Precisa valutazione totale delle cellule con segnali di impedenza. Credito:Tao Tang, Yaxiaer Yalikun
Avere un buon occhio per i dettagli è un'abilità essenziale per molte professioni. In particolare, i biologi utilizzano tecniche speciali e tecnologie avanzate per analizzare le singole cellule con una precisione senza precedenti. La citometria ad impedenza è un metodo sperimentale in grado di rivelare caratteristiche specifiche delle singole cellule viventi. Questa tecnica richiede la penetrazione elettrica, in cui la corrente ad alta frequenza può passare liberamente attraverso la membrana cellulare, senza danneggiare la cellula. Ora, i ricercatori dal Giappone hanno determinato le condizioni ottimali per eseguire la citometria di impedenza. Il loro lavoro può portare a una rapida valutazione delle cellule durante la coltura in esperimenti biologici.
Un metodo migliorato per misurare la morfologia e la biomassa di singole cellule utilizzando la citometria di impedenza è stato introdotto in uno studio pubblicato di recente in Microsystems &Nanoengineering . La citometria di impedenza comporta l'applicazione di tensioni ad alta frequenza agli elettrodi per misurare l'impedenza complessa, che può fornire informazioni sulla forma e sul volume effettivo della cellula. Nello studio, i ricercatori guidati dal Nara Institute of Science and Technology hanno utilizzato diverse fasi di segnali di tensione a quattro frequenze. Hanno dimostrato che le tensioni applicate con frequenze di circa 7 MHz sono in grado di passare attraverso la membrana delle cellule di Euglena gracilis. Le frequenze più alte possono monitorare i cambiamenti nella biomassa, mentre le frequenze più basse possono tenere traccia delle variazioni di volume.
Quando un campo elettrico ad alta frequenza penetra nella membrana cellulare, la distribuzione intracellulare irregolare fa inclinare gli impulsi di impedenza a sinistra oa destra, cosa che è stata verificata nella simulazione e negli esperimenti. "In definitiva, il nostro metodo per determinare la conduttività della membrana cellulare si basa sul grado di inclinazione causato dagli impulsi elettrici", afferma l'autore Yoichiroh Hosokawa. Il team ha anche eseguito studi di calibrazione utilizzando perline per comprendere meglio i meccanismi fisici alla base di questo effetto.
"Questa ricerca consente di determinare facilmente la penetrazione elettrica di una membrana cellulare e la piattaforma proposta è applicabile alla valutazione multiparametrica dello stato dell'organismo durante la coltivazione", afferma l'autore senior Yaxiaer Yalikun. Questa piattaforma può essere facilmente integrata in sistemi microfluidici per il monitoraggio scalabile di esperimenti biologici.
La necessità di un'analisi efficiente e altamente accurata delle singole cellule viventi può essere soddisfatta da questo nuovo metodo di citometria a impedenza sviluppato dal team di ricerca guidato dal Nara Institute of Science and Technology. Le applicazioni future potrebbero essere estese alle cellule dei mammiferi per monitorare i cambiamenti specifici della membrana in campi come l'oncogenesi e l'invecchiamento cellulare. + Esplora ulteriormente
