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Updated: Jun 4, 2025

07:36
Autofluorescence Imaging to Evaluate Cellular Metabolism
Published on: November 15, 2021
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快速自光成像用于评估细胞代谢的动态变化
Anna Theodossiou1, Jocelyn Martinez1, Alex J Walsh1
1Texas A&M University, Department of Biomedical Engineering, College Station, Texas, United States.
Journal of biomedical optics
|December 20, 2024
概括
这项研究开发了一种快速宽场显微镜,用于使用自光学进行细胞代谢成像. 该系统成功地捕获了细胞中的动态代谢变化,使得对细胞代谢有了新的见解.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 细胞生物学 细胞生物学
- 显微镜的使用方法
背景情况:
- 细胞代谢过程发生得很快,需要先进的成像工具.
- 自体光成像,利用降低的尼古丁胺胺氨基二核酸 (酸盐) [NAD(P) H]和黄胺氨基二核酸 (FAD),提供了一种非侵入性的方法来评估细胞代谢.
- 目前的工具缺乏空间和时间分辨率来捕捉快速的代谢动态.
研究的目的:
- 开发和评估一个广场光显微镜,优化用于快速自光成像细胞代谢变化.
- 为了使代谢活动的高速,空间分辨率测量.
主要方法:
- 在一个sCMOS摄像头上组装了一个广场光显微镜,使用一个倒置显微镜,LED激发和一个图像分割器,用于同时对双带宽成像.
- 优化的照明功率和摄像机曝光设置使用MCF-7细胞和初级小鼠海马神经元受到代谢干扰 (化物治疗,葡萄糖饥饿/重新引入).
- 量化的光学氧化还原比 (ORR) 和NAD的自强度 (P) 和FAD.
主要成果:
- 确定了用于量化治疗细胞代谢差异 (ORR) 的最佳参数 (照明功率>0.30mW,暴露时间低至5ms).
- 在4.14mW或以下的照明功率下,在30秒的成像时间内显示了最小的光漂白.
- 在使用优化设置 (4.14mW,10毫秒暴露) 重新引入葡萄糖后,在缺乏葡萄糖的MCF-7细胞中观察到ORR的快速,异质的增加.
结论:
- 开发的广场自流光显微镜能够动态成像和细胞代谢的量化.
- 该系统以99.6Hz的速度实现了高速成像,捕捉了快速的代谢事件.
- 这项技术为研究快速细胞代谢动态提供了有价值的工具.
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