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Facendo uso di citometria a flusso per schermare i microbi

La citometria a flusso è stata uno strumento vitale in microbiologia ed immunologia affinchè la sua capacità fornisca i dati quantitativi al livello unicellulare. Grazie agli sviluppi recenti che piombo a risoluzione migliore, citometria a flusso possono ora applicarsi alla rilevazione ed all'analisi dei microbi unicellulari.

Microbi

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Come può la citometria a flusso essere utile in microbiologia?

La determinazione la presenza e della dimensione di popolazioni microbiche nelle popolazioni delle cellule è critica per parecchie industrie, compreso le impostazioni del laboratorio di ricerca e la produzione alimentare. Per esempio, mentre la presenza di determinati lieviti può essere utile nella produzione della bevanda, la presenza di altri microbi non desiderati deve essere riflessa.

La maggior parte dei metodi tradizionali di rilevazione e di caratterizzazione microbiche richiedono l'isolamento dell'organismo dell'obiettivo, con la crescita successiva della cultura che può richiedere 40 - 72 ore. La citometria a flusso può tenere conto rapidamente la rilevazione, il conteggio e la caratterizzazione dei microbi contrassegnandoli con le tinture fluorescenti.

Questo metodo è più rapido dei metodi tradizionali e tiene conto l'analisi di più celle. Ancora, questo significa che i microbi a crescita lenta, quali i funghi sicuri, possono essere studiati efficientemente.

Ulteriori sviluppi, compreso i miglioramenti nella risoluzione che tiene conto l'analisi di più piccole diverse celle e la disponibilità aumentata della tintura per le celle batteriche, stanno ampliando costantemente il campo di citometria a flusso per uso sui microbi. Il vantaggio principale di citometria a flusso per i microbi è che può applicarsi alle popolazioni delle cellule dell'origine mista.

Come la citometria a flusso funziona

I tipi differenti di cytometers di flusso possono essere usati per scopi diversi, come la misurazione dei parametri cellulari o ordinamento dei sottoinsiemi delle cellule. Le celle sono passate in sequenza tramite lo strumento, in cui una sorgente luminosa illumina il campione.

L'indicatore luminoso e lo spargimento sono assorbiti da un rivelatore fotoelettrico, che converte l'attaccare photocurrent che può essere memorizzato quantitativamente ed analizzato.

Se la fluorescenza non è usata, l'indicatore luminoso dello spargimento può ancora essere raccolto per capire i parametri più fondamentali quali la dimensione delle cellule e la complessità (numero degli organelli dentro la cella). Quando la fluorescenza è usata, il laser eccita i fluorophores che sono stati etichettati al campione e questi fotoni sono assorbiti dal rivelatore fotoelettrico.

Il tipo di tintura può influenzare l'applicazione che la citometria a flusso è usata poiché mira ai substrati differenti. Per esempio, quando una tintura quale rosso del Texas mira alle proteine, la citometria a flusso può essere usata per rilevazione del microbo. Tuttavia, se una tintura che mira al DNA o al RNA, quale verde di SYTOX, è usata, la citometria a flusso può essere usata per quantificazione del DNA.

Applicazioni

La citometria a flusso sui microbi ha parecchie applicazioni importanti, includenti nella ricerca, cliniche e nelle impostazioni industriali. La maggior parte di questi sono pertinenti per la rilevazione e l'analisi dei microbi negli ambienti in cui altri celle o microbi possono anche essere presenti.

Come citato, uno di primi vantaggi di citometria a flusso è la sua capacità di individuare i microbi contro uno sfondo complicato di altre celle e/o di altri microbi. Ciò ha reso la citometria a flusso particolarmente utile per selezione complessa, come quelle in questione nel controllo di qualità dei campioni della bevanda e dell'alimento.

Similmente, la citometria a flusso può essere usata per determinare il contenuto microbico in laboratori farmaceutici in cui l'acqua, le materie prime ed i prodotti sono provati.

Nelle impostazioni in cui i campioni dall'ambiente sono prelevati, può essere possibile incontrare i microbi precedentemente non identificati. In questi casi, i mezzi tradizionali di analisi lotterebbero, poichè questi avrebbero richiesto la crescita della cultura e requisiti della cultura non è conosciuta. La citometria a flusso può mirare a questi microbi non identificati usando le sonde fluorescente contrassegnate che mirano al RNA ribosomiale 16S dei microbi.

Le impostazioni cliniche egualmente notevolmente stanno traendo giovamento dalle applicazioni di citometria a flusso. Le malattie causate dai microbi sono in modo schiacciante comuni e la citometria a flusso può essere cruciale nella rilevazione dei questi nei campioni dell'organismo.

Ancora, gli studi su quantificazione del DNA facendo uso di citometria a flusso con determinate tinture fluorescenti possono anche essere usati per studiare il ciclo cellulare del microbo e così hanno implicazioni importanti per l'attuabilità e la diffusione di un microbo contagioso.

Similmente, la citometria a flusso è stata usata con successo per studiare l'interazione fra gli agenti patogeni e le celle fagocitiche. Ciò è stata possibile dovuto i contrassegni fluorescenti che possono individuare i burst ossidativi che si presentano a causa del trattamento fagocitico. Finora, questo si è applicato con successo agli sforzi del lievito, salmonella ed Escherichia coli, tra l'altro.

Nei casi più estremi, la citometria a flusso egualmente è stata suggerita come meccanismo possibile della selezione per impedire il terrorismo o la guerra biologico. Microbi altamente letali, come bacillus anthracis che causa l'antrace, è le spore piuttosto che le celle microbiche che causano gli effetti deleteri.

Tuttavia, la citometria a flusso è stata usata con successo per individuarle, poiché le macchie fluorescenti generalmente non penetrano il cappotto della spora e possono così essere distinte da altri microbi.

Controllo di qualità dell

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Sorgenti

  • Thermofisher scientifico. 2020. Rilevazione Cytometric di flusso dei batteri nei campioni di industriale e di ricerca. [online] disponibile a: < https://www.thermofisher.com/au/en/home/references/newsletters-and-journals/bioprobes-journal-of-cell-biology-applications/bioprobes-79/bacteria-detection-research-industry-flow-cytometry.html >
  • Alvarez-Barrientos, A., Arroyo, J., cantone, R., Nombela, C. e Sanchez-Perez, M., 2000. Applicazioni di citometria a flusso a microbiologia clinica. Rassegne cliniche di microbiologia, 13(2), pp.167-195.
  • Davey, H., 2002. Flusso Cytometric per la rilevazione dei microrganismi. Metodi nella scienza delle cellule, 24, pp.91-97.

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Last Updated: Aug 3, 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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