Quantitative Phasenmikroskopie an lebenden Zellen
Phenotyping mit dem DHM®
Markerfreie, nicht-störende Quantitative Phasenmikroskopie (QPI)
Zellen sind sogenannte „Phasen-Objekte“. Ohne irgendeinen Marker modifizieren sie die Phase des Lichts beim Passieren der Zelle, wohingegen die Intensität kaum beeinflusst wird. Differenzielle Interferenzkontrast- und andere Phasenkontrast-Methoden nutzen diese Tatsache zum Erzeugen eines Kontrasts der sonst so transparenten Zellen und erlauben dadurch deren Visualisierung. Aber: sie messen nicht quantitativ die Phasenverzögerung beim Durchqueren der Zellen.
Das Digitale Holographische Durchlichtmikroskop (DHM-T) wie auch die Kameras von Lyncée Tec, basierend auf der DHM® Technologie, liefern quantitative Phasenbilder, die direkt proportional zur Morphologie und dem intrazellularen Proteingehalt (Trockenmasse) der Zellen sind.
Diese beiden aufgenommenen Parameter sind endogene Schlüsselbiomarker. Sie wurden allein mit nicht-fokussiertem Licht niedriger Intensität aufgenommen, ohne die Zellen irgendwelcher Phototoxizität oder Photobleiche auszusetzen. Mit dem DHM® werden Ihre Zellen ohne jede Störung gemessen. Auch sehr lange Zeitraffer Protokolle können unbesorgt ausgeführt werden, und die Zellantwort hängt ausschliesslich mit deren biologischer Umgebung und dem Versuchsprotokoll ab (mehr dazu).
Morphologie und intrazellularer Inhalt: aussagekräftige endogene Biomarker
Die DHM® Technologie profitiert vom natürlichen endogenen Kontrast bei Zellen: der Morphologie und dem intrazellularen Inhalt. Dadurch sind keine störenden externen Farbstoffe nötig.
In der Tat sind diese beiden Biomarker nicht nur interessant weil sie Biomarker sind. Sie haben einen unschätzbaren Wert im Monitoring des Gesundheitszustands der Zelle und damit einhergehender physiopathologischer Prozesse. Seit mehr als 20 Jahren arbeitet Lyncée Tec mit mehreren renommierten Forschungslaboren zusammen, um Zusammenhänge zu erforschen und aufzuzeigen. Mit immer wieder bahnbrechenden Publikationen, basierend auf der Fülle an Erkenntnissen dank QPI mit dem DHM®.
Unsere Zellanalyse Tool Software reifte kontinuierlich über die Zeit dieser fundamentalen wissenschaftlichen Arbeiten. Sie erlaubt das einfache Extrahieren der reichhaltigen Information aus den quantitativen Aufnahmen, wie Aussagen über Morphologie, intrazellularer Inhalt, dynamische Parameter wie Populationsgrösse, und zweitens lässt sie sich für viele biologische Paradigmen heranziehen, wie in Beispielen illustriert im kommenden Abschnitt.
Das DHM® zeichnet den Gesundheitszustand und zugrundeliegende physiopathologische Prozesse auf
Nachfolgend ein paar Anwendungsbeispiele mit quantitativem Phasenimaging an lebenden Zellen mit dem DHM® und die Interpretation der Messung:
- Cytotoxizität
- Zellmigration/Proliferation
- Dynamik von Kardiomyozyten
- Hematologie
- Adipogenesis
- 4D Tracking
- Medikamente Screening
- Optisches Patch Clamp
- Fluoreszenz Korrelation
Kompetitive Vorteile des DHM®
DHM® bietet klare Vorteile, wenn lebende Proben in einer nicht-invasiven Art aufgenommen werden sollen.
- Geschwindigkeit: Mikrosekunden Aufnahmen
- Labelfrei: keine Marker, keine Phototoxizität (entgegen Fluoreszenz)
- Nicht-invasiv: nicht-störende physiologische Messungen
- Quantitativ: Aufnahmen proportional zu physiologischen Parametern
- Hochdurchsatz Analysen: umfassendes Set an Parametern aufgenommen
- Perfekter Fokus: Offline Fokussiermöglichkeit
- Benutzerfreundlich: keine Sample Präparation, direktes Imaging (kein Scanning)
Diese Vorteile kombiniert erlauben das Monitoring lebender Zellen in Echtzeit über eine grosse Zeitdauer. Die Absenz von Labels erlaubt auch das Wiederholen von Messungen, und am Ende selbst auch noch invasive Messungen auszuführen, in einer anderen Modalität wie Fixierung und Antibody Labeling.
Multimodalität
Der mit dem DHM erhaltene hohe Informationsgehalt kann korreliert werden mit simultanen Fluoreszenzmessungen im selben Bildfeld unter Verwendung des optionalen Fluoreszenz-Moduls.
