Képalkotó elemzés és élő sejtek képalkotása

Élő sejtek képalkotó rendszerei

A sejtek összetett szerkezetének és viselkedésének vizualizálására számos technikát alkalmaznak. A statikus elemzések során a sejteket rögzítik és megfestik, ami a sejtek megölését igényli, és így a sejtidő egyetlen pillanatát rögzíti. Bár a statikus technikák alkalmasak bizonyos alkalmazásokhoz, nem nyújtanak betekintést a sejtek tevékenységébe. A dinamikus, élő sejtes megközelítések megkönnyítik a szerkezet, a viselkedés vagy az összetétel láthatóvá tételét élő sejtekben, hagyományos festés nélkül. Ezek a technikák ideálisak olyan alkalmazásokhoz, amelyeknek in vivo körülményeket kell utánozniuk, valamint a gyógyszerek szűréséhez szükséges prediktív vizsgálatok kifejlesztéséhez.

Az élő sejtes képalkotó rendszerek fejlett optikát, környezeti szabályozást és reagenseket használnak, amelyek lehetővé teszik emlős-, baktérium- és élesztősejtek hosszú távú vizsgálatát. A mikrofluidikát is alkalmazó tenyésztési és képalkotó rendszerek lehetővé teszik a tenyésztési mikrokörnyezet, például az áramlás, a gázkeverék és a hőmérséklet pontos szabályozását, miközben korlátozzák a sejtek fizikai stresszét. Az élő sejtek képalkotása és elemzése számos alkalmazáshoz alkalmas, beleértve a hipoxiát, a sejtmigrációt, a 3D-s sejtkultúrát, a citoszkeletális dinamikát és a fehérjeforgalmat. A fejlett rendszerek automatizálják a tenyésztési körülményeket, a kezelések beadását és visszavonását, valamint a képalkotási időközöket, hogy állóképként vagy videóadatként megjeleníthető képeket készítsenek.

Live-cell képalkotó reagensek

Az élősejtes képalkotó médiumokat és kiegészítőket úgy tervezték, hogy az time-lapse kísérletek során megvédjék a sejteket a fény okozta sejtkárosodástól. Ezeket a reagenseket úgy állították össze, hogy alacsony legyen az autofluoreszcencia és a fotobleaching, ami jelentősen javítja a fluoreszcens élősejtes képek minőségét.

Az élősejtek dinamikus folyamatainak vizsgálatához számos élősejtes festékanyag áll rendelkezésre. Az élősejtes fluoreszcens organellfestékek lehetővé teszik specifikus organellumok, például a sejtmembrán, a sejtmag, a citoplazma, a mitokondriumok, a lizoszómák, az endoplazmatikus retikulum (ER), a Golgi-apparátus és a citoszkeleton fehérjéinek szelektív festését, mindezt fokozott citotoxicitás nélkül. Az organellafestékek ellenfestékként való használata az élő sejtek képalkotásában a funkcionális vizsgálatokban is hasznos.

A GFP és RFP bioszenzorok segítségével egy adott fehérje, valamint az adott fehérje élő sejteken belüli szubcelluláris helyének kimutatására lehet használni akár fluoreszcens mikroszkópiával, akár time-lapse videofelvétellel. A lentivirális vektorrendszerek népszerű eszközei a gének és géntermékek sejtekbe történő bevitelének, és számos előnyük van a kémiai alapú transzfekcióval szemben. Az organellák kimutatásán túlmenően a sejtáteresztő élő sejtfestékeket olyan alkalmazásokban használják, mint az apoptózis kimutatása, a sejtek életképessége, a sejtek egészsége, a hipoxia, a reaktív oxigénfajok vizsgálata, a kalciumindikátorok képalkotása, valamint az idegi vagy őssejtes kísérletek.