Görüntüleme Sırasında Canlı Hücre Görüntüleme Sisteminde Hücre Canlılığının Korunmasında Sorunlar

Canlı hücre görüntüleme, hücre biyolojisi, nörobiyoloji, farmakoloji ve gelişim biyolojisi gibi biyomedikal araştırma disiplinlerini inceleyen laboratuvarlarda önemli bir analitik araçtır. Sabitlenmiş hücrelerin ve dokuların görüntülenmesi (fotoağartmanın başlıca sorun olduğu) genellikle yüksek aydınlatma yoğunluğu ve uzun pozlama süresi gerektirir; ancak canlı hücreleri görüntülerken bunlardan kaçınılmalıdır. Canlı hücre mikroskopisi genellikle görüntü kalitesi elde etmek ve sağlıklı hücreleri korumak arasında bir uzlaşmayı içerir. Bu nedenle, yüksek aydınlatma yoğunluğundan ve uzun pozlama süresinden kaçınmak için, bir deneyde genellikle mekansal ve zamansal çözünürlükler sınırlıdır. Canlı hücrelerin görüntülenmesi, optik mikroskopi için çok çeşitli kontrastla geliştirilmiş görüntüleme yöntemlerini içerir. Çoğu araştırma, birçok floresan mikroskopi türünden birini kullanır ve bu genellikle aşağıda tartışılacak olan iletilen ışık teknikleriyle birleştirilir. Görüntüleme tekniklerindeki sürekli ilerlemeler ve floresan probların tasarımı, bu yaklaşımın gücünü artırarak canlı hücre görüntülemenin biyolojide önemli bir araç olmaya devam etmesini sağlar.

Önemli bir uyarı, hücrelerin mikroskop aşamasında sentetik floroforlar veya floresan proteinlerin varlığında aydınlatma ile iyi durumda olduğundan ve normal şekilde çalıştığından emin olmaktır. Hücrelerin mikroskop aşamasında tutulduğu koşullar, büyük ölçüde değişken olsa da, genellikle bir deneyin başarısını veya başarısızlığını belirler.

Hücrelerin özel biyokimyasal gereksinimlerine göre çeşitli hücre kültürü ortamları mevcuttur. Kültür ortamları amino asitler, vitaminler, inorganik tuzlar (mineraller), eser elementler, nükleik asit bileşenleri (bazlar ve nükleozitler), şekerler, trikarboksilik asit döngüsü ara maddeleri, lipitler ve koenzimler dahil olmak üzere çeşitli bileşenler içerir. Doku kültürü ortamlarında önemli bir adım oksijen konsantrasyonunu, pH'ı, tamponlama kapasitesini, ozmolariteyi, viskoziteyi ve yüzey gerilimini kontrol etmektir. Ticari olarak temin edilebilen ortam formülleri genellikle yaklaşık pH değerini görsel olarak belirlemek için bir gösterge boyası (örneğin fenol kırmızısı) içerir. Neredeyse tüm hücre hatları için pH'ı düzenlemek için bir karbondioksit ve bikarbonat tampon sistemi gereklidir. Çözünmüş gaz konsantrasyonunu kontrol etmek için hücrelerin inkübatörlerde az miktarda karbondioksit (genellikle %5-7) içeren bir atmosferde kültürlenmesi gerekir. Canlı hücre görüntüleme için karbondioksit içeren uygun bir atmosfer sağlamak zor olabilir ve bu genellikle düzenlenmiş bir atmosfer için özel olarak tasarlanmış kültür odaları gerektirir. Oksijen gereksinimleri hücre hatları arasında değişebilir, ancak normal atmosferik oksijen gerginlik seviyeleri çoğu kültür için uygundur. Ozmolarite açısından, hücre hatlarının çoğu ozmotik basınca karşı büyük bir toleransa sahiptir ve 260 ile 320 miliosmolar arasındaki ozmolaritelerde iyi büyüme gösterir. Hücreler açık plakalı kültürlerde veya Petri kaplarında büyütüldüğünde, buharlaşmayla başa çıkmak için hipotonik ortam kullanılabilir.