מאמר זה מתאר את הכימות של מיקרוגרפים המוציטומטריים והנדידה/פלישה באמצעות שני תוספים חדשים של ImageJ בקוד פתוח, מחשבון ריכוז תאים ומונה בדיקת הגירה. יתר על כן, הוא מתאר פרוטוקולי קליטת וכיול תמונה וכן דן בפירוט בדרישות הקלט של התוספים.
מאמר שיטה
מאמר זה מתאר את הכימות של מיקרוגרפים המוציטומטריים והנדידה/פלישה באמצעות שני תוספים חדשים של ImageJ בקוד פתוח, מחשבון ריכוז תאים ומונה בדיקת הגירה. יתר על כן, הוא מתאר פרוטוקולי קליטת וכיול תמונה וכן דן בפירוט בדרישות הקלט של התוספים.
המכון הלאומי ImageJ של בריאות היא חבילת תוכנת עיבוד תמונה רבת עוצמה, זמין באופן חופשי. ImageJ יש אלגוריתמי ניתוח חלקיקים מקיפים אשר ניתן להשתמש בם ביעילות למנות חלקיקים ביולוגיים שונים. כאשר כותבים מספרים גדולות של דגימות תאים, hemocytometer מציג צוואר בקבוק בכל הנוגע לזמן. כמו כן, ספירת ממברנות מבחני הגירה / פלישה עם דלפק תא תוסף ImageJ, למרות מדויק, הוא עבודה באופן יוצא מן הכלל אינטנסיבי, סובייקטיבי, לשמצה בשל גרימת כאב בפרקי יד. כדי לתת מענה לצורך זה, פיתחנו שני תוספים בתוך ImageJ למשימה הבלעדית של hemocytometer אוטומטיות (או נפח ידוע) ועוד היד נטויה תא הגירה / הפלישה. שני תוספים להסתמך על היכולת לרכוש micrographs באיכות גבוהה עם רקע מינימלי. הם קלים לשימוש אופטימיזציה עבור ספירה וניתוח מהיר של מדגמים גדולים עם כלי ניתוח מובנים כדי לעזור כיול של ספירות. על ידי שילוב של עיקרון הליבהים של מונה סלולארי עם ניתוח אלגוריתם ספירה אוטומטי שלאחר ספירה, זה מגדיל מאוד את הקלות שבה מבחני הגירה יכולים להיות מעובד ללא כל אובדן של דיוק.
בשנת ספירת תאים במבחנה היא טכניקה בסיסית חשובה במגוון רחב של ניסויים בתרבית רקמה. קביעת מספר התאים במדויק בתרבות חיונית שחזור ניסיוני 1,2 סטנדרטיזציה. ספירת תאים יכול להתבצע באופן ידני באמצעות hemocytometer וכן באמצעות מגוון של שיטות אוטומטיות, כל אחד עם יתרונות וחסרונות משלהם 3,4,5. רוב השיטות האוטומטיות ספירת תאים שייך לאחת משתי כיתות, אלה העושים שימוש עיקרון קולטר או cytometry זרימה. מונה קולטר לנצל התנגדות חשמלית תאים כדי לקבוע את מספר נייד וגודל. הם מהירים, מדויקים יותר זולים מאשר cytometers זרימה. עם זאת, הם משמשים לעתים נדירות עבור ספירת תאים רק בשל הניכר בעלויות שלהם לעומת ספירה ידנית 3. זרימת cytometers, מצד השני, הם יקרים, אבל יש להם יישומים רבים כגון ספירת תאים, ניתוח של צורת התאים, structure ותא פנימי למדידת סמני 4,5. מכונות המשתמשות אחד משני עקרונות אלה זמינות מיצרנים רבים. ספירה ידנית היא זולה אך זמן רב ובכפוף ההטיה בעוד בשיטות האוטומטיות לבוא עם חלק מן הזמן הדרוש הספירה הידנית אלא באמצעות 6 מכונות יקרות.
הליכים נפוצים תרבית תאים אחרים נמצאים מבחני תנועתיות תא במבחנה, כלומר, נדידת תאים ופלישה 7. מבחני הגירה ופלישה משמשים בדרך כלל כדי לחקור תנועתיות התא הפולשנות בתגובה לתגובה chemotactic. בנוסף, הם נמצאים בשימוש נרחב ללמוד התפתחות עוברית, בידול, תגובה דלקתית, וגרורות של סוגי תאים מרובים 7-11. תאים שתהליך ההתפתחות שלהם היגרו או פלשו דרך הממברנה נקבובי של assay הגירה ניתן לכמת בשתי דרכים שונות. ראשית, על ידי צביעה את התאים עם צבע פלואורסצנטי, דיסוציאציה הלוך ושובמ הממברנה, וכימות באמצעות קורא פלורסנט 12. הגבלה של שיטה זו של כימות היא שאף שיא ניתן להיעזר של ממברנות ואין אפשרות לניתוח נוסף 13. שיטת הכימות השנייה עבור היגרו / פלש תא להיות קבוע מוכתם צבע פלואורסצנטי או יותר נפוץ, עם צבעי ציטולוגיה כגון סגול קריסטל, צבע כחול toluidine או hematoxylin; אז תאים לכמת באמצעות תמונות מיקרוסקופיות הפוכות ידני של הקרומים האלה אשר הוא משימה מאוד זמן רב 12,13.
כדי להתגבר על החסרונות של ספירת תאים ידנית, שני מוני תא אוטומטיים אמינים ומדויקים עבור ריכוז תא עבור assay הגירה פותחו. אלגוריתמים נגד תא אוטומטי אלו פותחו עבור ImageJ בתור תוסף באמצעות שפת מחשב Java של אורקל. ImageJ הוא כלי עיבוד תמונה ציבורי הנפוצה ביותר לשימוש שפותח על ידי המכון הלאומי של חימוםLTH (NIH) 14,15; וכך, כותב תוספים אלה עבור ImageJ מקל אינטגרציה קלה לתוך הקהילה הביולוגית.
אוטומציה של ספירת תאים מבטיחה תפוקת שחזור גבוהות לעומת ספירה ידנית. למרות תוכנות ותוספות אחרות זמינות שניתן להשתמש בם כדי לחשב ריכוז תא באמצעות ניתוח תמונת 5,16,17, תוסף מחשבון ריכוז תא הוא מהיר והוא יכול גם להתמודד עם דילולים של תאים וטיפולים. יתר על כן, כל התוצאות והחישובים משני מונים אלה ניתן לשמור וייצא. שני תוספים המתואר במאמר זה מותאמים לשימוש מיקרוסקופ לעומת שלב הדמיה תא חי ושדה גדול של תצוגה (לכידת הממברנה כולה) הדמיה עבור ממברנות assay הגירה באמצעות היקף הניתוחים. את התוספים זמינים באופן חופשי להורדה עם הוראות התקנה מ: http://peng.lab.yorku.ca/imagej-plugins.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. מיקרוסקופ מתחם והגדרת מצלמה (מחשבון ריכוז תא)
2. כיול נפח תמונה
כיול חשיפת מצלמה 3.
4. Image Acquisition
ספירת תמונה 5. דילולים
6. הגירה הפלישה (מונה)
7. ביתור הגדרת היקף ומצלמה
תמונה 8. רכישת Flatfield
9. הגדרות תצורה
10. תמונות ספירת כיול
11. שמירה / פתיחת תוצאות יצוא ל- CSV
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחשבון ריכוז התא
איור 1 מציג את התהליך הכולל של כיול CCC ורכישת תמונת ספיר. איור 1 א ו -1 B לתאר את תמונת כיול מרובע P וחישוב אורך P-מרובע בפיקסלים. CCC קובע ריכוז התאים בנפח נתון לפי הנוסחה:
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שלבים קריטיים, פתרון בעיות, ומגבלות
עצם טבעו של שיטות חישוביות אוטומטיות, במיוחד אלה של ניתוח חלקיקים, מחייבת היכולת המתמטית להגדיר חלקיקים אלה. כתוצאה מכך, את הדיוק של שני מחשבון נייד ריכוזיות דלפק assay ההגירה תלוי majorly על נאמנות תמונה, כלומר, כיצד מקרוב את התמונה שצולמה דומה מדגם תא או קרום assay הגירה. לכן בעל החשיבות העליונה לעקוב מיקרוסקופ ופרוטוקולי כיול תוכנה נלווה בצורה הטובה ביותר אפשרי. זה כולל הגבלת ר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הקנדי לחקר הבריאות ל-CP (OR 142730 ו-OR 89931). ברצוננו להודות לילנה ברקיץ' על הרעיון הראשוני שלה לניתוח חלקיקים בינאריים ב-ImageJ.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מדיה נוזלית קלאסית של HyClone: RPMI 1640 - עם L-גלוטמין | פישר Scientific | SH3002702 | מצעי תרבית תאים |
| סרום בוביאני עוברי (FBS) | GIBCO BRL | P00015 | אספקת מדיה |
| HTR8/SVneo קו תאים טרופובלסט | תאים התקבלו מד"ר צ'ארלס גרהם (קווין' s University, Kingston, Canada) | התוכנה נועדה לעבוד עם כל קו תאים. | |
| טריפסין | GIBCO BRL | 27250-018 | מוכן כ-0.20% (w/v) ב-10 ומיקרו; M EDTA 1x PBS |
| Accutase | Innovative Cell Technologies | AT104 | |
| צלחות תרבית תאים 10 ס"מ | SARSTEDT | 833902 | כל צלחות שטופלו בתרבית רקמות יתאימו |
| מוסיף ממברנה פוליאסטר Transwell - 8.0 ומיקרו; m גודל נקבוביות | Costar 3422 הוזמן מפישר סיינטיפיק | 7200150 | עבור צלחות 24 בארות; גודל נקבוביות: 8.0 ומיקרו; m; קוטר 6.5 מ"מ; 0.33 ס"מ2 אזור גידול |
| HARLECO המטולוגיה כתמים וריאגנטים, EMD Millipore - Soluntions 1, 2 & 3 | EMD Millipore והוזמן מ- VWR | 65044A, B & | סט כתמי C Hemacolor מורכב משלושה בקבוקי פולי של 500 מ"ל (16.9 אונקיות) וכולל מקבע מתנול (תמיסה 1), כתם אאוזין או חומצה (תמיסה 2), וכתם מתילן כחול או בסיסי (פתרון 3) |
| מוליך כותנה | Puritan Medical | 806-WC | |
| סכיני גילוח תעשייתיים חד-קצה | VWR | 55411 - 055 | עובי: 0.30 מ"מ (0.012 אינץ') |
| שקופיות מיקרוסקופ - נקי מראש/רגיל | פישר סיינטיפיק | 12550A3 | מידות: 25 מ"מ x 75 מ"מ x 1.0 מ"מ |
| משקפי כיסוי פישרברנד - מלבנים מס' 1 | פישר סיינטיפיק | 12-545E | עובי: 0.13 עד 0.17 מ"מ; גודל: 50 מ"מ x 22 מ"מ |
| פישר כימי הרכבה בינונית | פישר סיינטיפיק | SP15-500 | |
| Leica סטריאו מנתח מיקרוסקופ | Leica Microsystems | המיקרוסופ מצויד במצלמת מיקרוסקופ Leica דגם MC170 HD ותוכנת המצלמה היא Leica App. Suite (LAS E2) גרסה 3.1.1 [בנייה: 490]. חלקי מיקרוסקופ: דגם תאורת אור ספוט LED3000: MEB126, מנשא אופטי Leica M80 דגם M80, נכרומט אובייקטיבי 1.0X, WD=90 מ"מ דגם: MOB306 & אכרומט אובייקטיבי 0.32X, WD=303 מ"מ דגם: MOB315, מטרת וידאו 0.5X דגם: MTU-293 | |
| עוזר המציטומטר | גרמניה | 0.100 מ"מ עומק - 0.0025 מ"מ2 | |
| אולימפוס מיקרוסקופ אור הפוך | תאגיד אולימפוס | CKX41SF | המיקרוסופ מצויד בתוכנת Lumenera Infinity 1-2 2.0 Megapixel CMOS Color Camera & Camera היא אינפיניטי אנליזה גרסה 6.5.2 |
| ארון זרימה למינרית 1300 סדרה A2 | Thermo Scientific | דגם: 1375 | כל ארון זרימה למינרי לעבודת תרבית תאים יתאים |
| חממת תרביות תאים | Thermo Scientific | דגם: 370 | כל חממת תרבית תאים תתאים - התאים תורבבו בסביבה לחה, 5% CO2, 37 ° C |
| ImageJ | NIH | גרסה 1.50e | גרסה מינימלית נדרשת |
| Java Runtime Environment | גרסה 1.8.0_66 | גרסה מינימלית נדרשת |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה