Medycyna

Cytometria impedancyjna

Dobre oko do szczegółów to umiejętność niezbędna w wielu zawodach. W szczególności biolodzy wykorzystują specjalne techniki i zaawansowane technologie, aby analizować pojedyncze komórki z niespotykaną dotąd precyzją. Cytometria impedancyjna jest jedną z metod eksperymentalnych, która może ujawnić specyficzne cechy żywych pojedynczych komórek. Technika ta wymaga penetracji elektrycznej, w której prąd o wysokiej częstotliwości może swobodnie przechodzić przez błonę komórkową, nie uszkadzając komórki. Teraz badacze z Japonii określili optymalne warunki do przeprowadzenia cytometrii impedancyjnej. Ich praca może doprowadzić do szybkiej oceny komórek podczas hodowli w eksperymentach biologicznych.

Ulepszona metoda pomiaru morfologii i biomasy pojedynczych komórek przy użyciu cytometrii impedancyjnej została przedstawiona w niedawno opublikowanej pracy w Microsystems & Nanoengineering. Cytometria impedancyjna polega na przyłożeniu do elektrod napięcia o wysokiej częstotliwości w celu zmierzenia złożonej impedancji, która może dostarczyć informacji o kształcie i efektywnej objętości komórki. W badaniu naukowcy prowadzeni przez Nara Institute of Science and Technology zastosowali różne fazy sygnałów napięciowych o czterech częstotliwościach. Wykazali, że przyłożone napięcia o częstotliwości około 7 MHz są w stanie przejść przez membranę komórek Euglena gracilis. Wyższe częstotliwości mogą monitorować zmiany w biomasie, podczas gdy niższe częstotliwości mogą śledzić zmiany objętości.

Powiązane historie

Naukowcy wykorzystują szybką mikroskopię sił atomowych do badania mechanizmu wiązania kadheryn

Nowe cząsteczki 'decoy receptor’ hamują wzrost szpiczaka mnogiego i chłoniaka z rozproszonych dużych komórek B u myszy

Podwyższona insulinooporność i zaawansowane starzenie się komórek związane z ubóstwem w dzieciństwie

Kiedy pole elektryczne o wysokiej częstotliwości przenika przez błonę komórkową, nierównomierna dystrybucja wewnątrzkomórkowa przechyla impulsy impedancji w lewo lub w prawo, co zostało zweryfikowane w symulacji i eksperymentach. „Ostatecznie nasza metoda określania przewodności błony komórkowej opiera się na stopniu nachylenia spowodowanym przez impulsy elektryczne” – mówi autor Yoichiroh Hosokawa. Zespół przeprowadził również badania kalibracyjne z wykorzystaniem kulek, aby lepiej zrozumieć leżące u podstaw tego efektu mechanizmy fizyczne.

Badania te pozwalają w łatwy sposób określić elektryczną penetrację błony komórkowej, a proponowana platforma ma zastosowanie do wieloparametrowej oceny stanu organizmu podczas hodowli.”

Yaxiaer Yalikun, starszy autor

Platforma ta może być łatwo zintegrowana z systemami mikroprzepływowymi w celu skalowalnego monitorowania eksperymentów biologicznych.

Potrzeba wydajnej i bardzo dokładnej analizy żywych pojedynczych komórek może zostać zaspokojona dzięki tej nowej metodzie cytometrii impedancyjnej opracowanej przez zespół badawczy kierowany przez Nara Institute of Science and Technology. Przyszłe zastosowania mogą zostać rozszerzone na komórki ssaków w celu monitorowania specyficznych zmian membranowych w takich dziedzinach jak onkogeneza i starzenie się komórek.