lactente do harmónico (SHIM) é um método eficiente para sondar as membranas da vivo-pilha porque oferece mais de alta resolução da microscopia óptica não-linear e igualmente impede a fototoxicidade e o foto-descoramento.

A aproximação foi empregada em três linha celular que são etiquetadas com a membrana que mancha tinturas de coeficientes ópticos não-lineares altos. As imagens podem ser reveladas nos calendários que são physiologically relevantes.

As tinturas chiral e achiral foram empregadas em comparação da formação da imagem no caso de dobro e do único-folheto que mancha, e observou-se que o chirality é um mecanismo da geração do factor importante ao contrário. Esta aproximação é empregada em capturar testes padrões de difracção diferentes de pilhas de cancro da mama, e ajuda em métodos tornando-se a discriminar expressões de várias pilhas de cancro da mama de seus testes padrões de difracção. Este método têm mais sensibilidade para a estrutura da fibra e as variações colagénio-relacionadas que ocorrem nas doenças como a fibrose, o cancro, e as desordens do tecido conjuntivo.

Transfection da pilha

A revelação de nanostructures fotónicos, induzida pelo laser, na superfície do polímero pode ser utilizada para aplicações da biologia celular. As estruturas da ondinha são capazes para governar o alinhamento, a adesão, e a migração cultivada da vivo-pilha. Os processos tais como a classificação das pilhas e a execução de ensaios biológicos ajudam em estudar a cultura celular preliminar. O transfection da pilha é um processo em que os ácidos genetically nucleicos são introduzidos nas pilhas.

O processo do transfection da pilha envolve o electroporation na superfície de polímeros fotoquìmica alterados fornecendo a melhor adesão às pilhas anexadas. O transfection da pilha é uma aproximação eficiente utilizada estudando a função do gene e os produtos do gene que estem presente nas pilhas. A classificação da pilha pode facilmente ser alcançada visando proteínas pilha-específicas da membrana com anticorpos superfície-imobilizados.

Fontes

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Last Updated: Feb 26, 2019

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