La microscopía de fluorescencia brinda a los investigadores un poder increíble para iluminar las estructuras más pequeñas y capturar las actividades en tiempo real de las células vivas al etiquetar las moléculas biológicas con un verdadero arco iris de tintes fluorescentes. Este poder tiene un costo: la tecnología puede ser costosa y demoraconsumidor y, hasta ahora, se ha resistido a los intentos de automatización.
Sin embargo, esta situación puede estar cambiando, con la introducción de plataformas basadas en chips de microfluidos. Una de estas plataformas recientemente desarrollada ha sido desarrollada por un equipo de investigadores japoneses. Su sistema permite a los científicos obtener rápidamente imágenes de células fluorescentes cultivadas dentro del chip usando un CMOSsensor de imagen, la misma tecnología que se encuentra en la cámara de un teléfono inteligente. El nuevo sistema, descrito esta semana en Avances AIP , de AIP Publishing, tiene numerosos usos potenciales en la investigación biomédica.
"Los microscopios ópticos convencionales de sobremesa son herramientas poderosas para los investigadores, pero no son realmente adecuados para sistemas totalmente automatizados debido al gasto y la necesidad de técnicos bien entrenados", dijo Hiroaki Takehara, quien investiga los dispositivos automatizados de procesamiento celular enUniversidad de Tokio y es uno de los autores del estudio.
Para desarrollar un sistema en chip, se asoció con el coautor Jun Ohta del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara, un experto en tecnología de sensores de imagen CMOS.
Otros grupos han desarrollado sistemas de microscopía fluorescente basados en chips previamente, pero esas configuraciones requieren que la muestra se asiente directamente en el chip del sensor de imagen, lo que introduce el riesgo de contaminación cruzada. Estos sistemas no pueden ser realmente de alto rendimiento porque los chips del sensordebe lavarse entre usos.
Takehara y sus colegas desarrollaron chips desechables para superar estas limitaciones. El chip contiene canales microfluídicos especialmente diseñados para el cultivo de células y la introducción de medios de cultivo, medicamentos y otras moléculas biológicas. El chip tiene un fondo de vidrio ultra delgado que minimiza la distancia entrelas células y el sensor de contacto a continuación. Un sensor de imagen CMOS detecta la fluorescencia emitida por las células, la convierte en una señal electrónica y luego reconstruye la imagen.
Para demostrar la efectividad de su sistema, los investigadores cultivaron células que contenían colorantes fluorescentes en sus núcleos dentro de los microcanales. Cuando expusieron las células al factor de crecimiento endotelial EGF, que causa la proliferación celular, los cultivos emitieron una señal de fluorescencia más intensa.que los cultivos que no fueron tratados con EGF, lo que indica que el sensor detectó el crecimiento celular.
Los autores reconocen que la plataforma de microscopía de fluorescencia en chip produce imágenes con una resolución espacial más pobre que las de los microscopios de fluorescencia convencionales, pero ofrece la ventaja de ser compatible con sistemas totalmente automatizados. El tamaño pequeño y la accesibilidad de la plataforma también la hacen atractiva para su usoen dispositivos implantables para medir la glucosa o incluso la actividad cerebral.
En el trabajo futuro, Takehara planea explorar el uso de la plataforma para monitorear la producción de células madre para su uso en medicina regenerativa y para la detección de nuevos medicamentos.
"El costo excesivo de desarrollar nuevos medicamentos farmacéuticos y el requisito urgente de tecnología de detección [asequible] se ha convertido en un problema apremiante", dijo Takehara. "Un sistema completamente automatizado, desde el manejo de la muestra hasta la detección, sin la necesidad de un entrenamiento bien entrenadoLos técnicos son una tecnología clave y cumplen una función fundamental en el desarrollo de pruebas rentables basadas en células ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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