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Biophotonics en estudios de la biología celular

Biophotonics es un brazo de la ciencia donde la acción recíproca entre las substancias así como luz biológicas se utiliza para sondar, manipular y las células y los tejidos de la proyección de imagen. Esta técnica emergente es ampliamente utilizada en diversos campos tales como remedio, agricultura, y en los estudios relacionados con las ciencias de la vida y el ambiente.

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En los estudios citológicos (también conocidos como estudio de la biología celular), esta técnica se utiliza para el análisis de la estructura, de funciones, de componentes, y de la historia de vida de las diversas muestras de la célula. Las herramientas biophotonic como cytometer del flujo tienen un papel vital en estudios de la biología celular. La ablación de la célula, la interceptación óptica, la segunda proyección de imagen armónica y la transfección de la célula son los otros métodos de biophononics utilizados en este campo.

Cytometry de flujo

Un cytometer del flujo (FC) es un instrumento máquina-impulsado que se puede utilizar para examinar las propiedades unicelulares es decir, permite que solamente una célula sea analizada al mismo tiempo. Puede ser utilizado para medir la granulosidad de la célula, talla de célula, y para cuantificar los diversos componentes de la célula que incluyen la DNA nuevamente sintetizada y la DNA total, el número de receptores específicos de la superficie de la célula, expresión génica como la cantidad de ARN de mensajero para un gen determinado, y las cantidades de acciones transitorias de la transmisión de señales y de proteína intracelular en células vivas. Las cantidades son generalmente relativas, que pueden también ser el número de moléculas presentes dentro de la célula cuando se requieren los valores completos.

Los cytometers del flujo cuantifican fluorescencia y dispersar estimulados laser de la luz que se enfoca con un de rayo láser, de cada célula individual. Los cytometers del flujo son los más de uso general para los usos del análisis de la inmunofluorescencia.

Antes de proceder con mediciones del cytometer del flujo, las células se sujetan a la incubación en una solución que contenga una selección fluoróforo-escritura de la etiqueta-sujetada de anticuerpos. Las reacciones ocurren entre los anticuerpos y los antígenos en la superficie de la célula y los fluorophores sujetados indique los anticuerpos que están presentes en la superficie de la célula.

Ablación de la célula

La ablación de la célula se considera ser una herramienta eficiente en el análisis de la biología de desarrollo eucariótica. La información sobre la célula tal como destino, origen, y su papel en el organismo que se convierte se puede determinar por la ablación selectiva de células. La ventaja de aproximaciones laser-basadas sobre técnicas químicas o genéticas de la ablación es que las operaciones se pueden realizar en cualquier momento y en cualquier configuración de la célula durante el revelado.

La mejoría en sistemas de la ablación de la célula es la más de uso general para estudiar las acciones recíprocas inductivas que ocurren entre las células en embriones que se convierten. La técnica de la ablación de la célula es usada recientemente en el tratamiento de las malignidades laríngeas, principales, y del cuello.

Interceptación óptica

Una interceptación óptica se utiliza como herramienta potente en muchos usos biológicos y biofísicos. En biofísica, permiso para medir y para manipular exacto las diversas estructuras celulares. Los usos biológicos de la interceptación óptica incluyen el examen de la clasificación de la célula y de la célula.

La interceptación óptica se puede crear por un de rayo láser que se pueda enfocar con una lente de objetivo que tenga alta apertura numérica. El impulso transferido de los fotones dispersos del incidente da lugar a una fuerza que sea experimentada por una partícula dieléctrica cerca del foco de rayo láser.

El resultado de esta fuerza óptica es resuelto en dos componentes: una fuerza en dirección de la propagación de la luz, conocida como dispersar la fuerza y una fuerza en la dirección liviana espacial del gradiente, conocida como fuerza del gradiente. Este método puede ser empleado en la mudanza de los organelos subcelulares y de las pequeñas células, con la ayuda de un haz enfocado.

Proyección de imagen en segundo lugar armónica

El microscopio de exploración del laser que se comprende del laser del Ti-zafiro de la óptica y del femtosegundo de la transmisión está implicado en la proyección de imagen viva de la célula basada en fenómenos ópticos no lineales de la segunda generación armónica (SHG).  La proyección de imagen en segundo lugar armónica (SHIM) es un método eficiente para sondar las membranas de la vivo-célula pues ofrece más de alta resolución de la microscopia óptica no lineal y también previene fototoxicidad y el foto-blanqueo.

La aproximación se ha empleado en tres variedades de células que etiqueta con la membrana que mancha los tintes de altos coeficientes ópticos no lineales. Las imágenes se pueden revelar en los calendarios que son fisiológico relevantes.

Los tintes quirales y achiral fueron empleados en comparación de la formación de la imagen en el caso de doble y de la único-hoja suelta que manchaba, y se ha observado que el chirality es un mecanismo de la generación del factor importante en cambio. Esta aproximación se emplea en la captura de diversas configuraciones de difracción de las células cancerosas del pecho, y ayuda en métodos que se convierten a discriminar expresiones de las diversas células cancerosas del pecho de sus configuraciones de difracción. Este método tiene más sensibilidad hacia la estructura de la fibra y las variaciones colágeno-relacionadas que ocurren en enfermedades como fibrosis, cáncer, y desordenes del tejido conectivo.

Transfección de la célula

El revelado de nanostructures fotónicos, inducido por el laser, en la superficie del polímero se puede utilizar para los usos de la biología celular. Las estructuras de la ondulación son capaces para regular la alineación, la adherencia, y la migración cultivada de la vivo-célula. Los procesos tales como clasificación de células y ejecución de análisis biológicos ayudan en estudiar el cultivo celular primario. La transfección de la célula es un proceso en el cual los ácidos genético nucléicos se introducen en las células.

El proceso de la transfección de la célula implica la electroporación en la superficie de polímeros fotoquímico modificados ofreciendo una mejor adherencia a las células sujetadas. La transfección de la célula es una aproximación eficiente utilizada para estudiar la función del gen y los productos del gen que están presentes en células. La clasificación de la célula puede ser lograda fácilmente apuntando las proteínas célula-específicas de la membrana con los anticuerpos superficie-inmovilizados.

Fuentes

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Last Updated: Feb 26, 2019

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