Проблеми при поддържане на жизнеспособността на клетките в система за изображения на живи клетки по време на изображения

Изобразяването на живи клетки е важен аналитичен инструмент в лаборатории, изучаващи биомедицински изследователски дисциплини, като клетъчна биология, невробиология, фармакология и биология на развитието. Изобразяването на фиксирани клетки и тъкани (за които фотоизбелването е основният проблем) обикновено изисква висок интензитет на осветяване и дълго време на експозиция; те обаче трябва да се избягват при изобразяване на живи клетки. Микроскопията на живи клетки обикновено включва компромис между получаването на качество на изображението и поддържането на здрави клетки. Следователно, за да се избегне висок интензитет на осветяване и дълго време на експозиция, пространствените и времеви разделителни способности често са ограничени в експеримента. Изобразяването на живи клетки включва широка гама от методи за изобразяване с усилен контраст за оптична микроскопия. Повечето изследвания използват един от многото видове флуоресцентна микроскопия и това често се комбинира с техники на предавана светлина, които ще бъдат обсъдени по-долу. Непрекъснатият напредък в техниките за изобразяване и дизайна на флуоресцентни сонди подобрява силата на този подход, като гарантира, че изобразяването на живи клетки ще продължи да бъде важен инструмент в биологията.

Важно внимание е да се гарантира, че клетките са в добро състояние и функционират нормално, докато са на микроскопския стол с осветяване в присъствието на синтетични флуорофори или флуоресцентни протеини. Условията, при които клетките се поддържат на стола на микроскопа, макар и много променливи, често диктуват успеха или неуспеха на експеримента.

Предлагат се различни среди за клетъчни култури въз основа на специфичните биохимични изисквания на клетките. Културалната среда съдържа различни съставки, включително аминокиселини, витамини, неорганични соли (минерали), микроелементи, съставки на нуклеинова киселина (основи и нуклеозиди), захари, междинни продукти от цикъла на трикарбоксилната киселина, липиди и коензими. В средите за тъканни култури важна стъпка е да се контролира концентрацията на кислород, рН, буферен капацитет, осмоларност, вискозитет и повърхностно напрежение. Наличните в търговската мрежа състави на среди често включват индикаторно багрило (напр. фенолно червено) за визуално определяне на приблизителната стойност на pH. Буферна система от въглероден диоксид и бикарбонат за регулиране на pH е необходима за почти всички клетъчни линии. Клетките трябва да се култивират в атмосфера, която съдържа малко количество въглероден диоксид (обикновено 5–7%) в инкубатори, за да се контролира концентрацията на разтворен газ. За изображения на живи клетки може да бъде трудно да се осигури подходяща атмосфера с въглероден диоксид и това обикновено изисква специално проектирани камери за култура за регулирана атмосфера. Нуждите от кислород могат да варират между клетъчните линии, но нормалните нива на напрежение на атмосферния кислород са подходящи за повечето култури. По отношение на осмоларитета, повечето от клетъчните линии имат голям толеранс към осмотичното налягане, с добър растеж при осмоларитети между 260 и 320 милиосмолари. Когато клетките се отглеждат в култури с отворени плочи или петриеви панички, може да се използва хипотонична среда за справяне с изпарението.