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Cytometry de flujo de la proyección de imagen de Microfluidic - retos y progresos

El cytometry de flujo (FC) es una técnica imprescindible para estudiar las células derivadas de tejidos y de cultivos celulares. FC utiliza mediciones ópticas para contar y para distinguir diversas células de una población, así habilitando estudia en la diferenciación de célula y el incremento de células en una cultura mixta.

cytometry de flujoHaber de imagen: Jarun Ontakrai/Shutterstock.com

Mientras que los dispositivos estándar de FC combinan las mediciones ópticas ya múltiples para la caracterización de la célula, los adelantos recientes en cytometry de flujo microfluidic de la proyección de imagen (IFC) ofrecen analizan más de par en par combinando FC estándar con microscopia.

Estos progresos han sido revisados recientemente por los científicos suizos y surcoreanos, llevados por el deMello y Jaebum Choo de profesores Andrew, en la opinión actual del gorrón en biotecnología.

Las células dentro de un cultivo celular del laboratorio muestran generalmente considerable heterogeneidad en términos de diferenciación celular, estado del ciclo celular, y actividad metabólica, incluso si una cultura se deriva de un tipo unicelular. Esta heterogeneidad es importante en estudios científicos pues soporta el potencial que las células pudieron, por ejemplo, reaccionar diferentemente a las drogas o a las toxinas.

Además, en tejidos enteros, se encuentran los tipos múltiples de la célula, pero una droga apuntará solamente un tipo determinado de la célula. A así analice un unicelular pulsan hacia adentro una mezcla de células, los métodos cytometric son un requisito previo.

Principios del cytometry de flujo

El cytometry de flujo tiene, por lo tanto, se convierte una técnica común en análisis del cultivo celular. En FC, una población de células se pasa una célula después de la otra a través de una boquilla, para poder analizar células individuales. Después de venir de la boquilla, las células pasan a través de un sistema de medición óptico que en primer lugar determine su dispersión frontal (es decir, absorción liviana) y la dispersión lateral (es decir, dispersión luminosa).

La intensidad el dispersar se relaciona con la talla y la composición de célula. Para determinar diversos tipos de la célula, las aproximaciones comunes de FC incluyen la célula inmunofluorescente etiqueta, donde los anticuerpos conectados a una molécula fluorescente pueden atar a las proteínas superficiales célula-tipo-específicas. La fluorescencia resultante se puede entonces leer por un sistema óptico conveniente en el dispositivo de FC.

Mientras que éstos sofisticados, los usos establecidos de FC cerco ya la información multiparametric, son falibles pues los agregados y las contaminaciones no específicos pueden producir la dispersión y las fluorescencia-señales que son indistinguibles de las células reales.

Microscopia-integración en cytometry de flujo de la proyección de imagen

Para facilitar la diferenciación de células reales de los escombros, los sistemas del microscopio se han utilizado en cytometry de flujo microfluidic de la proyección de imagen (IFC). Usando cámaras del ancho-campo, un avión focal entero con los canales múltiples, paralelos que contienen las células individualizadas se puede vigilar simultáneamente.

Con análisis de imagen de cómputo moderno, IFC ofrece la información de la forma de la célula y la estructura como parámetro del cytometry, además de toda la información el dispersar y de la fluorescencia ofrecida en FC convencional. Sin embargo, estos montajes microfluidic tienen retos asociados.

Retos en IFC

En dispositivos microfluidic, los caminos eficientes y robustos del flujo son llave. Por ejemplo, una célula de flujo microfluidic habilitará la distribución de una mezcla de la célula en los canales individuales del análisis, sin células de destrucción las fuerzas o cegando de resistencia el camino del flujo con los agregados de la célula.

Los autores de la revista resumen que esto se ha logrado con varios, camino muy diverso del flujo diseñan. Si hay un diseño óptimo o diversos caminos del flujo para la individualización de la célula pudieron tener ventajas para diversos tipos de la célula, algo que se pudo revelar solamente en el futuro.

Un segundo aspecto clave para IFC es la selección de cámaras de la proyección de imagen, que pueden diferir en la velocidad de la colección de la imagen, de la resolución espacial, y de la sensibilidad de la longitud de onda. Sin embargo, las enormes mejorías en tecnologías de la cámara del microscopio se han logrado en el pasado, e IFC mientras que una técnica de la microscopia puede integrar éstos.

Con los canales de flujo paralelo para el análisis de la célula, los científicos han estado denunciando regímenes del análisis más allá de las 50.000 células por segundo en FC convencional. Así, IFC es ya competitivo con FC en términos de régimen del análisis pero ofrece la profundidad superior de la información en las células analizadas.

Adelantos futuros en IFC - qué a preveer

Pues la revista es autor de la nota, el aprendizaje de cómputo del análisis de imagen y de máquina se está convirtiendo en un alto paso, e impulsará ciertamente IFC acelerando análisis de imagen de cómputo. En el lado óptico, los primeros estudios han utilizado la microscopia confocal volumétrica, donde no sólo un único avión de imagen focal es registrado por la microscopia, pero rebanadas focales múltiples a través de un volumen entero de una muestra.

El uso de las demandas adicionales de las actitudes volumétricas de la microscopia a la velocidad de la cámara pero también aumenta la cantidad de datos registrados por la célula, haciendo análisis de imagen de cómputo rápido aún más importante. Con todo estos progresos lo hacen probablemente que el cytometry de flujo futuro podrá fijar las células individuales de una población mezclada de una manera completa.

Fuente

Cytometry de flujo microfluidic de la proyección de imagen de la Alto-producción de Stavrakis S y otros. Opinión actual en biotecnología 2019, 55, 36-43; DOI: 10.1016/j.copbio.2018.08.002.

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Last Updated: Nov 13, 2019

Dr. Christian Zerfaß

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Dr. Christian Zerfaß

Christian is an enthusiastic life scientist who wants to understand the world around us. He was awarded a Ph.D. in Protein Biochemistry from Johannes Gutenberg University in Mainz, Germany, in 2015, after which he moved to Warwick University in the UK to become a post-doctoral researcher in Synthetic Biology.

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