Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

Hasonló dokumentumok
Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

Tóth Mónika Ágnes PTE ÁOK Biofizikai Intézet Kereskedelmi forgalomban kapható készülékek

Modern Biofizikai Kutatási Módszerek Kereskedelmi forgalomban kapható készülékek. Áramlási citometria (flow cytometry)

Röntgendiffrakció. Grama László május

Az áramlási citometria - fogalmak. Áramlási citometria. TörténeZ há]ér 5/21/12. Az áramlási citometria alapjai. alkalmazhatósága.


A lézer-szkenning citometria lehetőségei. Laser-scanning cytometer (LSC) Pásztázó citométer. Az áramlási citometria fő korlátai

Áramlási citometria, sejtszeparációs technikák. Immunológiai és Biotechnológiai Intézet ÁOK, PTE

Áramlási citometria elve

Áramlási citometria / 4. Immunológiai és Biotechnológiai Intézet PTE KK

Az áramlási citometria elve

A módszerek jelentősége. Gyors-kinetika módszerek. A módszerek közös tulajdonsága. Milyen módszerekről tanulunk?

Az ellenanyagok orvosbiológiai. PhD kurzus 2011/2012 II. félév

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése. Az áramlási citométer diagnosztikai alkalmazásai

Használati útmutató a Cell Lab Quanta SC (Beckman Coulter) áramlási citométerhez

Abszorpciós fotometria

6. Fehérjék kimutatása. Biokémiai és sejtszintű vizsgálatok

Antigén ellenanyag kapcsolódás kimutatásán alapuló analitikai módszerek II. Áramlási citofluorimetria Konfokális lézerpásztázó mikroszkópia

Modern mikroszkópiai módszerek

Abszorpciós fotometria

6. Fehérjék kimutatása. Biokémiai és sejtszintű vizsgálatok

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

6. Fehérjék kimutatása. Biokémiai és sejtszintű vizsgálatok

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET) Modern Biofizikai Kutatási Módszerek

Ragyogó molekulák: dióhéjban a fluoreszcenciáról és biológiai alkalmazásairól

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

In vivo szövetanalízis. Különös tekintettel a biolumineszcens és fluoreszcens képalkotási eljárásokra

Abszorpciós fotometria

Haematológiai automatizáció: tapasztalataink az új Sysmex XT-2000 automatával az elmúlt 5 hónap során. Nagy Nóra Gróf Esterházy Kórház Laboratórium

Abszorpciós spektroszkópia

Abszorpciós fotometria

Az áramlási citometria gyakorlati alkalmazása az ondó rutin analízisben. Hajnal Ágnes, Dr Mikus Endre, Dr Venekeiné Losonczi Olga

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Bevezetés a fluoreszcenciába

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

Gyors-kinetikai módszerek

(

Fluoreszcencia 2. (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Abszorpció, emlékeztetõ

Anyagszerkezet vizsgálati módszerek

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

Száloptika, endoszkópok

Fehérjék elválasztására alkalmazható mikrofludikai rendszerek Bioanalyzer, LabChip rendszerek. A készülékek működési elve, felépítésük, alkalmazásuk.

Az áramlási citometria alkalmazási területei

A TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI

Mozgékony molekulák vizsgálata modern mikroszkópiával

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Áttekintő tartalomjegyzék

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

Konfokális mikroszkópia elméleti bevezetõ

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Szívbetegségek hátterében álló folyamatok megismerése a ciklusosan változó szívélettani paraméterek elemzésén keresztül

OPTIKA. Vozáry Eszter November

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A fény tulajdonságai

A fluoreszcencia orvosibiológiai. alkalmazásai. Fluoreszcencia forrása I. Fluoreszcencia alkalmazások. Kellermayer Miklós

Röntgen-gamma spektrometria

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Immunológiai Gyakorlatok II április

In Situ Hibridizáció a pathologiai diagnosztikában és ami mögötte van.

Röntgendiagnosztikai alapok

Ultrahangos anyagvizsgálati módszerek atomerőművekben

Engedélyszám: /2011-EAHUF Verziószám: Humángenetikai vizsgálatok követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Mérés: Millikan olajcsepp-kísérlete

Készítette: Kovács Mónika Eszter Környezettan alapszakos hallgató. Témavezető: Dr. Mészáros Róbert adjunktus

Mérés és adatgyűjtés

A fény. Abszorpciós fotometria Fluoreszcencia spektroszkópia. A fény. A spektrumok megjelenési formái. A fény kettıs természete: Huber Tamás

2.3. Az abszorpciós spektrum és mérése

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

Daganat immunterápia molekuláris markereinek tanulmányozása biofizikai módszerekkel. Áramlási és képalkotó citometria

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Antigén szervezetbe bejutó mindazon corpuscularis vagy solubilis idegen struktúra, amely immunreakciót vált ki Antitest az antigénekkel szemben az

Magyarország-Budapest: Diagnosztikumok 2013/S Tájékoztató az eljárás eredményéről. Árubeszerzés

Mannich-ketonok antifungális hatásának vizsgálata. és antimikotikum-érzékenység meghatározása. chip-alapú módszerekkel.

Anyagvizsgálati módszerek


Extracelluláris vezikulák

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

ADATÉRTÉKEL ELJÁRÁSOK SEJTFELSZÍNI FEHÉRJEMINTÁZATOK ANALÍZISÉRE SZENTESI GERGELY

A Flowcytometriás. en. Sinkovichné Bak Erzsébet,

Szerves oldott anyagok molekuláris spektroszkópiájának alapjai

Lumineszcencia Fényforrások

MATROSHKA kísérletek a Nemzetközi Űrállomáson. Kató Zoltán, Pálfalvi József

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Orvosi diagnosztika tenyérnyi eszközökön

DIGITÁLIS KÉPANALÍZIS KÉSZÍTETTE: KISS ALEXANDRA ELÉRHETŐSÉG:

TRIPSZIN TISZTÍTÁSA AFFINITÁS KROMATOGRÁFIA SEGÍTSÉGÉVEL

Sejtkultúra előállítása, steril munka feltételei Immunsejtek izolálása és funkcionális vizsgálata április 15. Kremlitzka Mariann, PhD

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] v( t) = k A B. Gyors kinetikai módszerek. Stopped flow. = k. Dr. Kengyel András. v = k A B. ( t) [ ] ( t ) ( t)

Fluoreszcencia spektroszkópia

Megújuló energiaforrások

Kapilláris elektroforézis lehetőségei. Szabó Zsófia Országos Gyógyintézeti Központ Immundiagnosztikai Osztály

VIZSGÁLATA FLOWCYTOMETRIA

Tárgyszavak: kapilláris, telítéses porometria; pórustérfogat-mérés; szűrés; átáramlásmérés.

TÖMEGSPEKTROMÉTEREK SZEREPE A FÖLDTUDOMÁNYBAN. Palcsu László MTA Atommagkutató Intézet (Atomki) Környezet- és Földtudományi Laboratórium, Debrecen

Átírás:

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai Diagnosztikai és terápiás módszerek biofizikai alapjai Tóth Mónika Ágnes PTE ÁOK Biofizikai Intézet 2010.04.19.

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése Kereskedelmi forgalomban kapható készülékek

Fogalmak Áramlási citometria (flow cytometry) Eljárás vagy mérési módszer, amellyel folyadékáramban lévő önálló részecskék, pl. biológiai sejtek egyedi tulajdonságait fizikai, kémiai, biokémiai, biológiai jellemzőit - tudjuk lemérni Flow Sorting Sejtek vagy részecskék elkülönítése, elválasztás mért paramétereik szerint FACS: Fluorescence-Activated Cell Sorting Eredetileg csak a szorting folyamatot nevezték így, ma az analizátorokra is használják (Valójában helytelenül).

A flow citometria fejlődése

Gucker - 1947 Áramlási citométer baktériumok detektálására aeroszolban A fejlesztés a II. Világháború idején történ, 1947-ben publikálták A cél a levegőben terjedő baktériumok gyors detektálása volt, a biológiai fegyverek kimutatására Készülék: Egy sötét-látóteres mikroszkóp cellájában áramoltatták a szűrt levegőt. A lámpa a Ford autógyár reflektor-lámpája volt, detektálásra PMT-t használtak.

Wallace Coulter - Coulter orifice (1956) 1953-ban szabadalmaztatott technika Az elektromos vezetőképesség (ellenállás) változásait detektálta miközben a sóoldatban (pufferban) szuszpendált sejtek áthaladnak egy vékony nyíláson.

Photo by J.Paul Robinson Photo by J.Paul Robinson A szabadalmi bejelentés kézirata Az első kereskedelmi forgalomba került számláló (Coulter Counter)

Kamentsky (1965) Az első sejt szorter. A fényszórást HeNe lézerrel mérte. A fluoreszcenciát detektáló modell elődje.

Mack Fulwyler sorter (1965) A sejtek elválasztása térfogatuk alapján történ, a Coulter counter elv szerint. A kiválasztott sejtek elkülönítése elektrosztatikus eltérítéssel történt (a nagysebességű szorting alapja ma is ez). A felhasznált elv: Tintasugaras nyomtató (Richard Sweet, Stanford, 1965). Neutrofil sejteket és limfocitákat tudtak elválasztani vérből.

Milyen funkcókra képes egy flow citométer? Részecskék sejtek - számlálása sejtszupenzióban Biologiai és nem biologiai elkülönítése Élő és nem élő részecskék, sejtek elkülönítése 10 5-10 6 számú részecske mérése 1 percen belül Részecskék fényszórásának és/vagy belső fluorescenciájának mérése Sorting: egyedi részecskék elkülönítése

A mérések alapelvei A részecskék egy hidrodinamikailag fókuszált folyadékáramban haladnak át egy gerjesztő fénynyalábon (lézer, Hg-gőz lámpa, stb.) Fény szórásjelek detektálása Specifikus fluoreszcencia detektálása Multiparaméteres adat analízis Electrosztatikus vagy mechanikus részecske szeparálás: szorting

Technikai felépítés Fényforrás Detektáló rendszer Áramlási rendszer (folyadék) Szorting Adatgyűjtés Adat analízis Biologiai kísérleti rendszer

Az áramlási tér jelentősége, tulajdonságai: Hidrodinamikai fókuszálás

Áramlási citométer cella

Hidrodinamikai rendszer

Hidrodinamikai fókuszálás A köpenyfolyadék koncentrikus körökben veszi körül a mintafolyadékot (lamináris áramlás). Ezáltal a mintafolyadékot az áramlási fej közepére fókuszálja A hidrodinamikai fókuszálás célja: a sejtek ott haladjanak,ahol a lézer megvilágítja őket.

Sejtszeparálás - szorting A piezoelektromos kristály rezgése cseppekre bontja a folyadékoszlopot. A cseppeket a mért fényszórás és fluoreszcencia jelek alapján töltik fel pozitív vagy negatív töltéssel.

Az áramlási citométer optikai felépítése, optikai jelek detektálása

Technikai komponensek Fényforrás: Gerjesztő/megvilágító rendszer Lézerek (350-363, 420, 457, 488, 514, 532, 600, 633 nm) Argon ion, Krypton ion, HeNe, HeCd, Yag, szilárdtest Ívlámpák Higany-gőz, Hg-Xenon (megfelelő vonalak Detektáló rendszer Fotomultiplier csövek (PMTs) Fotodiódák Régebben 1-2 cső Jelenleg akár 12-15 db. Többnyire az előre irányuló szórás (FSC) mérésére

A detektor rendszer optikai elrendezésének elve Áramlási cella Dikroikus tükrök Áteresztő fényszűrők

FSC=Előreszórás (sejtméret) SSC=Oldalszórás (sejtgranuláltság)

Dikroikus tükrök

Analóg jelek FSC SSC FITC Lézer késleltetés APC

A memóriában megjelenő számok digitális készülékben

A számok konvertálása paraméterekké Jelszélesség: Mintavételek száma Csúcsmagasság: A legnagyobb számérték Terület: A számok összege Nincs holtidő!!!

Fluoreszcens jelölés A fluoreszcencia alapjai

Felületi marker analízis A leukociták és (más sejtek) jellegzetes molekula kombinációt expresszálnak a sejt felszínén,ami függ A sejtek típusától A sejtek differenciálódási stádiumától A sejtek aktivációjától, inaktivációjától A sejtek egyéb funkcionális állapotától A kóros elváltozásoktól,differenciálódási mechanizmusoktól Tipikus detektálásuk monoklonális antitestekkel történik Áramlási citometriás célra az antitesteket fluoreszcencen jelöljük: direkt, indirekt

Fluoreszcens jelölés Single fluoreszcens festékkel Tandem festékkel Akceptor Donor Akceptor Donor

Önálló (Single) festékek Tandem festékek

Fluoreszcens festékekkel szemben támasztott követelmények: Emittáljanak olyan hullámhosszon, ahol kicsi az autofluoreszcencia Az emissziós spektrumuk a lehető legkisebb átfedést mutassa a többi festék spektrumával (kompenzáció) Kvantumhatásfokuk, abszorpciós együtthatójuk legyen magas, azaz produkáljanak erős, jól detektálható fluoreszcenciát (érzékenység) Aspecifikus kötődésük legyen kicsi Legyenek olcsók A fehérjék (antitestek) jelölése egyszerű protokollal legyen megvalósítható Ne módosítsák jelentősen a jelölt molekula tulajdonságait

Fluorokrómok

Mérési eredmények tárolása, mentése

Az adatok tárolása Az adatok elmentése ún. FCS (flow cytometry standatrd) file-ban történik, ahol minden sejtről elmentik az összes mért adatot = list mode file

Az adatok megjelenítése I. Egydimenziós ábrázolási mód: hisztogram a logaritmikus skála előnye: Összenyomja a skálát a magas értékeknél Sok biológiai paraméter lognormális eloszlást mutat, ez logaritmikus skálán haranggörbének látszik. hátránya: Nulla s negatív számokat nem tuid ábrázolni Ún. binning artefaktum (úgy tűnik,hogy az alacsony intenzitású populásió elnyúlik balra,és az első csatornában sok sejt halmozódik fel.) megoldás: Olyan skála, amely alacsony értékeknél lineáris, magasaknál logaritmikus: hiperlog skála

Az adatok megjelenítése II. Kétdimenziós ábrázolási módok: 1. Dotplot: A 2 tengelyen 1-1 mért paramétert tűntetünk fel, az ábrán minden pont egy sejtnek felel meg 2. Density plot: az ábrán minden pont színe a sejtek számát jelenti. 3. Contour plot: az azonos sejtszámú pontokat vonalakkal kötik össze. 4. 3D (surface,felszín) ábra: a sejtek számát a z tengelyen ábrázolják (ritkán alkalmazott)

Kapuzás Az összes lemért FL4 eloszlása. Csak a piros kapun (limfociták) belül lévő sejtek FL4 eloszlása.

Az áramlási citométer diagnosztikai alkalmazásai

Immuntipizálás áramlási citometriával

Sejtciklus és DNS tartalom analízis 1. A sejteket fixáljuk és permeabilizáljul, hogy a DNS festék hozzáférjen a DNS-hez. 2. A DNS festék (pl. propidium jodid) eljut a sejtmagba, és ott sztöchiometrikusan kötődik a DNS-hez. 3. A mért fluorszcencia intenzitása arányos a sejt DNS tartalmával. Alkalmazási terület: Daganatos sejtek A normálisnál magasabb DNS tartalommal rendelkeznek Magasabb S és G2/M aránnyal rendelkeznek

Multiplex Microbead Assay (MMA)

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET