Eşzamanlı Dual Kamera Emisyon Yarma Sisteminin Kullanılması İki Emisyon Kanallarda Gerçek zamanlı yakalama Görüntüleri: Uygulamalar Yapışma Hücre

1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Russ College of Engineering and Technology, Ohio University, 2Biomedical Engineering Program, Ohio University
Bioengineering

Your institution must subscribe to JoVE's Bioengineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

Iki renkli floresan mikroskop için çift kamera emisyon bölme sistemleri olağanüstü optik ve zamansal çözünürlük, paralel plaka akış odası yapışma deneyleri dahil olmak üzere bazı canlı hücre deneyleri bir şartı ile gerçek-zamanlı görüntü dizileri oluşturmak. Yazılım aynı anda kazanılmış emisyon kanalları görüntüleri birleştirmek için kullanıldığı zaman, yalancı görüntü dizileri üretilir.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Carlson, G. E., Martin, E. W., Burdick, M. M. Simultaneously Capturing Real-time Images in Two Emission Channels Using a Dual Camera Emission Splitting System: Applications to Cell Adhesion. J. Vis. Exp. (79), e50604, doi:10.3791/50604 (2013).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Hücre zarında özel molekülleri tespit etmek için çok renkli, immünofloresan mikroskopi, dinamik akış koşulları altında hücre yapışması ilişkin mekanizmalar incelemektir paralel plaka akış odası deneyleri ile akuple edilebilir. Örneğin, birden fazla florofor ile işaretlenmiş kanser hücrelerinin, kanser metastazının mekanizmaları modellemek için bir potansiyel olarak reaktif alt-tabaka üzerinde perfüze edilebilir. Ancak, gerçek zamanlı canlı hücre analizi için görüntü edinimi çok kanallı tek kamera sistemleri ve renkli kameralar sergi eksiklikleri. Bu sınırlamaları aşmak için, biz aynı anda akış odasına floresan işaretli hücrelerin gerçek zamanlı görüntü dizileri yakalamak için bir çift kamera emisyon bölme sistemi kullanılır. Çift kamera emisyon bölme sistemleri filtre tanımlı dalgaboyu böylece aynı anda iki mekansal özdeş ama flüoroforla özel görüntüleri yakalayan iki monokrom CCD kamera, içine değişmektedir. Daha sonra, psuedocolored tek kanallı görüntüler tek bir birleştirilirGerçek-zamanlı hücreler ilgi bölgede hızla hareket eden birden fazla hedef moleküllerin ortaya çıkarabilir dizisi birleşti.

Introduction

Gibi immun boyama gibi hücre yüzeyi üzerinde moleküllerinin analizi için yöntemler, kimyasal olarak hedef moleküllerin saptanmasına olanak tanıyan, florofor konjuge edilir probları kullanır. Canlı hücre görüntüleme ve hidrodinamik akış tabanlı hücre yapışma deneyleri, tipik olarak, hücre ve / veya moleküler seviyede, 1, 2 fizyolojik süreçleri yakalamak için tasarlanmış tek renkli CCD kamera ile kaydedilir. Bu kameralar hızlı çerçeve oranları (saniyede 30'dan fazla kare) teslim ve (nedeniyle hızlı çerçeve oranları ve kısa pozlama süreleri için) istisnai zamansal çözünürlük sağlayan, son derece duyarlıdır. Ancak, tek renkli kameralar, sadece görüntü toplamak için (bir tek flüorofor tespit) tek bir emisyon kanalı yakalayabilir. Tek kamera emisyon bölme sistemleri birden fazla emisyon kanalları yakalamak için kurulmuştur ama genellikle görüş alanını azaltmak ve tüm kanalları görüntüleme için aynı pozlama süresini gerektirirler. Multip ile etiketlenmiş hücrelerin tam renk spektrumu yakalamak içinle renkli bir kamera, bir alternatif olarak kullanılabilir, flüoroforlar. Bununla birlikte, renk Kameralar bazı uygulamalarda canlı hücre görüntüleme için arzu zamansal çözünürlüğü sağlama genellikle yeteneğine sahip değildir. Başka bir görüntüleme düzeni yüksek bir zamansal çözünürlüğü korurken, birden fazla dalga boyunda görüntü canlı hücre avantajlı olduğu uygulamalar için gereklidir. Bir ilk uygulama deneysel hücreleri, potansiyel olarak reaktif alt-tabaka 1, 3 den fazla fizyolojik olarak uygun koşullarda perfüze edildiği paralel plaka akış odası yapışma deneyi, bir. Spesifik hücre yüzey molekülleri ifade akışta hücreler uygun ve bu yapışma molekülleri ya da yüzey-adsorbe hücre dışı matris proteinleri 4, 5 eksprese eden bir hücre tek tabaka olarak alt-tabaka üzerinde rulo olabilir. Rolling hücreler saliseler içinde dönme ve öteleme hareketini tabi olabilir. Haddeleme ve bu hücre yüzeyi moleküllerinin kümeleri olarak yapışık hücreler, Moleküler özellikler, aynı zamanda var potentidiğerleri, hücre yüzeyinde aktif bir yeniden geçmesi. Böylece, görüntüleme sistemleri istisnai bir zamansal çözünürlük sağlamak zorundadır (ikinci veya daha yüksek başına 30 kare ve pozlama süreleri "sıfıra yakın") hücre 6, 7 haddeleme adım adım ilerlemesini gösteren bir görüntü dizisi oluşturmak için. Çift kamera emisyon bölme sistemleri birden fluorophores etiketli görüntüleme hücreleri için bu talepleri karşılama yeteneğine sahiptirler.

Çift kamera emisyon bölme sistemleri, görüş tam saha korurken aynı anda iki mekansal özdeş ama flüoroforla özel görüntüleri yakalamak için iki benzer kameralar içine filtre floresan kanal bölünmüş ve. Bu teknoloji her kanalda gerçek zamanlı olarak çekilen görüntünün doğrudan karşılaştırılmasını sağlayan ve kullanıcı hızlı bir şekilde farklı görüntüleme yetenekleri ile kamera modelleri arasında geçiş yapmanızı sağlar. Bu özellik, daha iyi sistem yakalamak için izin bir kamera görüntü yakalama ayarları için ayarlamalar yapmak için yararlıdırFarklı yoğunluklarda, yaşamlar, ve sönme katsayıları 8 flüoroforlar. Görüntüleme yazılımı ile birleştiğinde, çift kamera emisyon bölme sistemleri, çoklu dalga boyları canlı hücre görüntüleme testlerinin gerçek-zamanlı kayıt izin ve hücre davranışlarını incelemek için floresan kullanmak in vitro deneyleri artırabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1.. Yazılım Yükleme

  1. StreamPix SimulPix modül veya toplama ve monokrom CCD kameraları tarafından çekilen görüntü birleştirme yeteneğine sahip diğer görüntüleme yazılımı ile 5 Çoklu-Kamera yazılımı satın.
  2. StreamPix 5 için minimum gereksinimleri şunlardır: 2 GB RAM veya daha yüksek 2.4 GHz veya daha iyi olan Core 2 Duo ile donatılmış bir PC. Desteklenen bir IEEE dijital veya analog kamera ve uyumlu çerçeve kapmak. , Windows XP/7/Vista 32 veya 64 bit. Çözünürlüğü 1.024 x 768 veya daha yüksek destekleyen bir monitör. Iyi 2D performansı ile bir grafik adaptörü (OCU 16x veya daha iyi ifade önerilir) ve RAID-O yapılandırması ile kayıt için 7,200 RPM sabit disk sürücüsü.

2. İki Renk Eşzamanlı Gerçek zamanlı Görüntüleme Yetenekli Çift Kamera Sistemi Kurulumu

  1. MICR video portuna DC2 C-mount adaptör kaydırarak mikroskop DC2 Photometrics emisyon ayırıcı veya benzeri çift kamera emisyon bölme aygıtı bağlayıncihazda dikroik konut erişilebilir şekilde Oscope.
  2. Kadın C-montaj 1 içine iki monokrom CCD kamera yerleştirin ve dişi 2 C-montaj. Özdeş kameralar tercih edilir. Benzer kameralar kullanılabilir, ancak uyumluluk iç donanım, en önemlisi CCD görüntü algılayıcı bağlıdır.
  3. Her iki kameralardan gelen görüntüleri görüntülemek için görüntüleme yazılımı kullanın. Aşağıdaki adımlar, (2.3.1 - 2.3.4) SimulPix modülü ile StreamPix 5 uygulanır ve diğer çoklu kamera görüntüleme yazılımı için adapte edilmelidir.
    1. Açık StreamPix 5 ve görev şerit "çalışma alanı" seçeneğini seçin.
    2. Aç "çalışma alanı yöneticisi" Ekranın sağında bulunan ve "yeni bir çalışma alanı" seçeneğini seçin.
    3. Bir kamera adlandırma sonra, yazılım önceden doldurulmuş bir listeden bir gaspçı seçmenizi ister izleyin. Kamera modeli eşleşen kapmak seçin ve ikinci kamera çalışma alanı için tekrarlayın. Birleştirilmiş çalışma alanı için, bir kez daha tekrarlayın ancak hata m "tüm kameralar kullanımda"esajı görünecektir. Bu mesaj normaldir.
    4. Birleştirilmiş çalışma yüklendikten sonra, çalışma alanı ve çalışma alanı 1 2 görüntüleme ekranın sağ tarafında bulunan yerleştirme panelinde birleştirilmiş çalışma alanına kamera atama.
  4. Çift kamera emisyon bölme sisteminde kameralar hizalayın.
    1. Parlak bir alan veya bir PlanApo 40X objektif (veya daha büyük) kullanarak üretici tarafından sağlanan kalibrasyon ızgara ile faz kontrast kameralar hizalayın.
    2. Mikroskop sahnede üretici tarafından sağlanan metalik kaplamalı kalibrasyon ızgara yerleştirin, mikroskop okülerlerinde ışık göndermek, ve mikroskop sahnede ızgara kare.
    3. Odak haline ızgara getirin.
    4. Yerinden, ama kamera 1 (bypass kamera) hizalamak için, dikroik konut çıkarmayın. Binning olmadan ve autoscaling olmadan ızgara görüntüler. C-mount port 1 odak ayarlama düğmesini kullanarak görüntüyü odaklanın.
    5. Çift kanalını içine dikroik konut itinl toplama cihazı tamamen, görüntü iki kamera için dikroik tarafından bölünmüş şekilde.
    6. Gevşetin üç adet 5/64 "vidalarını ayarlayın ve ızgara yönelim C-montaj port 2 Odak ayar düğmesini kullanarak. Hem görüntü aynıdır kadar kadın C-montaj 2 on ikinci kamerayı döndürmek, kameradan gelen görüntüyü getirmek odak haline 2.
    7. Görüntüleme yazılımı birleştirilmiş çalışma alanında kombine görüntü kullanılarak hizalama tamamlayın. Bu bir kalibrasyon ızgarasının iki görüntülerin gerçek zamanlı Pseudocolor bindirmeyi görmenizi sağlar. DC2 sağ tarafında, sadece R / L düğmesi kullanılarak birleştirilmiş görüntü konumları ayarlayın. Görüntülerin sol / sağ düşey sınır tam hizaya gelene kadar bu düğmeyi ayarlayın.
    8. Yatay ızgara çubukları düzgün hizalanmış kadar ikinci resimdeki yukarı / aşağı hizalamasını ayarlamak için U / D düğmesini kullanın.
    9. Yukarı / aşağı hizalama sırasında hafif bir kamera dönme üç 5/64 "inç scre gevşeterek, doğru bu sorunu ortaya çıkarsaws kamera 2 ve döndürmek için görüntülenen görüntü düzgün hizaya gelene kadar.

3. Paralel Plaka Akış odası Yapışma deneyi için Kanser Hücrelerinin Hazırlanması

  1. En az temel ortam (MEM) in kültür BT-20 göğüs kanseri hücreleri,% 10 fetal sığır serumu (FBS) ve% 1 penisilin-streptomisin, 37 ° C'de ve CO2 gibi, daha önce tarif edildiği 2 ile% 5.0 'orta tamamlamak için desteklenmiştir.
  2. Hasat kanser seyreltilmiş bir tripsin tedavi ile hücreleri ve bir hemositometreyle hücreleri saymak.
  3. Yıkama ve kalsiyum ve magnezyum (DPBS +) ile DPBS sığır serumu (BSA)% 0.1 albümin, 10 7 hücre / ml 'de hücrelerin süspansiyonu.
  4. % 0.1 BSA DPBS + içinde önceden belirlenmiş bir optimum konsantrasyona kadar, birincil antikor, arıtılmış fare anti-insan CD24 ve saflaştırılmış sıçan HECA-452 (anti-sialofucosylated antijenler) seyreltin. 30 dakika 9, 10 hücreleri inkübe edin.
  5. 1,200 rpm'de santrifüj hücreleri, bir hücre tanesinin elde edildi. AspiBirincil antikor oranı ve% 0.1 BSA DBPS + ile iki kez hücreleri yıkayın.
  6. % 0.1 BSA DPBS + içinde önceden belirlenmiş bir optimum konsantrasyona kadar sekonder antikor, keçi anti-fare IgG AlexaFluor 568 (Emisyon max, 603 nm) ve keçi anti-fare IgM AlexaFluor 488 (Emisyon max, 519 nm) seyreltin. 30 dakika boyunca hücreler inkübe edin.
  7. % 0.1 BSA DPBS + 10 6 hücre / ml 'de% 0.1 BSA DPBS + hücreler iki kez yıkayın ve askıya.

4. Paralel Plaka Akış odası Yapışma deneyi için reaktif alt-tabaka hazırlanması

  1. Bir 35 mm doku kültürü çanağı içinde uygun, paralel plaka akış odacığının giriş ve çıkış bağlantı noktaları için bir boru iki ayrı uzunlukları bağlayın. Bir boru belirli bir akış oranında sıvı geri olan şırınga pompası, 0.1% BSA DPBS + ve diğer içinde süspansiyon haline işaretli hücrelerin rezervuar bağlanacaktır.
  2. Akış odasına 1 bir vakum hattı bağlayın.
  3. 35 mm doku kültürü di fazla akış odası yerleştirinsh E-selektin (CHO-E) ifade eden Çin hamsteri yumurtalık hücrelerinin bir tek tabaka ihtiva etmektedir. CHO-E hücreleri, 37 ° C'de MEM tam ortam içinde büyütülmüş ve% 5.0 CO2 2. edilmiştir.
  4. Yeterli bir vakum sızdırmazlık 1 sağlamak için akış odasına ve / veya akış odası conta ayarlayın.
  5. Uygun mühür ve hava kabarcığı oluşumuna 1 hiçbir görsel kanıt akış odası takımını izleme, rezervuar sıvı çekin.
  6. Mikroskobu (Leica DMI 6000B) üzerinde akış odası düzeneğini 1.

5. İki renkli Image Acquisition

  1. Bir ışık kılavuzu içine yüksek yoğunluklu ışık ve çift bunu oluşturmak için güç bir Leica EL-6000 kompakt ışık kaynağı, ya da benzer bir cihaz. İstediğiniz bir renk / yoğunluğu floroforları heyecanlandırmak için, bir kombinasyon filtre küp, yani G / R (yeşil / kırmızı) filtre küp ile bu ışık geçmek için ters bir mikroskop kullanın.
  2. Dikroik konut (depresif) doğru çalışma pozisyonunda ve emin olunbypass modunda değil.
  3. Floresan modunda mikroskobu İşlet ve (kırmızı / yeşil) uygun floresan filtre küpü seçin.
  4. Kamera 1 pozlama süresini ve kazancını belirlemek (kırmızı; 620 ± 60 nm) ve kamera 2 (yeşil; 535 ± 40 nm).
    1. Hem kırmızı ve yeşil emisyon kanallarında görüntüler elde etmek için dikroik basınız. Sadece kırmızı flüorofor etiketli hücreleri ile bir akış odası deneyi kullanın ve görüntüleme yazılımı "canlı ayarlarında" kamera 1 pozlama süresini ayarlayarak kırmızı kanal bir görüntü elde.
    2. Kameranın 1 pozlama süresi 2 kamerasının pozlama süresini Maç. Bir görüntü yeşil kanal görülürse, akmalarını eserler mevcuttur ve her iki fotoğraf makinesi pozlama süresi azaltılması gerekir.
    3. Akmalarını eserdir artık yeşil kanalda görünür kadar pozlama süresini azaltmak, kamera 1 ve 2 kamerası eşdeğer pozlama süresini tutmak. Görüntü visibilit geliştirmek için kameranın 1 kazancını ayarlayınGerekirse kırmızı kanalda y.
    4. Sadece yeşil floroforuyla etiketli hücreleri ile 5.4.3, ama kamera 1 tarafından toplanan kırmızı kanalda akmalarını eserler olmadan yeşil kanalda görüntü hücrelere kamera 2 ile pozlama süresini tanımlamak - Tekrar 5.4.1 adımları.
    5. Retitrate antikorlar akmalarını eserler 11 elenirse veya kamera 1 ve 2 kamerasının pozlama süreleri önemli ölçüde farklı ise, bu tür görüntüler zamansal hatalı hizalanmış olabilir birleşti ki olamaz.
  5. Eş zamanlı akış odası deneyde iki monokrom CCD kameradan çekilen görüntüleri görüntülemek için görüntüleme yazılımı kullanın.
  6. StreamPix 5 SimulPix modül veya alternatif bir yazılım paketi kullanarak hem kameralardan alınan görüntüleri birleştirmek.
  7. Gerekirse mekansal, birleştirilmiş görüntüleri hizalamak SimulPix veya alternatif yazılım dijital düzeltme ayarlamaları kullanın. Görüntüler yatay, dikey SimulPix modülü ile düzeltilebilirVe dönme ayarlamaları.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bir paralel plaka akış odası yapışma deneyi aynı anda iki emisyon kanallarda gerçek zamanlı görüntü dizileri yakalanan bir çift kamera emisyon bölme sistemi (Şekil 1) göstermek için kullanılmıştır. Çift kamera emisyon bölme sistemi flüoresan anti-insan CD24 ve HECA-452 (sialofucosylated antijenleri tespit) monoklonal antikorlar ve uygun ikincil antikorlar (Şekil 2) ile etiketlenmiş BT-20 hücreleri tespit edildi. Bazı haddeleme hücreler kırmızı sinyaller (CD24) henüz belirlenemeyen yeşil sinyalleri (HECA-452) görüntülenir, diğerleri yeşil sinyalleri ve saptanamayan kırmızı sinyaller görüntülenir ve henüz diğer hücreleri (Şekil 2) sinyalleri kırmızı ve yeşil hem de görüntülenir. Birleştirilmiştir emisyon kanal BT-20 hücreleri üzerinde yuvarlanan ve CHO-E tekli katmanları yapışan (Şekiller 3 ve 4) yüzeyinde CD24 ve sialofucosylated moleküllerin dağıtım ve ko saptandı. Çift kamera emisyon splitting sistemi aslında nedeniyle kameraların hizalama hafif bir görüntü hizalama hatası vardı, ama bu hata StreamPix 5 SimulPix modülü kullanılarak dijital ayarlamaları (Şekil 5) ile giderilmiştir. Özet olarak, çift kamera emisyon bölme sistemi, örneğin hücre görüş alanı içerisinde hızla hareket ettiği akış odası yapışma deneyleri, gibi uygulamalarda hücresel ve moleküler özellikleri ortaya çıkarmak için gerekli olan, uzaysal temporal ve optik çözünürlüğe sahiptir.

Şekil 1
Şekil 1. Bir paralel plaka akış odası yapışma deneyinde görüntü elde etmek için bir çift kamera emisyon bölme sistemi çizimi. Bir şırınga pompası paralel plaka akış odası içinde alt-tabaka üzerine serpmek hücreler için kullanılır. Bir ters Epifloresans mikroskop bağlı çift kamera emisyon bölme sistemi dikroik m kullanıriki kameralar içine emisyon kanal bölünmüş ve filtrelemek için ayna elektriksel kumanda ve filtre küpler. Bu kameralar aynı anda iki mekansal özdeş ama flüoroforla özgü görüntü dizileri yakalamak. Çoklu kamera görüntüleme yazılımı ile donatılmış bir bilgisayar birleştirme ve her emisyon kanaldan kayıt görüntü dizileri için kullanılır.

Şekil 2,
Şekil 2. Bir çift kamera emisyon bölme sistemi, bir paralel plaka akış odası yapışma deneyinin eşzamanlı olarak görüntüleme için kullanılmıştır. (1) anti-insan CD24 ve anti-fare IgG AlexaFluor 568 (yalancı kırmızı, emisyon maksimum ile etiketlenmiş BT-20 hücreleri, 603 nm, kamera 1, 620 ± 60 nm) ve (2) HECA-452 ve anti-fare IgM AlexaFluor 488 (yeşil, emisyon max 519 nm yalancı, kamera 2, 535 ± 40 nm) CHO-E monolayer üzerinde perfüze edildi duvar kayma gerilmesi az = 1 din / cm 2. Çift kamera i birleştimages bir haddeleme heterojen hücre popülasyonu içinde ortaya ve hücre yüzeyi moleküllerinin ekspresyonuna göre haddeleme davranışları karakterize etmek için kullanılabilir. = 100 mikron ölçekli bar. 10X objektif ile elde edilen görüntü.

Şekil 3,
Şekil 3,. (Yalancı kırmızı) ve sialofucosylated molekülleri (yeşil yalancı) 1 din / cm 2 = duvar kayma gerilmesi bir CHO-E tabaka üzerinde yuvarlanan CD24 ifade BT-20 hücreleri gösteren bir çift kamera emisyon bölme sistemi tarafından yakalanan birleştirilmiş görüntülerin bir zaman dizisi. Kameralar bu akış yönünde reaktif alt-tabaka üzerinde haddelenmiş "ucuna uç" yuvarlanan bir hücre üzerinde hücre özelliklerini izlemek için, optik ve zamansal çözünürlüğe yapılmaktadır. Beyaz oklar hücre yüzeyi moleküllerinin, bir paletli kümesini göstermektedir. Her kanaldaki sinyallerin emisyon i yalancı ve birleştirildimaging yazılım. Kolokalize sinyalleri sarı / turuncu göründüğüne dikkat edin. Hareketsiz görüntüler gösterildiği zaman noktalarında gerçek zamanlı görüntü dizileri ihraç edildi. = 10 mikron ölçek çubuğu. 40X amacı ile elde edilen görüntü.

Şekil 4,
Şekil 4. Çift kamera emisyon bölme sistemi CD24 (kırmızı yalancı) ve ko ve BT-20 meme kanseri hücre bir CHO-E tabaka üzerinde yuvarlanan bir temsilcisi tarafından ifade sialofucosylated molekülleri (yeşil yalancı). Sialofucosylated (A) CD24 ve (B) Heterojen ifadesi ortaya hücre yüzeyi üzerindeki moleküllerin her resim vurgulanmaktadır. Kırmızı ve yeşil yalancı emisyon kanal birleştirildiğinde sarı / turuncu bir yalancı lekeler gibi moleküllerin (C) yardımcı sınırlama görüntülenir. Hücre çapı yaklaşık olarak 10 mm. Görüntüler edinilen wi40X objektif inci.

Şekil 5,
Kamera 1 ve 2 kamerasından alınan görüntüler, yatay, dikey ve dönme mekansal ayarlarına Şekil 5.Adjustments Birleştirilen görüntüdeki mekansal uyumu artırabilir. Doğru hücreleri yapışma deneyinde kalarak ve haddeleme nasıl canlandıracak uygun hizalama kritik . (A), tek bir BT-20 hücresinin birleştirilen görüntü nedeniyle kamera konumlandırma yanlış hizalanmış edilir. (B) Mekansal hizalama StreamPix 5 SimulPix modülünde yazılım ayarlamaları ile artırıldı. (C) Ayrıca yazılım ayarlamaları mükemmele yakın uyum sağlanması. Ölçek çubuğu = 2 mikron. 40X amacı ile elde edilen görüntü.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Çift kamera emisyon bölme sistemi, hücre veya moleküler hareketin hızlı olduğu uygulamalarda yüksek kalitede görüntü yakalamak için gerekli mekansal zamansal ve optik çözünürlüğe sahip. Temsili sonuçlar üreten, yazılım ayarları ve kamera ayarları dahil çift kamera emisyon bölme sistemi, parametreler, haddeleme ve yapışan hücreler mekansal ve zamansal olarak hizalanmış olduğu bir birleştirilmiş görüntü dizisini elde etmek için optimize edilmiştir. Hiza hem yeşil ve kırmızı kanalları rulo görülen, tek bir hücre birleştirilmiş çalışma alanında iki haddeleme hücreleri gibi görünebilir düzgün soruşturma kapsamında fiziksel fenomen iletmek değil görüntülerde, örneğin neden olabilir gibi bu optimizasyon adım önemlidir. Protokol adım 2.4 açıklandığı gibi kameralar fiziksel olarak uyumlu olduğunda mekansal uyumu çift kamera emisyon bölme sistemi kurulumunda elde edilmelidir. Görüntüler capt mekansal uyumu Dijital düzeltmelerkameralar tarafından edilsin görüntüleme yazılımı (adım 5.7 ve Şekil 5) dijital hizalama ayarları aracılığıyla (ler), yatay, dikey veya rotasyonel offset için uygulanabilir.

Pozlama süresi, ofset ve kazanç: kamera 1 ve 2 kamerası tarafından çekilen görüntüler arasında zamansal uyum kameraların "canlı ayarlarını" ayarlayarak elde edilebilir. Kazanç ve kaçıklık birleştirilmiş görüntülerinin zamansal hizalamasını etkilemeden ayarlanabilir, ancak kameralar arasındaki kullanıcı tanımlı Maruz kalma süresi sapmalar kayma neden olabilir. Böylece kazanç her kamera görüntüleri toplamak için kullanılan pozlama süreleri arasındaki farkları telafi etmek için ayarlanabilir. Kazanç ayarlamaları görüntü kalitesini önemli ölçüde ödün göründüğünde İdeal olarak, kameralar arasındaki pozlama süresi farklılıklar sadece izin verilmelidir. Alternatif olarak, antikor titrasyon denemeleri, (her bir kamera için gerekli maruz kalma süresi farkları telafi etmek için hücre etiketleme optimize etmek için yapılabilira) sebebiyle oluşan her antikor / florofor ile saptanan moleküler ekspresyon seviyelerindeki farklılıklar her bir fluorofor ya da (b) 'nin doğal özelliklerine. Bununla birlikte, aynı zamanda, antikor titrasyon denemeleri, akmalarını eserler (aşama 5.4.5) 11 önlemek için en iyi uygulama olduğu not edilmelidir.

Çift kamera emisyon bölme sistemi aynı zamanda görüntü ayrı emisyon kanallarda iki hedef molekülleri için kullanılmış olmasına rağmen, alternatif teknolojiler aynı anda birden fazla emisyon kanallarda görüntü yakalamak mümkün. Bu görüntüleme sistemleri tek renkli kameralardan konfokal mikroskoplar değişir ve her avantajları ve görüntü kalitesi, hızı göreli dezavantajları vardır ve 12-17 maliyet. Özellikle, rezonans tarayıcıları dahil state-of-the-art lazer tarama konfokal mikroskoplar saniyedeki kare yüzlerce görüntüleri edinme yeteneğine etkileyici multi-spektral görüntüleme sistemleri vardır. Bu konfokal sistemler, son derece güçlüancak maliyet çekirdek tesisleri ile bu sistemlere erişimi olan araştırmacı sayısını sınırlandırabilir. Sonuçta, çok kanallı görüntüleme sistemi en uygun olan her laboratuvar dikte araştırma ihtiyaçlar ve kaynaklar.

Burada açıklanan yöntemler, bir çift kamera emisyon bölme sistemi ve görüntüleme yazılımı kullanarak iki emisyon kanallarda gerçek zamanlı görüntü dizileri edinme açıklar. Benzer monokrom CCD kameralar tarafından iki emisyon kanalda çekilen görüntülerin mekansal ve zamansal hizalama hücre aynı anda birden çok hedef moleküller ortaya yüksek kalitede gerçek zamanlı birleşti resim dizilerinin üretimi için gereklidir. Çift kamera emisyon bölme sistemi için uygulamalar gibi akış deneyleri, hücre yüzey moleküllerinin translokasyon, sitoskeletal yeniden, veziküler taşıma, ve 3D parçacık olarak görmek tam bir alanın olağanüstü optik ve zamansal çözünürlük, talepleri herhangi iki-renkli, canlı hücre analizini içerir izleme.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.

Acknowledgements

Yazarlar anlayışlı tartışmalar ve el yazması inceleme için Dr Douglas Goetz (Bölümü Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği, Ohio Üniversitesi) ve Dr Fabian Benencia (Biyomedikal Bilimler Bölümü, Ohio Üniversitesi) teşekkür etmek istiyorum. Biz de yardımcı teknik tartışmalar (W. Nuhsbaum A.Ş.) Dr Christopher Huppenbauer teşekkür ederim. Bu çalışma Sağlık Ulusal Bilim Vakfı (CBET-1.106.118) ve Ulusal Sağlık Enstitüleri (1R15CA161830-01) hibe tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagent/Material
BT-20 cells ATCC HTB-19
CHO-E cells Gift from Dr. R. Sackstein (Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School)
MEM Thermo Scientific SH30024.01
FBS Thermo Scientific SH30396.03
Penicillin-streptomycin Thermo Scientific SV30010
0.25% Trypsin / 0.1% EDTA Thermo Scientific SV30031.01
DPBS Thermo Scientific SH30028.02
DPBS+ Life Technologies 14080-055
BSA Sigma A9647
HECA-452 monoclonal antibody BD Biosciences 555946
Anti-human CD24 monoclonal antibody BD Biosciences 555426
Anti-rat IgM AlexaFluor 488 Invitrogen A21212
Anti-mouse IgG AlexaFluor 568 Invitrogen A11004
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
EXi Blue Fluorescence Microscopy Digital CCD Camera Q Imaging EXI-BLU-R-F-M-14-C
Retiga EXi FAST 1394 Digital CCD Camera Q Imaging RET-EXi-F-M-12-C
DC2 Emission Splitter Photometrics DC2
Inverted Fluorescence Microscope Leica DMI6000 B
Streampix 5 software Norpix

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wiese, G., Barthel, S. R., Dimitroff, C. J. Analysis of physiologic E-selectin-mediated leukocyte rolling on microvascular endothelium. J. Vis. Exp. (24), e1009 (2009).
  2. Shirure, V. S., Reynolds, N. M., Burdick, M. M. Mac-2 binding protein is a novel e-selectin ligand expressed by breast cancer cells. PLoS One. 7, (9), e44529 (2012).
  3. Burdick, M. M., McCaffery, J. M., Kim, Y. S., Bochner, B. S., Colon Konstantopoulos, K. carcinoma cell glycolipids, integrins, and other glycoproteins mediate adhesion to HUVECs under flow. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 284, (4), C977-C987 (2003).
  4. Resto, V. A., Burdick, M. M., Dagia, N. M., McCammon, S. D., Fennewald, S. M., Sackstein, R. L-selectin-mediated lymphocyte-cancer cell interactions under low fluid shear conditions. J. Biol. Chem. 283, (23), 15816-15824 (2008).
  5. Shirure, V. S., Henson, K. A., Schnaar, R. L., Nimrichter, L., Burdick, M. M. Gangliosides expressed on breast cancer cells are E-selectin ligands. Biochem Biophys. Res. Commun. 406, (3), 423-429 (2011).
  6. Tees, D. F., Goetz, D. J. Leukocyte adhesion: an exquisite balance of hydrodynamic and molecular forces. News Physiol. Sci. 18, 186-190 (2003).
  7. Chang, K. C., Tees, D. F., Hammer, D. A. The state diagram for cell adhesion under flow: leukocyte rolling and firm adhesion. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, (21), 11262-11267 (2000).
  8. Lichtman, J. W., Conchello, J. A. Fluorescence microscopy. Nat. Methods. 2, (12), 910-919 (2005).
  9. Kummitha, C. M., Shirure, V. S., Delgadillo, L. F., Deosarkar, S. P., Tees, D. F., Burdick, M. M., Goetz, D. J. HECA-452 is a non-function blocking antibody for isolated sialyl Lewis x adhesion to endothelial expressed E-selectin under flow conditions. J. Immunol. Methods. 384, (1-2), 43-50 (2012).
  10. Burdick, M. M., Henson, K. A., Delgadillo, L. F., Choi, Y. E., Goetz, D. J., Tees, D. F., Benencia, F. Expression of E-selectin ligands on circulating tumor cells: cross-regulation with cancer stem cell regulatory pathways? Front. Oncol. 2, 103 (2012).
  11. Hoffman, G. E., Le, W. W., Sita, L. V. The Importance of Titrating Antibodies for Immunocytochemical Methods. Current Protocols in Neuroscience. John Wiley & Sons, Inc. (2001).
  12. Weinberg, S., Lipke, E. A., Tung, L. In vitro electrophysiological mapping of stem cells. Methods Mol. Biol. 660, 215-237 (2010).
  13. Kong, K. V., Leong, W. K., Lim, L. H. Osmium carbonyl clusters containing labile ligands hyperstabilize microtubules. Chem. Res. Toxicol. 22, (6), 1116-1122 (2009).
  14. Vermot, J., Fraser, S. E., Liebling, M. Fast fluorescence microscopy for imaging the dynamics of embryonic development. HFSP J. 2, (3), 143-155 (2008).
  15. Bullen, A., Friedman, R. S., Krummel, M. F. Two-photon imaging of the immune system: a custom technology platform for high-speed, multicolor tissue imaging of immune responses. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 334, 1-29 (2009).
  16. Worth, D. C., Parsons, M. Advances in imaging cell-matrix adhesions. J. Cell Sci. 123, 3629-3638 (2010).
  17. Xiao, Z., Visentin, G. P., Dayananda, K. M., Neelamegham, S. Immune complexes formed following the binding of anti-platelet factor 4 (CXCL4) antibodies to CXCL4 stimulate human neutrophil activation and cell adhesion. Blood. 112, (4), 1091-1100 (2008).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics