Проблемы сохранения жизнеспособности клеток в системе визуализации живых клеток во время визуализации

Визуализация живых клеток является важным аналитическим инструментом в лабораториях, изучающих биомедицинские исследовательские дисциплины, такие как клеточная биология, нейробиология, фармакология и биология развития. Визуализация фиксированных клеток и тканей (для которых фотообесцвечивание является основной проблемой) обычно требует высокой интенсивности освещения и длительного времени экспозиции; однако этого следует избегать при визуализации живых клеток. Микроскопия живых клеток обычно подразумевает компромисс между получением качества изображения и сохранением здоровых клеток. Поэтому, чтобы избежать высокой интенсивности освещения и длительного времени экспозиции, пространственное и временное разрешение в эксперименте часто ограничено. Визуализация живых клеток включает широкий спектр методов визуализации с усилением контраста для оптической микроскопии. Большинство исследований используют один из многих типов флуоресцентной микроскопии, и это часто сочетается с методами проходящего света, которые будут рассмотрены ниже. Постоянные достижения в методах визуализации и разработке флуоресцентных зондов повышают мощность этого подхода, гарантируя, что визуализация живых клеток будет продолжать оставаться важным инструментом в биологии.

Важной предосторожностью является обеспечение того, чтобы клетки были в хорошем состоянии и нормально функционировали на предметном столике микроскопа с освещением в присутствии синтетических флуорофоров или флуоресцентных белков. Условия, в которых клетки поддерживаются на предметном столике микроскопа, хотя и сильно варьируются, часто определяют успех или неудачу эксперимента.

Различные среды для культивирования клеток доступны в зависимости от конкретных биохимических потребностей клеток. Культуральные среды содержат различные компоненты, включая аминокислоты, витамины, неорганические соли (минералы), микроэлементы, компоненты нуклеиновых кислот (основания и нуклеозиды), сахара, промежуточные продукты цикла трикарбоновых кислот, липиды и коферменты. В средах для культивирования тканей важным шагом является контроль концентрации кислорода, pH, буферной емкости, осмолярности, вязкости и поверхностного натяжения. Коммерчески доступные рецептуры сред часто включают индикаторный краситель (например, феноловый красный) для визуального определения приблизительного значения pH. Система буфера из диоксида углерода и бикарбоната для регулирования pH необходима почти для всех линий клеток. Клетки необходимо культивировать в атмосфере, содержащей небольшое количество диоксида углерода (обычно 5–7%) в инкубаторах для контроля концентрации растворенного газа. Для визуализации живых клеток может быть сложно обеспечить соответствующую атмосферу с диоксидом углерода, и для этого обычно требуются специально разработанные культуральные камеры для регулируемой атмосферы. Потребности в кислороде могут различаться в зависимости от клеточных линий, но нормальные уровни атмосферного давления кислорода подходят для большинства культур. Что касается осмолярности, большинство клеточных линий имеют большую толерантность к осмотическому давлению, с хорошим ростом при осмолярности от 260 до 320 миллиосмоляр. Когда клетки выращиваются в культурах открытого слоя или чашках Петри, можно использовать гипотоническую среду, чтобы справиться с испарением.