Problemi u održavanju vitalnosti ćelije u sistemu za snimanje živih ćelija tokom snimanja

Snimanje živih ćelija je važan analitički alat u laboratorijama koje proučavaju biomedicinske istraživačke discipline, kao što su ćelijska biologija, neurobiologija, farmakologija i razvojna biologija. Snimanje fiksnih ćelija i tkiva (za koje je fotoizbeljivanje glavni problem) obično zahteva visok intenzitet osvetljenja i dugo vreme ekspozicije; međutim, ovo se mora izbjegavati prilikom snimanja živih ćelija. Mikroskopija živih ćelija obično uključuje kompromis između dobijanja kvaliteta slike i održavanja zdravih ćelija. Stoga, kako bi se izbjegao visok intenzitet osvjetljenja i dugo vrijeme ekspozicije, prostorne i vremenske rezolucije su često ograničene u eksperimentu. Snimanje živih ćelija uključuje širok spektar kontrastno poboljšanih metoda snimanja za optičku mikroskopiju. Većina istraživanja koristi jednu od mnogih vrsta fluorescentne mikroskopije, a to se često kombinuje sa tehnikama transmitiranog svjetla, o čemu će biti riječi u nastavku. Kontinuirani napredak u tehnikama snimanja i dizajnu fluorescentnih sondi poboljšavaju snagu ovog pristupa, osiguravajući da će snimanje živih ćelija i dalje biti važno oruđe u biologiji.

Važan oprez je da se osigura da su ćelije u dobrom stanju i da normalno funkcionišu dok ste na pozornici mikroskopa sa osvetljenjem u prisustvu sintetičkih fluorofora ili fluorescentnih proteina. Uslovi pod kojima se ćelije održavaju na pozornici mikroskopa, iako su veoma varijabilni, često diktiraju uspeh ili neuspeh eksperimenta.

Dostupne su različite podloge za ćelijske kulture na osnovu posebnih biohemijskih zahteva ćelija. Podloga za kulturu sadrži različite sastojke, uključujući aminokiseline, vitamine, anorganske soli (minerale), elemente u tragovima, sastojke nukleinskih kiselina (baze i nukleozide), šećere, intermedijere ciklusa trikarboksilne kiseline, lipide i koenzime. U medijima za kulturu tkiva, važan korak je kontrola koncentracije kisika, pH, puferskog kapaciteta, osmolarnosti, viskoziteta i površinske napetosti. Komercijalno dostupne formulacije medija često uključuju indikatorsku boju (npr. fenol crveno) za vizualno određivanje približne pH vrijednosti. Ugljični dioksid i bikarbonatni pufer sistem za regulaciju pH neophodan je za gotovo sve ćelijske linije. Ćelije se moraju uzgajati u atmosferi koja sadrži malu količinu ugljičnog dioksida (obično 5-7%) u inkubatorima kako bi se kontrolirala koncentracija otopljenog plina. Za snimanje živih ćelija može biti teško osigurati odgovarajuću atmosferu s ugljičnim dioksidom, a to obično zahtijeva posebno dizajnirane komore za kulturu za reguliranu atmosferu. Potrebe za kiseonikom mogu varirati među ćelijskim linijama, ali normalni nivoi atmosferske tenzije kiseonika su pogodni za većinu kultura. Što se tiče osmolarnosti, većina ćelijskih linija ima veliku toleranciju na osmotski pritisak, sa dobrim rastom pri osmolarnostima između 260 i 320 miliosmolarnih. Kada se ćelije uzgajaju u otvorenim kulturama ili Petrijevim zdjelicama, hipotonični medij se može koristiti za suočavanje s isparavanjem.