مشکلات در حفظ زنده ماندن سلول در سیستم تصویربرداری سلول زنده در طول تصویربرداری

تصویربرداری سلول زنده یک ابزار تحلیلی مهم در آزمایشگاه‌هایی است که رشته‌های تحقیقاتی زیست‌پزشکی مانند زیست‌شناسی سلولی، زیست‌شناسی عصبی، فارماکولوژی و زیست‌شناسی رشدی را مطالعه می‌کنند. تصویربرداری از سلول‌ها و بافت‌های ثابت (که فتوبلیچینگ مسئله اصلی آن است) معمولاً به شدت نور بالا و زمان نوردهی طولانی نیاز دارد. با این حال، هنگام تصویربرداری از سلول های زنده باید از این موارد اجتناب کرد. میکروسکوپ سلول زنده معمولاً شامل سازش بین به دست آوردن کیفیت تصویر و حفظ سلول های سالم است. بنابراین، برای جلوگیری از شدت روشنایی بالا و زمان نوردهی طولانی، وضوح‌های مکانی و زمانی اغلب در آزمایش محدود می‌شوند. تصویربرداری از سلول های زنده شامل طیف گسترده ای از روش های تصویربرداری با کنتراست برای میکروسکوپ نوری است. اکثر تحقیقات از یکی از انواع مختلف میکروسکوپ فلورسانس استفاده می کنند، و این اغلب با تکنیک های نور عبوری ترکیب می شود که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت. پیشرفت های مداوم در تکنیک های تصویربرداری و طراحی کاوشگرهای فلورسنت، قدرت این رویکرد را بهبود می بخشد و تضمین می کند که تصویربرداری سلول زنده همچنان ابزار مهمی در زیست شناسی خواهد بود.

یک احتیاط مهم این است که اطمینان حاصل شود که سلول ها در شرایط خوبی هستند و عملکرد طبیعی خود را در حالی که در مرحله میکروسکوپ با نور در حضور فلوروفورهای مصنوعی یا پروتئین های فلورسنت هستند، انجام می دهند. شرایطی که تحت آن سلول‌ها در مرحله میکروسکوپ نگهداری می‌شوند، اگرچه بسیار متغیر هستند، اغلب موفقیت یا شکست یک آزمایش را دیکته می‌کنند.

محیط های کشت سلولی مختلف بر اساس نیازهای بیوشیمیایی خاص سلول ها در دسترس است. محیط های کشت حاوی ترکیبات مختلفی از جمله اسیدهای آمینه، ویتامین ها، نمک های معدنی (مواد معدنی)، عناصر کمیاب، ترکیبات اسید نوکلئیک (بازها و نوکلئوزیدها)، قندها، واسطه های چرخه اسید تری کربوکسیلیک، لیپیدها و کوآنزیم ها هستند. در محیط کشت بافت، یک مرحله مهم کنترل غلظت اکسیژن، pH، ظرفیت بافر، اسمولاریته، ویسکوزیته و کشش سطحی است. فرمول‌های رسانه‌ای موجود در بازار اغلب شامل یک رنگ نشانگر (به عنوان مثال، فنل قرمز) برای تعیین بصری مقدار pH تقریبی هستند. یک سیستم بافر دی اکسید کربن و بی کربنات برای تنظیم pH تقریبا برای تمام رده های سلولی مورد نیاز است. سلول ها باید در جوی که حاوی مقدار کمی دی اکسید کربن (معمولاً 7-5٪) در انکوباتورها باشد، برای کنترل غلظت گاز محلول کشت شوند. برای تصویربرداری از سلول های زنده، ایجاد یک اتمسفر مناسب با دی اکسید کربن می تواند دشوار باشد، و این معمولا به اتاق های کشت مخصوص طراحی شده برای یک جو تنظیم شده نیاز دارد. نیاز به اکسیژن می تواند در بین رده های سلولی متفاوت باشد، اما سطوح کشش اکسیژن اتمسفر معمولی برای اکثر کشت ها مناسب است. با توجه به اسمولاریته، اکثر رده‌های سلولی تحمل زیادی برای فشار اسمزی دارند و در اسمولاریته‌های بین 260 تا 320 میلی‌اسمولار رشد خوبی دارند. هنگامی که سلول ها در کشت های صفحه باز یا ظروف پتری رشد می کنند، می توان از محیط هیپوتونیک برای مقابله با تبخیر استفاده کرد.