Микрофлуориметрия
Schizosaccharomyces pombe флуоресцирует с дигидроэтидием

Микрофлуориметрия — это адаптация флуориметрии для изучения биохимических и биофизических свойств клеток с помощью микроскопии для получения изображений компонентов клеток, помеченных флуоресцентными молекулами. Это тип микрофотометрии, который дает количественную меру качественной природы флуоресцентного измерения и, следовательно, позволяет получить определенные результаты, которые ранее были бы неразличимы невооруженным глазом. [1]

Использует

Микрофлуориметрия применяется во многих различных областях, включая клеточную биологию , микробиологию , иммунологию , анализ клеточного цикла и «проточное кариотипирование » клеток. [2] При проточном каротипировании изолированные метафазные хромосомы окрашиваются и измеряются в проточном микрофлуориметре. Флуоресцентное окрашивание хромосом также может дать распределение относительной частоты встречаемости и содержания хромосомной ДНК в измеренных хромосомах. Этот метод позволяет проводить кариотипирование на более высоких скоростях, чем предыдущие методы, и, как было показано, является точным при использовании хромосом китайского хомячка. [3] Проточная микрофлуориметрия (FMF) также может использоваться для определения различных популяций клеток с использованием флуоресцентных маркеров с небольшими образцами клеток. Маркеры, используемые для измерения в проточной микрофлуориметрии, состоят из флуоресцентных антигенов или связывающих ДНК агентов. [2] Он позволяет точно измерить антитело, реагирующее с антигеном. [1] Проточная микрофлуориметрия также используется в фармацевтических исследованиях для определения типа клеток, экспрессии белков и ДНК, клеточного цикла и других свойств клетки во время лечения лекарственными средствами. [4] Например, микрофлуориметрия используется в нейронах для сравнения эффектов нейротоксинов как на концентрацию ионов кальция, так и на потенциал митохондриальной мембраны в отдельных клетках. [5] Микрофлуориметрию также можно использовать как метод для различения различных микроорганизмов друг от друга путем анализа и сравнения содержания ДНК в каждой клетке. [6] Эту же концепцию можно также применять для различения типов клеток с использованием подходящего флуоресцентного красителя, который варьируется в зависимости от цели и является критически важным методом в современной клеточной биологии и геномике. [7]

Другим применением микрофлуориметрии является проточная цитометрия , которая использует излучение молекул флуорохрома и обычно лазер в качестве источника света для создания данных из частиц и клеток. [8] Его можно использовать для разделения хромосом с очень высокой скоростью и легко использовать с секвенированием следующего поколения. Этот метод может просто привести к разделению только соответствующих хромосом с очень высокой скоростью. [9] Например, бактериофаги E. coli lambda и T4 удалось разделить с помощью проточной цитометрии, что позволило провести геномный анализ, который ранее был затруднительным. [10]

Концепция

Микрофлуориметрия основывается на устоявшемся методе флуориметрического измерения. Используя краситель, который флуоресцирует в присутствии целевого соединения, флуориметрия может обнаружить присутствие соединения, определяя наличие и интенсивность флуоресценции. Различия в интенсивности могут быть использованы для определения концентрации соединения. Кроме того, если краситель претерпевает спектральный сдвиг, то вы можете определить абсолютную концентрацию цели независимо от знания концентрации красителя. Fura-2 является примером флуоресцентного красителя, используемого для измерения кальция. Микрофлуориметрия расширяет флуориметрию, добавляя микроскопический компонент к измерениям, чтобы обеспечить анализ отдельных клеток и других микроскопических объектов. [11]

Микрофлуориметр

Микрофлуориметр — это флуоресцентный спектрофотометр, совмещенный с микроскопом, предназначенный для измерения спектров флуоресценции микроскопических образцов или областей, или может быть сконфигурирован для измерения спектров пропускания и отражения микроскопических областей образца. Это может быть либо полный микрофлуориметр, созданный исключительно для флуоресцентной микроспектроскопии, либо блок флуоресцентного спектрометра, который прикрепляется к оптическому порту микроскопа. [12] Микрофлуориметр может использоваться для оценки количества и распределения химических компонентов в отдельных клетках или в хромосомах. Для оценки количества химических компонентов его флуоресцентная интенсивность измеряется с помощью фотоэлектрической фотометрии, в то время как распределение определяется путем измерения интенсивности фотографий метафазных пластинок отрицательных хромосом. [13] Микроспектрофотометр может измерять спектры пропускания, поглощения, отражения и испускания, а затем с помощью встроенных алгоритмов создаются спектры, которые можно сравнивать с предыдущими данными для определения состава, концентрации и т. д. [12]

Ограничения

В этом процессе существует множество источников ошибок, но биологические ошибки, такие как невозможность подготовить однородные образцы, с большей вероятностью станут ограничением, чем технические ошибки. [1]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Goldman, Morris (1971). «Микрофлуориметрия в антигенном анализе близкородственных микроорганизмов». Annals of the New York Academy of Sciences . 177 (1): 439– 45. Bibcode : 1971NYASA.177..439G. doi : 10.1111/j.1749-6632.1971.tb35073.x. PMID  4333753. S2CID  42391664.
  2. ^ ab MacKenzie, NM; Pinder, AC (1986). «Применение проточной микрофлуориметрии (FMF) в биомедицинских исследованиях и диагностике: обзор». Developments in Biological Standardization . 64 : 181–93 . PMID  3792646.
  3. ^ Gray JW, Carrano AV, Moore DH, Steinmetz LL, Minkler J, Mayall BH, Mendelsohn ML, Van Dilla MA (август 1975 г.). «Высокоскоростное количественное кариотипирование с помощью проточной микрофлуориметрии». Клиническая химия . 21 (9): 1258–62 . doi : 10.1093/clinchem/21.9.1258 . PMID  1170959.
  4. ^ Siegel, EB (сентябрь 1984 г.). «Использование проточной микрофлуориметрии для фармацевтического тестирования». Regulatory Toxicology and Pharmacology . 4 (3): 287– 304. doi :10.1016/0273-2300(84)90028-X. PMID  6208577.
  5. ^ Limke, TL; Atchison, WD (ноябрь 2009). «Применение микрофлуориметрии отдельных клеток в нейротоксикологических анализах». Current Protocols in Toxicology . 42 (1): 12.15.1–13. doi :10.1002/0471140856.tx1215s42. ISBN 978-0471140856. PMC  3201743 . PMID  20960422.
  6. ^ Коулсон, П. Б.; Тиндалл, Р. (1978). «Количественное определение общей клеточной ДНК у акантамебы методом проточной микрофлуориметрии». Журнал гистохимии и цитохимии . 26 (9): 713–718 . doi : 10.1177/26.9.361883 . PMID  361883.
  7. ^ Lydon, MJ; Keeler, KD; Thomas, DB (февраль 1980). «Окрашивание живой ДНК и сортировка клеток методом проточной микрофлуориметрии». Журнал клеточной физиологии . 102 (2): 175–81 . doi :10.1002/jcp.1041020208. PMID  6154714. S2CID  31003464.
  8. ^ "Flow Cytometry Basic". Архивировано из оригинала 20 сентября 2013 г. Получено 2012-11-17 .
  9. ^ Долежель, Дж; Врана, Дж; Сафарж, Дж; Бартош, Дж; Кубалакова, М; Симкова, Х. (август 2012 г.). «Хромосомы в потоке для упрощения анализа генома». Функциональная и интегративная геномика . 12 (3): 397–416 . doi : 10.1007/s10142-012-0293-0. ПМЦ 3431466 . ПМИД  22895700. 
  10. ^ Аллен, Л. З.; Ишои, Т.; Новотны, МА; Маклин, Дж. С.; Ласкен, Р. С.; Уильямсон, С. Дж. (23 марта 2011 г.). Вартанян, Жан-Пьер (ред.). «Геномика отдельных вирусов: новый инструмент для обнаружения вирусов». PLOS ONE . ​​6 (3): e17722. Bibcode :2011PLoSO...617722A. doi : 10.1371/journal.pone.0017722 . PMC 3059205 . PMID  21436882. 
  11. ^ Смиф, Пит. "Микрофлуориметрия" . Получено 26.10.2012 .
  12. ^ ab "Микроспектрофотометр". microspectra.com . Craic Technologies . Получено 2012-10-25 .
  13. ^ Барский, IIа; Иоффе, В.А.; Кудрявцев Б.Н.; Папайян, Г.В.; Розанов, ЮМ (1983). «Микрофлуориметр для исследования хромосом». Цитология . 25 (6): 711–8 . PMID  6351388.
  • http://microspectra.com/component/content/article/52-craictech/81-microfluorometer, Микрофлуориметр
  • https://www.youtube.com/watch?v=_lmkEqTHj3Y, Видеообъяснение применения микрофлуориметрии
  • http://www5.pbrc.hawaii.edu/bln/ian/imaged_microfluorimetry.html, Показания микрофлуориметра
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Микрофлуориметрия&oldid=1170463947"