A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
ووصف وحدة لطائرة واحدة إضاءة المجهر (SPIM) التي تتكيف بسهولة مع المجهر واسعة المجال المقلوب والأمثل لمزارع الخلايا 3 الأبعاد. يقع ضمن العينة الشعرية مستطيلة، وعبر نظام ميكروفلويديك الأصباغ الفلورية، وكلاء الصيدلانية أو المخدرات يمكن تطبيقها بكميات صغيرة.
وحدة نمطية لورقة خفيفة أو طائرة واحدة إضاءة المجهر (SPIM) يوصف التي تتكيف بسهولة مع المجهر واسعة المجال المقلوب والأمثل لمزارع الخلايا 3 الأبعاد، على سبيل المثال، الأجسام الشبه الكروية ورم متعددة الخلايا (MCTS). وحدة الأشكال SPIM الإثارة وينحرف ضوء بحيث يضيء عينة بواسطة ورقة الخفيفة عمودي على مسار اكتشاف المجهر. يتميز النظام عن طريق استخدام الشعرية مستطيلة لعقد (وفي نسخة متقدمة أيضا نهج الشعرية الصغيرة لالدورية) العينات، قبل تعديل متزامن من الورقة إلقاء الضوء على ضوء وعدسة الهدف تستخدم للكشف عن مضان وكذلك عن طريق التكيف نظام ميكروفلويديك لتطبيق الأصباغ الفلورية، وكلاء الصيدلانية أو المخدرات بكميات صغيرة. ويرد بروتوكول للعمل مع هذا النظام، ويتم الإبلاغ عن بعض التفاصيل التقنية. وتشمل نتائج ممثلة (1) قياسات تصلتأخذ دواء تثبيط الخلايا (دوكسوروبيسين) وتحويل جزئي لمنتج تدهور، (2) قياسات الأكسدة باستخدام جهاز استشعار الجلوتاثيون المشفرة وراثيا على إضافة عامل مؤكسد، و (3) بدء ووضع العلامات من نخر الخلية على تثبيط السلسلة التنفسية الميتوكوندريا. وتناقش الخلافات ومزايا وحدة SPIM الحالية بالمقارنة مع النظم القائمة.
بالإضافة إلى أساليب راسخة (مبائر أو متعدد الفوتون المسح المجهري بالليزر 1-4، منظم إضاءة المجهر 5،6) ورقة خفيفة أو طائرة واحدة إضاءة المجهر (SPIM) وقد ثبت أن طريقة قيمة ل3D التصوير 7،8، 9. أهمية خاصة هو تطبيقه على مزارع الخلايا 3 الأبعاد، على سبيل المثال، الأجسام الشبه الكروية ورم متعددة الخلايا (MCTS)، والتي تستخدم بشكل متزايد للبحوث اكتشاف الأدوية 10،11. وعلاوة على ذلك، SPIM هي طريقة تفضيلية عندما حتى عند التعرض على المدى الطويل أو القياسات المتكررة ويطلب جرعات الإضاءة الخافتة للمحافظة على سلامة العينة، منذ لقياس كل طائرة من العينة يتعرض فقط هذه الطائرة للضوء. هذا هو على النقيض من تقنيات الفحص المجهري الأخرى، حيث للكشف عن كل البؤري يضيء العينة كلها، حتى أنه عند تسجيل العديد من الطائرات المبالغ جرعة ضوء صعودا وقد يؤدي إلى تلف العينة 12.
ويستند المجهري ورقة خفيفة أو SPIM على إضاءة العينة في اتجاه عمودي على مسار المراقبة إما عن طريق استخدام عدسة اسطوانية أو عن طريق مسح شعاع الليزر مثيرة (لمراجعة رؤية المرجع 8). هذا غالبا ما يتطلب عينة 13،14 غرف خاصة أو المصفوفات، على سبيل المثال، الاغاروز 7،15، نفذت في المجاهر الخاصة ذات الكلفة العالية. كبديل لتلك الأنظمة وقد تم تطوير جهاز إضاءة بسيطة نسبيا لSPIM وتكييفها مع مجهر التقليدي مقلوب 16 (انظر الشكل 1). وهو يتألف من شعاع الليزر توسعت ليبلغ قطرها 8 مم وتركزت بواسطة عدسة اسطوانية (البعد البؤري: 50 مم، الفتحة العددية: 0.08) إلى ورقة الخفيفة من 6-10 ميكرون سمك على عمق الميدان من حوالي 100 ميكرون . وتقع العينات في شعري مستطيلة من 600-900 ميكرون القطر الداخلي ضعت أمام المجهر يون موضوعيق للكشف عن مضان. يتم الانتهاء من هذه الميزات الرئيسية في الوقت الحاضر والأمثل عن طريق استخدام نهج الصغيرة الشعرية المتقدمة لعقد والدورية للعينات، وتعديل متزامن من ورقة ضوء توهج (في اتجاه محوري) وعدسة الهدف تستخدم للكشف عن مضان (مسار بصري متطابقة أطوال النزوح تتطلب تصحيح العلف الميكانيكية)، وتكييف نظام ميكروفلويديك لتطبيق الأصباغ الفلورية، وكلاء الصيدلانية أو المخدرات، وبالتالي التقليل من كميات والمصاريف المطلوبة.
1. خلية المتزايد كروي والحضانة
2. خفيفة ورقة التعديل
ملاحظة: لتحقيق أفضل النتائج أنه لابد من التأكد من أن الخصر شعاع من ورقة الخفيفة في الطائرة بؤرة العدسة موضوعية. موقف الخصر شعاع لا يمكن إلا أن تكون محاذاة من خلال مراقبة ورقة الخفيفة في وضع عمودي بالنسبة لشعري (انظر الخطوات 2،5-2،8).
كروي 3. خلية التطبيق والتزامن تغذية المجهر
الرقم 1. (A) صورة من وحدة إضاءة طائرة واحدة شنت على اللوح الأساس من الجدول المواقع من مجهر مقلوب، (B) الإعداد للإضاءة طائرة واحدةوحدة التزامن تغذية المجهر لتعويض رفع، فمنها (تأثير fishtank) بين البؤري والطائرة الإضاءة. Δz س يشير إلى التحول للعدسة موضوعية وΔz و التحول من الطائرة الاتصال ورقة الخفيفة. يظهر ترصيع المقاطع العرضية من كروي تحتوي على الشعيرات الدموية. اليسار: الشعرية مستطيلة مع القطر الداخلي من 600 ميكرون (جدار 120 ميكرون). الحق: الإعداد المستخدمة في التناوب. وتناوب على شعري الداخلي جولة (القطر الداخلي 400 ميكرون، 550 ميكرون القطر الخارجي) داخل مستطيل الشعرية الخارجي. يملأ الفضاء بين اثنين الشعيرات الدموية مع السائل الغمر.
4. قياس السائل الحيوي في البيئة
ملاحظة: يتم استخدام البروتوكول السابق للحضانة ثابتة قبل القياس حيث سبق حضنت كروي خلية ثم عقد في مكان في شعري بواسطة الجاذبية بسيطة. ليست هناك حاجة لمزيد من fixatiعلى. ومع ذلك، لقياس التدفق في وسائل الإعلام حيث الحضانة ديناميكية، وبالتالي بيئة ديناميكية أمر مرغوب فيه لقياس حركية امتصاص، يمكن للمرء تحقيق هذا البروتوكول الفرعي. الخطوات 4،5-4،9 تعتبر بالغة الأهمية لتجنب فقاعات الهواء الوصول إلى العينة.
الشكل 2. الإعداد ميكروفلويديك (حلقة مفتوحة وضيق حلقة مغلقة). البطانة: الإضاءة من SPHeroid داخل الشعيرات الدموية الصغيرة باستخدام ضوء ورقة تستند المجهري مضان بالإضافة إلى مجهر مقلوب.
5. اقتناء وتحليل البيانات
التجربة 1: خلية الأجسام الشبه الكروية حضنت بعقار العلاج الكيميائي
وصفت تفحص ض المكدس من المحتضنة سابقا MCF-7 كروي الخلية (8 ميكرومتر دوكسوروبيسين، 6 ساعة) في الشكل 3، ويعطي معلومات مفصلة عن امتصاص الخلوية وتوزيع دو?...
يصف المخطوطة الحالية ورقة خفيفة أو واحد المجهري إضاءة الطائرة (SPIM) الجهاز الذي هو الأمثل لأنظمة الخلايا 3 الأبعاد، على سبيل المثال، الأجسام الشبه الكروية ورم متعددة الخلايا (MCTS). وتشمل ثلاثة تطبيقات مثالية (1) امتصاص الدواء تثبيط الخلايا وتحويل جزئي لمنتج التحلل (...
أعلنت أي تضارب في المصالح.
وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل لاند بادن فورتمبيرغ فضلا عن الاتحاد الأوروبي، فندق Europäischer FONDS FÜR يموت الجهوية ENTWICKLUNG. المؤلفان بالشكر راينر فيتيغ (ILM أولم) لتوفير خط خلية U251-MG-L106-Grx1-roGFP2 وكلوديا هينتز للمساعدة التقنية ماهرا.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Microtiter plate | Orange Scientific | 4430100 | For cell spheroid growing |
Agarose | Carl Roth GmbH | 3810.1 | For cell spheroid growing |
MCF-7 cell line | CLS Cell Lines Service GmbH | 300273 | Cell line |
U251-MG-L106 cell line | Cell line | ||
DMEM | Biochrom AG (Merck Millipore) | FG0435 | Culture medium |
DMEM/Ham's F-12 | Biochrom AG (Merck Millipore) | FG4815 | Culture medium |
FCS | Biochrom AG (Merck Millipore) | S0615 | Cell culture supplement |
Penicillin/streptomycin | Biochrom AG (Merck Millipore) | A 2213 | Antibiotics |
Hygromycin B | PAA Laboratories | P02-015 | Antibiotic |
EBSS | Sigma-Aldrich Inc. | E3024 | Cell culture supplement |
Doxorubicin | Sigma-Aldrich Inc. | D1515 | Fluorescent dye (CAUTION: acute toxicity) |
Green cytotoxicity dye | Promega GmbH | G8742 | CellTox - fluorescent cytotoxicity dye |
Rotenone | Sigma-Aldrich Inc. | R8875 | Cellular inhibitor (CAUTION: acute toxicity) |
Hydrogen peroxide (H2O2) | Sigma-Aldrich Inc. | 95302 | Reagent for oxidation (CAUTION: acute toxicity) |
Capillary | VitroCom | 8260-050 | Sample preparation |
Microscope | Carl Zeiss Jena | Axiovert 200M | |
AxioCam MRc CCD-camera | Carl Zeiss MicroImaging GmbH | 426508-9901-000 | CCD-camera |
AxioVision data aquisition software | Carl Zeiss MicroImaging GmbH | version 4.8.2. | |
Laser diode | Pico Quant GmbH | LDH-P-C-470 | Used with driver PDL800-B |
Peristaltic pump | Ismatec Labortechnik | MS-1 Reglo | Re-calibrated to reduce the minimum pump speed by 1/10 |
Silicone tubes | IDEX Health & Science GmbH | TYGON R3607 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved