Průtoková cytometrie flow-cytometrie. Biofyzikální ústav Lf, MU Vladan Bernard

Podobné dokumenty
Principy a instrumentace

Průtoková cytometrie

Optika. VIII - Seminář

Osnova. Stimulovaná emise Synchrotroní vyzařování Realizace vyzařování na volných elektronech FLASH XFEL

Ústav molekulární a translační medicíny LF UP - cytometry

Nové metody v průtokové cytometrii. Vlas T., Holubová M., Lysák D., Panzner P.

DODATEČNÉ INFORMACE dle 49 zákona č. 137/2006 Sb., o veřejných zakázkách

laboratorní technologie

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: Lasery - druhy

Základy princip pr tokové cytometrie

METODY VYŠETŘOVÁNÍ BUNĚČNÉ IMUNITY. Veřejné zdravotnictví

Přednášky z lékařské přístrojové techniky

Helena Langhansová. 30. listopadu 2011

Přístrojové vybavení pro detekci absorpce a fluorescence

VOLBA TYPU REGULÁTORU PRO BĚŽNÉ REGULAČNÍ SMYČKY

VYUŽITÍ PRŮTOKOVÉ CYTOMETRIE PRO DETEKCI ÚČINNOSTI FILTRACE BAKTERIÍ V PROCESECH ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD

PRŮTOKOVÁ CYTOMETRIE - PERSPEKTIVNÍ ALTERNATIVA V ANALÝZE MIKROBIOLOGICKÝCH UKAZATELŮ KVALITY VOD

Jana Nechvátalová Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně

Standardizace v průtokové cytometrii. Hana Glier, Martin Špryngar Konference Analytická cytometrie VII Mikulov, 2013

Přístroje v hematologické laboratoři

Průtoková cytometrie Flow Cytometry

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Analýza buněčných populací pomocí průtokové cytometrie

Systém zvukové signalizace a spouštění motoru na základě stavu světla

Elektrické teplovzdušné jednotky. Leo EL 23 Leo KMEL 23

Pokročilé biofyzikální metody v experimentální biologii

Vícebarevná průtoková cytometrie v klinice

λ hc Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda

F l u o r e s c e n c e

Viková, M. : MIKROSKOPIE II Mikroskopie II M. Viková

Cvičení z fyziky Lasery. Jan Horáček (jan.horacek@seznam.cz) 19. ledna 2014

Nastavení metod pro imunofenotypizaci krevních. EXBIO Praha, a.s.

Polychromatická cytometrie - setup experimentu

Fluorescenční mikroskopie

~ 10 base pairs (3.4 nm)

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

RTG záření. Vlastnosti RTG záření. elektromagnetické vlnění s vlnovými délkami v intervalu < 10-8 ; >m.

Umělá inteligence. Příklady využití umělé inteligence : I. konstrukce adaptivních systémů pro řízení technologických procesů

Přístrojové vybavení pro detekci absorpce a fluorescence

3.2.4 Podobnost trojúhelníků II

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5

1. Teorie mikroskopových metod

Testování výškové přesnosti navigační GPS pro účely (cyklo)turistiky

Mnohobarevná cytometrie v klinické diagnostice

Tepelná výměna. výměna tepla může probíhat vedením (kondukce), sáláním (radiace) nebo prouděním (konvekce).

METODY STUDIA PROTEINŮ

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka.

- světlo je příčné vlnění

Něco o laserech. Ústav fyzikální elektroniky Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity 13. května 2010

Č e s k ý t e l e k o m u n i k a č n í ú ř a d Odbor kontroly a ochrany spotřebitele Oddělení technické podpory Brno Jurkovičova 1, Brno

Aplikace průtokové cytometrie v klinické imunologii a hematologii

Operativní plán. Operativní řízení stavby

Praktikum II Elektřina a magnetismus

Lopatkový průtokoměr. Krátký popis. Příklad montáže. Zvláštnosti. Typový list Strana 1/6. Typ /

Fyzika - Kvarta Fyzika kvarta Výchovné a vzdělávací strategie Učivo ŠVP výstupy

Metodické principy NIL

STROPNÍ DÍLCE PŘEDPJATÉ STROPNÍ PANELY SPIROLL

FIA fluorescenční imunoanalýza (fluorescence immuno-assay) CIA chemiluminiscenční imunoanalýza

Mikroskopy. Světelný Konfokální Fluorescenční Elektronový

ELEKTRONIKA PRO ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU

15 s. Analytická geometrie lineárních útvarů

M7061 ROTAČNÍ POHONY VENTILŮ

Absorpce, rozptyl, disperze světla The Light Fantastic, kap. 11

Metodika pro učitele

Vedoucí bakalářské práce

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. VII. Spektroskopie a fotochemie

ELEKTROTECHNICKÁ MĚŘENÍ PRACOVNÍ SEŠIT 2-3

1 Statické zkoušky. 1.1 Zkouška tahem L L. R = e [MPa] S S

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

Rizikové faktory hluku a vibrace

Vizualizace DNA ETHIDIUM BROMID. fluorescenční barva interkalační činidlo. do gelu do pufru barvení po elfu SYBR GREEN

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE

Převodníky AD a DA. AD a DA. Převodníky AD a DA. Základní charakteristika

Referát z Fyziky. Detektory ionizujícího záření. Vypracoval: Valenčík Dušan. MVT-bak.

Principles of Flow Cytometry. Tomáš Kalina MOTOLSKÝ MINIKURZ CYTOMETRIE

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Plechy válcované za tepla

PŘEDSTAVENÍ PROJEKTU ZPOPLATŇOVÁNÍ ÚSEKŮ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ. Ing. Veronika Dvořáková, Ph.D. 11. prosince 2015, Brno

Zuzana ŠINKOROVÁ, Lenka ZÁRYBNICKÁ Univerzita obrany, katedra radiobiologie Fakulty vojenského zdravotnictví, Hradec Králové

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

{ } Kombinace II. Předpoklady: =. Vypiš všechny dvoučlenné kombinace sestavené z těchto pěti prvků. Urči počet kombinací pomocí vzorce.

Identifikátor materiálu: ICT-1-06

Optická vlákna. Laboratoř optických vláken. Ústav fotoniky a elektroniky, AVČR, v.v.i.

Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/ Vzdělávání v informačních a komunikačních technologií

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence)

Aktivní filtry. 1. Zadání: A. Na realizovaných invertujících filtrech 1.řádu s OZ: a) Dolní propust b) Horní propust c) Pásmová propust

RUZNYCH DRUHU ZÁRENí

Nekoherentní a koherentní zdroj záření. K. Sedláček : Laser v mnoha podobách, Naše vojsko 1982)

Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem dopadu světelného záření.

Mobilní aplikace pro ios

Optický komplex brýlí a očí I. LF MU Brno Brýlová technika

Luminiscence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) fluorescence, fosforescence. chemicky (chemiluminiscence)

Ultrazvukový průtokoměr UFM 3030 pro měření průtoku kapalin

Měření kinematické a dynamické viskozity kapalin

Zoologická mikrotechnika - FLUORESCENČNÍ MIKROSKOPIE

Měření parametrů mikročipového laseru a nelineární transmise saturovatelných absorbérů

Energetický regulační

Fragment Analyzer UNIKÁTNÍ KAPILÁROVÝ FRAGMENTAČNÍ ANALYZÁTOR VÝBORNÉ VÝSLEDKY UNIKÁTNÍ VLASTNOSTI

DUM 11 téma: Nástroje pro transformaci obrázku

Optická konfokální mikroskopie a mikrospektroskopie. Pavel Matějka

Transkript:

Průtoková cytometrie flow-cytometrie Biofyzikální ústav Lf, MU Vladan Bernard

Průtoková cytometrie Flow cytometry = flow+cyto+metry volně chápáno jako měření buněk v pohybu průtoková cytometrie Průtoková cytometrie je rychle se rozvíjející přístrojová metoda, počátek jejího nejmarkantnějšího rozvoje spadá do 80tých let minulého století. Její jedinečnost spočívá v možnosti analýzy mnoha vlastností a charakteristik na úrovni jedné buňky, a to opakovaně ve vzorku o velkém množství buněk během velmi krátkého časového úseku.

Klasická cytometrie vs. průtoková cytometrie Klasická (analytická) cytometrie (metody používané pro analýzu vlastností buněk pomocí mikroskopie a dalších optických technologií) možnost lokalizace antigenů morfologická analýza malé množství analyzovaného materiálu omezené množství dat omezené možnosti simultánní analýzy Průtoková cytometrie omezená možnost lokalizace antigenů velké množství analyzovaného materiálu velké objemy dat možnost simultánní analýzy manipulační operace např. sorting http://pmc.ucsc.edu

Hlavní komponenty FC Fluidika nádobka se vzorkem, nasátí a průtok vzorku (buněčné suspenze), vytvoření fokusovaného proudu (svazku) jednotlivých po sobě jdoucích buněk, sortery, měniče rychlosti a tlaku Optika zdroj a detektor elektromagnetického záření, filtry, optické hranoly a jiné optické elementy Elektronika digitalizace snímaného optického signálu (a/d převodník) Interpretace zpracování dat určeným software a provedení statistických analýz

Hlavní komponenty FC fluidika optika elektronika a/d interpretace

Fluidika Pro provedení analýzy jednotlivých buněk je nutnou podmínkou průtok buněk jednotlivě za sebou Fokusace toku buněk pomocí průtokové cely tzv. Flow cell Laminární tok buněk usměrňován (strháván) průtokem unášecí tekutiny, do které jsou buňky vstřikovány otvorem o malém průměru (50um-300um) Hydrodynamická fokusace unášecí tekutina buňky

Hydrodynamická fokusace Pomocí tlaku vzorku, resp. rozdílu tlaku vzorku a unášecí tekutiny je možné měnit parametry hydrodynamické fokusace. V případě velkého rozdílu tlaku (vysoký tlak vzorku) široký proud vzorku tok více buněk v plošném průřezu V případě malého rozdílu tlaku (nízký tlak vzorku) úzký proud vzorku tok jednotlivých buněk (vhodné k analýze NK) větší rozdíl tlaku (5,5 kpa) menší rozdíl tlaku (1,3 kpa)

Vliv tlaku vzorku nízký tlak Count 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 G0/G1 CV= 2.42 68.70 19.16 9.56 S phase G0/G1 G2/M 20 0 0 1024 2048 3072 4096 FL3 vysoký tlak Count 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 GO/G1 CV= 7.79 20 0 0 1024 2048 3072 4096 FL3 74.85 9.12 15.84 James Marvin, Flow Cytometry Basic Training, Northwestern University

Reynoldsovo číslo Kritický bod přechodu mezi prouděním laminárním a turbulentním je závislý na poloměru trubice r, střední rychlosti v, hustotě tekutiny ρ a viskozitě η. Konkrétní situaci popisuje tzv. Reynoldsovočíslo R e. R e = v ρ r η Podle hodnoty R e proudění laminární proudění turbulentní

Optika světelný zdroj, fokusovaný do proudu vzorku zdrojem laser výbojka Light amplification by stimulated emission of radiation laser - monochromatičnost - koherentnost - velké energie sp. e. st. e. Výbojka - polychromatičnost - nekoherentnost

Rozptyl záření na buňce Forward Scatter (FSC) detektor umístěn v ose dopadajícího paprsku Side Scatter (SSC) detektor v úhlu 90 na dopadajíc í paprsek laser FSC Intenzita lineárně rozptýlených paprsků FSC je přímo úměrné velikosti a členitosti buňky, intenzita bočně rozptýleného paprsky SSC je úměrná granularitě buňky (stav cytosolu, granula, buněčné inkluze,...) SSC

SSC vs. FSC FSC rozlišení živých a mrtvých buněk SSC rozlišení granolózních a negranulózních buněk Lymphocytes Granulocytes SSC fragmenty, mrtvé a apoptické b. Monocytes počet detekovaných FSC

Detekce fluorescence fluorescenční kanály Možnost detekce/analýzy buněčných struktur pomocí fluorescenčních sond, např. vazbou fluorochrom/protilátka Fluorescence emitovaná jednotlivými fluorochromy je detekována pomocí specifických fluorescenčních kanálů Specifičnost je zaručena možností volby vlnové délky analyzovaného signálu pomocí soustavy optických filtrů a zrcadel tj. emitované fotony fluorescenčního značení jsou rozděleny do kanálů dle svojí vlnové délky základní singletový stav excitovaný singletový stav Fluorescence základní singletový stav absorpcí záření o kratších vlnových délkách dojde k excitaci obvykle první excitovaný singletový stav. Při zpětném přechodu na základní elektronovou hladinu dochází k vyzáření fotonu. Fluorescenční emise velmi rychlá, ve srovnání s fosforescencí

Fluorescenční filtry Long Pass filtry (LP) - propouští všechny vlnové délky vyšší než specifikovaná vlnová délka Short Pass filtry (SP) - propouští všechny vlnové délky kratší než specifikovaná vlnová délka Band Pass filtry (BP) propouší specifické rozmezí vlnových délek, př. 640/20BP rozsah 630-650 nm. BP Transmittance SP LP 400nm 500nm 600nm 700nm

Dichroické filtry mohou být long pass (LP) nebo short pass (SP) filtr je umístěn v úhlu 45 část světla je odražena v úhlu 90 k p říchozímu paprsku, část světla je propuštěna zařazením více filtrů za sebe dojde k separaci jednotlivých fluorescenčních kanálů detektor

Fluorochromy Laser Lines (nm) 350 350 457 488 514 610 632 PE-Texas Red 300 400 500 600 700 Texas Red PI Ethidium PE FITC cis-paranaric Acid Original from Purdue University Cytometry Laboratories, Modified by James Marvin

Detektory http://www.physics.ubc.ca Flow cyt. přístroje obsahují dva hlavní typy detektorů elektromag. záření - fotodioda (zejména pro FSC techniku, při silném signálu) - fotonásobiče PMT - photomultiplier tube (větší senzitivita než fotodiody, možnost poškození příliš intenzivním signálem)

Elektronika záznam intenzity světelného signálu v podobě napěťového pulsu lineární/logaritmická úprava napěťového signálu potlačení podprahového signálu (treshold) FSC Detector Threshold Time

Interpretace Zpracování digitálních dat pomocí uživatelského sofrtware Statistické vyhodnocení Archivace

praktický příklad využití FC Cíl stanovit rozložení buněčného cyklu a určit množství apoptotických buněk v populaci Metoda rozložení buněčného cyklu stanoveno na základě množství DNA v buňce Množství DNA měřeno nepřímo pomocí PI - propidiumiodid (množství signálu PI úměrné množství DNA, interkalující barvivo). Nutnost odstranění RNA pozitivně negativní zkreslení signálu