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Comment est-ce que des photodiodes sont utilisées en cytométrie de flux ?

Des détecteurs photoélectriques sont utilisés dans des cytometers de flux pour traduire la lumière fluorophore enthousiaste en photocurrent de sorte qu'il puisse être digitalement enregistré et s'analysé. Un des types les plus courants de détecteurs photoélectriques est des photodiodes.

photodiode

Crédit d'image : Auhustsinovich/Shutterstock.com

Cytométrie de flux

La cytométrie de flux est une technique utilisée pour le quantitatif et l'analyse qualitative des cellules et des particules. Cela fonctionne à côté d'analyser des cellules pendant qu'elles réussissent un par les cytometer de flux circulent. Les cellules ou les particules sont étiquetées avec les fluorophores colorés. Les fluorophores sont excités par une source lumineuse, telle qu'un laser.

Les fluorophores émettent des photons une fois excités par la source lumineuse, et c'est cette lumière qui est traduite en photocurrent. Ceci tient compte de l'information sur le sujet qui a été étiqueté avec le fluorophore, tel que la taille de cellules, et pour la quantification de ses composantes, telles que les structures sous-cellulaires. Puisque plusieurs teintures peuvent être employées simultanément, de ce fait activant plus d'informations détaillées sur plusieurs éléments cellulaires.

Comment les photodiodes fonctionnent-elles ?

Les détecteurs de photodiode utilisent des cathodes et des anodes pour transformer des photons à photocurrent. Le photocurrent est une condition alternative pour le courant électrique qui peut être produit des photons fluorophore. Avant qu'il obtienne au détecteur photoélectrique, la lumière fluorescente est divisée a basé sur la longueur d'onde. Ceci est fait par une combinaison des miroirs dichromatiques et long passage et filtres de passage court.

Chaque longueur d'onde allume l'endroit actif d'un détecteur photoélectrique choisi, tel que la photodiode. La première étape du fonctionnement d'une photodiode est quand le photon heurte la photodiode et ionise les atomes du détecteur.

Cette ionisation produit une paire d'un électron et un trou dans la photodiode, dans un endroit appelé la région d'épuisement. Dans la région d'épuisement, les électrons déménagent vers le potentiel positif de la cathode. Les trous déménagent le sens inverse, vers le potentiel négatif de l'anode. Ce mouvement produit un photocurrent, qui peut être déménagé plus d'au système de l'électronique.

Dans la plupart des cas, le photocurrent produit par la photodiode est multiplié à un niveau approprié. Le photocurrent passe alors à l'amplificateur, où le signe est amplifié et transformé à une impulsion de tension. De temps en temps, une résistance joue ce rôle, au lieu de cela. Le convertisseur analogique-numérique est responsable de transformer le pouls à un numéro digital, qui devient la caractéristique à s'analyser.

Avantages et limitations des photodiodes

Les photodiodes sont l'un des détecteurs photoélectriques plus déterminés qui peuvent être utilisés en cytométrie de flux et sont souvent faites de silicium. D'autres types comprennent les photomultiplicateurs et les photodiodes d'avalanche, qui sont une version légèrement plus avancée des photodiodes.

Ces différents types de détecteurs photoélectriques ont différentes réactions spectrales dues à différentes longueurs d'onde. Différents types de détecteurs photoélectriques peuvent être employés en combination avec le même cytometer de flux, selon la longueur d'onde de la lumière, l'inity, et la durée de pouls.

Les réactions spectrales sont pourquoi des photodiodes sont type utilisées pour des mesures légères de dispersion depuis la correspondance de photodiodes mieux avec cette longueur d'onde légère. Ceci également des relations étroites dedans avec les photodiodes normales de thèmes peut être employé sur la dispersion légère aux angles faibles de autour de 0° avec 20°. Puisque la dispersion légère avant est sensible à la taille de cellules, ceci peut être employé sur les cellules entières alors que de plus petites particules, telles que des virus, exigent de plus grandes cornières.

Des photodiodes sont type utilisées quand le signe de diffusion vers l'avant est élevé, par opposition à quand diffusion latérale et des signes fluorescents sont employés (ceux-ci tendent à être plus faibles que des signes de diffusion vers l'avant). Cependant, si le laser ou la source lumineuse entre dans directement la photodiode, le signe peut devenir primordialement et résultat dans excessif bruit. Des photodiodes peuvent être utilisées pour la diffusion latérale et quand les signes fluorescents sont plus faibles, mais ceci exigeraient de l'électronique plus chère d'embout avant d'abaisser le rapport de signal-bruit.

Tandis que les photodiodes sont relativement bon marché et pour cette raison grand accessible, elles ont la sensibilité inférieure que d'autres détecteurs photoélectriques. Ceci est principalement attribué au fait que les photodiodes n'amplifient pas le photocurrent au même degré d'autres détecteurs photoélectriques, tels que des photomultiplicateurs.

Des cytometers de flux avec des photodiodes mieux sont employés dans les 350 à la gamme de 1000 nanomètre. Le courant maximum d'environ 0,5 A/W est à environ 900 nanomètre. Cependant, le courant à haute production dépend du pouvoir du laser utilisé pour allumer l'échantillon, les propriétés des cellules, et la taille de la lentille objective. Tandis que les valeurs normales tendent à être dans la gamme de µA, qui insinue le premier pouvoir rayonnant est dans la gamme de µW.

Sources

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  • Phinney, D., et Cucci, T., 1989. Cytométrie de flux et phytoplancton. Cytométrie, 10(5), pp.511-521.
  • Bakke, A., 2001. Les principes de la cytométrie de flux. Médicament de laboratoire, 32(4), pp.207-211.
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Last Updated: Sep 8, 2020

Sara Ryding

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Sara Ryding

Sara is a passionate life sciences writer who specializes in zoology and ornithology. She is currently completing a Ph.D. at Deakin University in Australia which focuses on how the beaks of birds change with global warming.

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