Cytométrie en flux photoacoustique in vitro : une technique photoacoustique en flux non invasive pour détecter les cellules cancéreuses de l’ovaire circulantes contenant des nanoparticules

La cytométrie en flux photoacoustique, ou PAFC, utilise la capacité des échantillons biologiques à absorber la lumière laser d’une longueur d’onde spécifique et à émettre des ondes sonores acoustiques. Commencez par prendre une suspension des cellules cancéreuses de l’ovaire porteuses de nanoparticules souhaitées dans une seringue et de l’air dans une deuxième seringue. Chargez les deux seringues sur deux pousse-seringues séparés réglés à leurs débits respectifs. Les pompes délivrent leur contenu à travers des tubes flexibles qui fusionnent pour administrer de petits volumes d’échantillons piégés entre des bulles d’air alternées vers une chambre d’écoulement pré-assemblée.

Au fur et à mesure que l’échantillon passe dans la chambre d’écoulement, irradiez les cellules à l’aide d’un laser à impulsions courtes d’une longueur d’onde appropriée. L’absorption localisée de l’énergie laser par les nanoparticules à l’intérieur des cellules cancéreuses génère de la chaleur, provoquant une expansion thermoélastique qui produit des ondes sonores acoustiques. Un transducteur pré-assemblé détecte les signaux acoustiques et les transmet à un récepteur. Le récepteur amplifie les signaux et les relaie à un oscilloscope pour l’acquisition de données. L’oscilloscope traite les données et les transfère à un ordinateur qui affiche des informations relatives aux cellules cancéreuses détectées.

Utilisez le fichier STL tridimensionnel fourni pour imprimer en 3D le réservoir d’écoulement avec du thermoplastique ABS ou du plastique PLA. Après avoir imprimé le réservoir, nettoyez et assemblez le système pour l’utiliser. Placez des lamelles en verre sur la fente de 1 millimètre sur 3 millimètres et le trou de 1 centimètre dans le système d’écoulement et scellez-les soigneusement avec du silicone pour éviter les fuites. Ensuite, insérez le tube capillaire dans les tubes durcis en silicone. Insérez les tubes dans la chambre d’écoulement par le côté du réservoir d’écoulement de sorte que le tube capillaire en verre se trouve directement au-dessus et devant la fente de 3 millimètres et le trou de 1 centimètre.

Scellez le tube avec du silicone. Ensuite, connectez le transducteur à un émetteur à ultrasons et à un récepteur. Amplifiez le signal avec un gain de 59 décibels. Connectez la sortie du filtre à un oscilloscope reconfigurable polyvalent équipé d’un réseau de portes programmables sur le terrain intégré. Connectez l’un des tubes provenant de la chambre d’écoulement à une jonction en T reliée à deux pousse-seringues à chaque branche. Remplissez l’un des pousse-seringues d’air et l’autre pompe de l’échantillon à analyser.

Réglez la pompe contenant l’air à un débit de 40 microlitres par minute et réglez la pompe contenant l’échantillon à un débit de 20 microlitres par minute. Ensuite, connectez le tube restant sortant du système d’écoulement à un récipient d’eau de Javel à 10 % pour éliminer les cellules après leur sortie du système d’écoulement. Placez la section du tube capillaire en quartz dans l’alignement direct avec le transducteur dans la vue de terrain du microscope pour permettre un placement soigneux de la fibre optique au-dessus de l’échantillon de sorte qu’elle éclaire toute la largeur du tube. Irradiez l’échantillon à l’aide d’une fibre optique canalisant un laser à semi-conducteurs pompé par diode fonctionnant à une longueur d’onde de 1 053 nanomètres. Utilisez une caméra montée sur le microscope pour enregistrer l’écoulement, le tir du laser et le passage des échantillons dans le système d’écoulement.

• Photoacoustic Cell - Term used to describe cells that can emit sound when exposed to laser light.
• Acoustic Flow Cytometry - Technic to analyse cells using sound waves upon absorbing specific laser light.
• Cytometry Pump - The device controlling the flow of cells sample in a flow cytometry setup.
• Photoacoustic Flow Cytometry - An advanced method that uses sound waves to detect cancer cells.
• PXIE-5170R - A piece of hardware used in data acquisition in flow cytometry.

• Introduce Photoacoustic Flow Cytometry – A technique that uses laser light and sound waves to detect cancer cells in a flow (e.g., photoacoustic cell).
• Key Concepts – The function of laser light and acoustic signals in identifying cancer cells (e.g., acoustic flow cytometry).
• Underlying Mechanisms – Sound waves produced from heated nanoparticles reveal information about cancer cells.
• Connect to Experiment – The use of cytometry pump and PXIE-5170R facilitate data collection and display.

• What is photoacoustic flow cytometry and how does it work?
• Why are nanoparticle-bearing ovarian cancer cells used in the process?
• How does PXIE-5170R aid in data acquisition and display?

• Practical Applications – Detecting and analyzing cancer cells within samples (e.g., photoacoustic flow cytometry).
• Industry Impact – The healthcare sector particularly in cancer research and diagnosis (e.g., acoustic flow cytometry).
• Societal Importance – Assisting in early detection and treatment of ovarian cancer (e.g., cytometry pump).
• Link to Scientific Advancements – Photoacoustic flow cytometry is a technological innovation in cancer diagnostic methods.