Probleme în menținerea viabilității celulare în sistemul de imagistică cu celule vii în timpul procesului de imagistică

Imagistica cu celule vii este un instrument analitic important în laboratoarele care studiază disciplinele de cercetare biomedicală, cum ar fi biologia celulară, neurobiologia, farmacologia și biologia dezvoltării. Imagistica celulelor și țesuturilor fixe (pentru care fotoalbirea este problema majoră) necesită de obicei o intensitate mare de iluminare și un timp lung de expunere; cu toate acestea, acestea trebuie evitate atunci când se imaginează celulele vii. Microscopia cu celule vii implică de obicei un compromis între obținerea calității imaginii și menținerea celulelor sănătoase. Prin urmare, pentru a evita o intensitate mare de iluminare și un timp lung de expunere, rezoluțiile spațiale și temporale sunt adesea limitate într-un experiment. Imagistica celulelor vii implică o gamă largă de metode de imagistică îmbunătățite cu contrast pentru microscopia optică. Majoritatea investigațiilor folosesc unul dintre numeroasele tipuri de microscopie cu fluorescență, iar aceasta este adesea combinată cu tehnici de lumină transmisă, care vor fi discutate mai jos. Progresele continue în tehnicile de imagistică și proiectarea sondelor fluorescente îmbunătățesc puterea acestei abordări, asigurând că imagistica cu celule vii va continua să fie un instrument important în biologie.

O precauție importantă este să vă asigurați că celulele sunt în stare bună și funcționează normal pe scena microscopului cu iluminare în prezența fluoroforilor sintetici sau a proteinelor fluorescente. Condițiile în care celulele sunt menținute pe scena microscopului, deși variabile pe scară largă, dictează adesea succesul sau eșecul unui experiment.

Sunt disponibile diferite medii de cultură celulară pe baza cerințelor biochimice particulare ale celulelor. Mediile de cultură conțin diferiți constituenți, inclusiv aminoacizi, vitamine, săruri anorganice (minerale), oligoelemente, constituenți ai acidului nucleic (baze și nucleozide), zaharuri, intermediari ai ciclului acidului tricarboxilic, lipide și coenzime. În mediile de cultură tisulară, un pas important este controlul concentrației de oxigen, pH-ului, capacitatea de tamponare, osmolaritatea, vâscozitatea și tensiunea superficială. Formulările de mediu disponibile comercial includ adesea un colorant indicator (de exemplu, roșu fenol) pentru a determina vizual valoarea aproximativă a pH-ului. Un sistem tampon cu dioxid de carbon și bicarbonat pentru reglarea pH-ului este necesar pentru aproape toate liniile celulare. Celulele trebuie cultivate într-o atmosferă care conține o cantitate mică de dioxid de carbon (de obicei 5-7%) în incubatoare pentru a controla concentrația de gaz dizolvat. Pentru imagistica cu celule vii, o atmosferă adecvată cu dioxid de carbon poate fi dificil de furnizat, iar acest lucru necesită, de obicei, camere de cultură proiectate special pentru o atmosferă reglată. Cerințele de oxigen pot varia între liniile celulare, dar nivelurile normale ale tensiunii de oxigen atmosferice sunt potrivite pentru majoritatea culturilor. În ceea ce privește osmolaritatea, majoritatea liniilor celulare au o toleranță mare la presiunea osmotică, cu o creștere bună la osmolarități între 260 și 320 miliosmolar. Când celulele sunt crescute în culturi cu plăci deschise sau în plăci Petri, mediul hipotonic poate fi utilizat pentru a face față evaporării.