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¿Cómo los fotodiodos se utilizan en Cytometry de flujo?

Los fotodetectores se utilizan en cytometers del flujo para traducir la luz fluorófora emocionada al photocurrent para poderlo digital ser salvada y analizar. Uno de los tipos mas comunes de fotodetectores es fotodiodos.

fotodiodo

Haber de imagen: Auhustsinovich/Shutterstock.com

Cytometry de flujo

El cytometry de flujo es una técnica usada para el análisis cuantitativo y cualitativo de células y de partículas. Trabaja analizando las células mientras que pasan uno por uno a través de los cytometer del flujo fluyen. Las células o las partículas se marcan con etiqueta con los fluorophores teñidos. Los fluorophores son excitados por una fuente de luz, tal como un laser.

Los fluorophores emiten los fotones cuando son excitados por la fuente de luz, y es esta luz que se traduce al photocurrent. Esto permite la información sobre el tema que se ha marcado con etiqueta con el fluoróforo, tal como talla de célula, y para la cuantificación de sus componentes, tales como estructuras subcelulares. Puesto que varios tintes se pueden utilizar simultáneamente, así habilitando una información más detallada sobre varios componentes celulares.

¿Cómo los fotodiodos funcionan?

Los detectores del fotodiodo utilizan los cátodos y los ánodos para transformar los fotones a photocurrent. El photocurrent es un término alternativo para la corriente eléctrica que se puede generar de los fotones fluoróforos. Antes de que llegue el fotodetector, la luz fluorescente se divide sobre la base de longitud de onda. Esto es hecha por una combinación de espejos dicromáticos y pase largo y los filtros del pase corto.

Cada longitud de onda enciende hacia arriba el área activa de un fotodetector elegido, tal como el fotodiodo. El primer paso de la función de un fotodiodo es cuando el fotón pega el fotodiodo e ioniza los átomos del detector.

Esta ionización crea un par de un electrón y un orificio dentro del fotodiodo, en un área llamada la región de agotamiento. En la región de agotamiento, los electrones se mueven hacia el potencial positivo del cátodo. Los orificios se mueven en la dirección opuesta, hacia el potencial negativo del ánodo. Este movimiento crea un photocurrent, que se puede mover encima al sistema de la electrónica.

En la mayoría de los casos, el photocurrent producida por el fotodiodo se multiplica a un nivel apropiado. El photocurrent entonces se mueve conectado al amplificador, donde la señal se amplifica y se transforma a un pulso de voltaje. De vez en cuando, un resistor toma este papel, en lugar. El transformador de analógico a digital es responsable de transformar el pulso a un número digital, que se convierte en los datos que se analizarán.

Ventajas y limitaciones de fotodiodos

Los fotodiodos son uno de los fotodetectores establecidos que se pueden utilizar en cytometry de flujo y se hacen a menudo del silicio. Otros tipos incluyen los fotomultiplicadores y los fotodiodos del alud, que son una versión ligeramente más avanzada de fotodiodos.

Estos diversos tipos de fotodetectores tienen diversas reacciones espectrales debido a diversas longitudes de onda. Diversos tipos de fotodetectores se pueden utilizar conjuntamente con el mismo cytometer del flujo, dependiendo de la longitud de onda de la luz, del inity, y de la duración del pulso.

Las reacciones espectrales son porqué los fotodiodos se utilizan típicamente para las mediciones livianas de la dispersión desde fósforo de los fotodiodos mejor con esa longitud de onda liviana. Esto también los amarres hacia adentro con los fotodiodos estándar del tema se puede utilizar en la dispersión liviana en los ángulos inferiores alrededor de 0° de 20°. Porque la dispersión liviana delantera es sensible a la talla de célula, esto se puede utilizar en las células enteras mientras que partículas más pequeñas, tales como virus, requieren ángulos más grandes.

Los fotodiodos se utilizan típicamente cuando la señal de la dispersión frontal es alta, en comparación con cuando dispersión lateral y se utilizan las señales fluorescentes (éstas tienden a ser más débiles que señales de la dispersión frontal). Sin embargo, si el laser o la fuente de luz entra en directamente el fotodiodo, la señal puede convertirse en de forma aplastante y resultado en demasiado ruido. Los fotodiodos se pueden utilizar para la dispersión lateral y cuando las señales fluorescentes son más débiles, pero esto requerirían una electrónica más costosa de la parte frontal bajar la relación señal-ruido.

Mientras que los fotodiodos son relativamente baratos y por lo tanto ampliamente accesible, tienen sensibilidad más inferior que otros fotodetectores. Esto se atribuye principal al hecho de que los fotodiodos no amplifican el photocurrent al mismo grado otros fotodetectores, tales como fotomultiplicadores.

Los cytometers del flujo con los fotodiodos se utilizan mejor en los 350 al alcance de 1000 nanómetro. La corriente del máximo de alrededor 0,5 A/W está aproximadamente 900 nanómetro. Sin embargo, la corriente de alto rendimiento es relacionada en la potencia del laser usado para encender la muestra, las propiedades de la célula, y la talla de la lente de objetivo. Mientras que los valores normales tienden a estar en el alcance del µA, que insinúa la potencia radiante superior está en el alcance del µW.

Fuentes

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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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