In vitro photoacoustic flow cytometry: 나노 입자 함유 순환 난소암 세포를 검출하기 위한 비침습적 유동 광음향 기술

광음향 유세포 분석법(PAFC)은 생물학적 샘플의 능력을 활용하여 특정 파장의 레이저 광을 흡수하고 음향 음파를 방출합니다. 먼저 원하는 나노입자를 함유한 난소암 세포를 하나의 주사기에 현탁액을 넣고 두 번째 주사기에 공기를 넣습니다. 두 개의 주사기를 각각의 유량으로 설정된 두 개의 개별 주사기 펌프에 넣습니다. 펌프는 교대 기포 사이에 갇힌 소량의 샘플을 사전 조립된 흐름 챔버로 관리하기 위해 병합되는 유연한 튜브를 통해 내용물을 전달합니다.

샘플이 유동 챔버를 통과할 때 적절한 파장의 단펄스 레이저를 사용하여 세포를 조사합니다. 암세포 내의 나노입자에 의한 레이저 에너지의 국부적인 흡수는 열을 발생시켜 음향 음파를 생성하는 열탄성 팽창을 일으킵니다. 사전 조립된 변환기는 음향 신호를 감지하여 수신기로 전송합니다. 수신기는 신호를 증폭하고 데이터 수집을 위해 오실로스코프에 전달합니다. 오실로스코프는 데이터를 처리하여 감지된 암세포와 관련된 정보를 표시하는 컴퓨터로 전송합니다.

제공된 3차원 STL 파일을 사용하여 ABS 열가소성 수지 또는 PLA 플라스틱으로 유량 탱크를 3D 프린팅합니다. 탱크를 인쇄한 후 시스템을 청소하고 조립하여 사용하십시오. 흐름 시스템의 1mm x 3mm 슬롯과 1cm 구멍 위에 유리 커버슬립을 놓고 누출을 방지하기 위해 실리콘으로 조심스럽게 밀봉합니다. 다음으로 모세관을 실리콘 경화 튜브에 끼웁니다. 유리 모세관이 3mm 슬롯과 1cm 구멍의 바로 위와 앞에 오도록 유량 탱크의 측면을 통해 튜브를 유량 챔버에 삽입합니다.

튜브를 실리콘으로 밀봉하십시오. 그런 다음 변환기를 초음파 펄서 및 수신기에 연결합니다. 59데시벨 이득으로 신호를 증폭합니다. 필터의 출력을 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이가 내장된 다목적 재구성 가능 오실로스코프에 연결합니다. 유동 챔버에서 나오는 튜브 중 하나를 각 분기에 있는 두 개의 주사기 펌프에 연결된 T-접합에 연결합니다. 주사기 펌프 중 하나에 공기를 채우고 다른 펌프에 분석할 샘플을 채웁니다.

공기가 들어 있는 펌프를 분당 40마이크로리터의 유량으로 설정하고, 샘플이 들어 있는 펌프를 분당 20마이크로리터의 유량으로 설정합니다. 다음으로, 흐름 시스템을 빠져나가는 나머지 튜브를 10% 표백제 용기에 연결하여 세포가 흐름 시스템을 빠져나온 후 폐기합니다. 석영 모세관의 단면을 현미경의 시야에서 변환기와 직접 정렬하여 튜브의 전체 너비를 비추도록 샘플 위에 광섬유를 조심스럽게 배치할 수 있도록 합니다. 1,053나노미터의 파장에서 작동하는 다이오드 펌핑 고체 레이저를 채널링하는 광섬유를 사용하여 샘플을 조사합니다. 현미경에 장착된 카메라를 사용하여 흐름, 레이저 발사 및 흐름 시스템을 통한 샘플의 통과를 기록합니다.

• 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.