細(xì)胞干質(zhì)量
細(xì)胞干質(zhì)量
四達(dá)波提供了一種全新的在光學(xué)顯微鏡下觀察無(wú)標(biāo)記的活細(xì)胞的定量相位成像技術(shù)，**統(tǒng)計(jì)分析細(xì)胞的演化過(guò)程（遷移，生長(zhǎng)，細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程......）。這款即插即用的圖像設(shè)備基于四波橫向剪切干涉的****技術(shù)，能夠直接實(shí)時(shí)測(cè)量任何生物樣品的相位信息。
本質(zhì)上通過(guò)樣本的固有相位差來(lái)創(chuàng)建圖像，菲斯克斯的**技術(shù)不僅提供了非常出色的細(xì)胞超強(qiáng)對(duì)比度，同時(shí)也提供了樣品準(zhǔn)確定量的全部信息。
該技術(shù)可以用來(lái)觀察和分析細(xì)胞周期。首先，一個(gè)獨(dú)立細(xì)胞的干質(zhì)量能夠在其細(xì)胞循環(huán)期的生長(zhǎng)中連續(xù)被追蹤測(cè)量；其次，能夠測(cè)量一個(gè)龐大細(xì)胞群的有絲分裂比率。本研究在這里提出一個(gè)自然的COS-7細(xì)胞系的例子。所用細(xì)胞定量相位成像系統(tǒng)裝置在常規(guī)的配有鹵素光源的明場(chǎng)顯微鏡上。
“在有絲分裂過(guò)程中監(jiān)測(cè)細(xì)胞干質(zhì)量”
細(xì)胞的相位特征是很長(zhǎng)時(shí)間以前就被確認(rèn)與干質(zhì)量直接成正比。集成細(xì)胞表面上測(cè)量的相位，菲斯克斯技術(shù)能夠直接獲得干質(zhì)量。此外，在標(biāo)準(zhǔn)的光源下該技術(shù)在正常培養(yǎng)條件下，輕松獲得時(shí)延圖像（按照指定時(shí)間拍攝的連續(xù)圖像），例如塑料培養(yǎng)皿和培養(yǎng)箱。更重要的是，哪怕在相當(dāng)長(zhǎng)的采集周期，也沒(méi)有改變?nèi)魏渭?xì)胞行為狀態(tài)，全源于無(wú)需標(biāo)記或者染色。因此該技術(shù)非常適合細(xì)胞的動(dòng)態(tài)研究。該技術(shù)支持追蹤單個(gè)細(xì)胞在其生長(zhǎng)環(huán)境過(guò)程的蹤跡。因此，如圖1中所示，
COS-7細(xì)胞在其周期的生長(zhǎng)速率。這是用簡(jiǎn)單的技術(shù)來(lái)理解調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的機(jī)制。例如，一個(gè)饑餓的COS-7細(xì)胞的周期可以與一個(gè)正常的COS-7細(xì)胞作為對(duì)照。
“相位圖像揭示有絲分裂狀態(tài)”
相位圖像是一個(gè)成熟的全領(lǐng)域技術(shù)。它可以同時(shí)測(cè)量一個(gè)龐大的細(xì)胞群。首先我們先分析用秋水酰胺處理過(guò)的阻斷前中期的細(xì)胞群。通過(guò)細(xì)胞之間的區(qū)分識(shí)別（圖2），干質(zhì)量和相關(guān)表面的統(tǒng)計(jì)分析可以在群體中進(jìn)行。這就決定了建立客觀數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)是決定細(xì)胞分裂狀態(tài)的相位信息和形態(tài)學(xué)指標(biāo)的混合體。該標(biāo)準(zhǔn)將被用于從間期細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞的有絲分裂，這是用明確的細(xì)胞系通過(guò)研究不同類(lèi)型的細(xì)胞檢查確定的，如COS-7細(xì)胞，HeLa細(xì)胞和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞等。
“無(wú)標(biāo)記測(cè)量細(xì)胞分裂比率”
以422 COS-7細(xì)胞對(duì)照群體為例，我們觀察干質(zhì)量隨著表面變化的演變，如圖3中所示。當(dāng)應(yīng)用預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)在有絲分裂上，在細(xì)胞群體的有絲分裂細(xì)胞的分裂比率就能被測(cè)量出來(lái)。實(shí)驗(yàn)表明COS-7 cells的有絲分裂比率為3.4％。對(duì)于處于營(yíng)養(yǎng)不充足的COS-7 cells的有絲分裂比率為3.0％。
這些都得益于定量相位測(cè)量，能夠有效建立客觀的對(duì)細(xì)胞有絲分裂比率的統(tǒng)計(jì)方法。癌癥研究真正感興趣的地方就在于此。
參考文獻(xiàn)：
1 P. Bon, G. Maucort & al, "Quadriwave lateral shearing interferometry for quantitative phase microscopy of living cells",
Optics Express 17 (15), 13080-13094 (2009)
2 R. Barer, “Interference microscopy and mass determination”, Nature 169, 366 - 367 (1952)
3 By courtesy of P. Bon and J. Savatier from Institut Fresnel, UMR 7249, France
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