Coltura cellulare

La coltura cellulare è il processo di mantenimento delle cellule in vitro. Le cellule vengono regolarmente mantenute in sospensione, aderenti alla superficie di un recipiente, o in sistemi di coltura 3D (ad es. sferoidi e organoidi). Il loro uso come sistemi modello è parte integrante della ricerca scientifica in campo biomedico e richiede l'uso regolare di un microscopio ottico per valutare la confluenza (percentuale dell'area del recipiente coperta dalle cellule), il conteggio delle cellule, il monitoraggio dei patogeni e la valutazione morfologica.

Prodotti per la cultura cellulare

I microscopi invertiti Nikon ECLIPSE Ts2 e Ts2-FL sono sistemi pluripremiati progettati per il lavoro di routine relativo alla coltura cellulare. Il Ts2-FL ha tutte le caratteristiche del Ts2 ma offre inoltre un'epifluorescenza integrata basata su LED.

Il dispositivo di osservazione cellulare Nikon BioStudio-T si adatta agli incubatori e alle cappe a flusso laminare utilizzati per la coltura cellulare. L'imaging a contrasto di fase dell'intero recipiente viene eseguito utilizzando un approccio unico di scansione dell'obiettivo che mantiene il recipiente di coltura fermo, consentendo di scambiarlo senza perdere le informazioni sulla posizione. È progettato per applicazioni quantitative nella coltura di cellule staminali, come l'identificazione di colonie.

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ECLIPSE Ts2
Microscopio invertito		 ECLIPSE Ts2-FL
Microscopio invertito		 BioStudio-T
Sistema di osservazione cellulare
Integrazione della camera Selezione libera (opzionale) Selezione libera (opzionale) Rilevatore CMOS integrato
Accoglie bene piastre, piatti e fiasche yes yes yes
Compatibile con la decontaminazione tramite H2O2 vaporizzata no no yes
Adatto per impianti di produzione cellulare no no yes
Indicato per risultati standardizzati no no yes
Tecniche di contrasto compatibiliECLIPSE Ts2 ECLIPSE Ts2-FL BioStudio-T
Fluorescenza grandangolare (widefield) no yes no
Contrasto a rilievo Nikon yes yes no
Contrasto di fase yes yes yes
Contrasto di fase apodizzato yes yes yes

Discussione sulla cultura cellulare

Immagine a contrasto di fase standard di cellule aderenti

Immagine a contrasto di fase apodizzato dello stesso gruppo di cellule

Tecniche di contrasto per coltura cellulare

Un'ampia varietà di tipi cellulari viene coltivata in vitro, comprese le cellule primarie ottenute recentemente da tessuti, linee cellulari immortalizzate e cellule staminali. Questi diversi tipi di cellule presentano problematiche di imaging simili.

Un impedimento alla visualizzazione delle cellule è il loro grado di trasparenza generalmente elevato, che limita l'utilità della microscopia standard a luce trasmessa in campo chiaro (brightfield). Per questo motivo, i microscopi per coltura cellulare sono spesso equipaggiati per l'imaging a contrasto di fase, una tecnica che utilizza l'interferenza per tradurre in contrasto le sottili differenze nella lunghezza del percorso ottico (anche in campioni per lo più trasparenti). È importante sottolineare che il contrasto di fase è compatibile con i recipienti di coltura in plastica, a differenza delle tecniche dipendenti dalla polarizzazione come il contrasto di interferenza differenziale (DIC).

Il contrasto di fase rende l'identificazione di singole cellule relativamente facile rispetto al campo chiaro, anche a basso ingrandimento (obiettivi con un ingrandimento compreso tra 4 e 20X sono i più utilizzati per la coltura dei tessuti). Tuttavia, l'imaging a contrasto di fase richiede obiettivi specializzati ed una maschera anulare corrispondente nel percorso della luce di illuminazione. Inoltre, ci sono vari tipi di obiettivi a contrasto di fase tra cui scegliere.

La serie CFI Achromat di Nikon per obiettivi a contrasto di fase apodizzato è utile per l'osservazione di colture cellulari, grazie alla loro riduzione dell'effetto di alone che si forma in aree con grandi differenze nel percorso ottico. Ciò semplifica l'identificazione dei confini delle cellule e l'osservazione accurata di sistemi modello più grandi, come tessuti e organismi interi, rispetto agli obiettivi a contrasto di fase standard.

L'accessorio opzionale “Contrast Shield” scherma la luce della stanza, fornendo un metodo semplice ed economico per ottenere un'osservazione della fluorescenza ad alto rapporto segnale-rumore in una sala di coltura molto illuminata.

Imaging a fluorescenza e coltura cellulare

L'imaging a fluorescenza sta diventando un requisito sempre più di routine nei laboratori di coltura tissutale. Ad esempio, un’attività comune è controllare l'espressione di proteine fluorescenti di fusione in cellule trasfettate, importante per valutare l'efficienza di trasfezione, la loro corretta localizzazione e i livelli di espressione. Anche i coloranti fluorescenti sono ampiamente utilizzati per visualizzare i componenti subcellulari fondamentali (ad es. coloranti Hoechst per colorare i nuclei nelle cellule vive).

L'ECLIPSE Ts2-FL presenta fino a tre diversi moduli di illuminazione a LED selezionabili dall'utente, integrati nel microscopio. Il microscopio ricorda automaticamente quale LED utilizzare per ciascuna posizione del cubo per filtri e l'ultima impostazione di luminosità utilizzata. Nikon offre inoltre un accessorio opzionale “Contrast Shield” per aiutare a schermare la luce ambientale di fondo, che è spesso un problema nelle sale di coltura molto illuminate.

L'importanza delle dimensioni e del comfort

Il lavoro di coltura cellulare è spesso ripetitivo, con conseguente necessità di un sistema ergonomicamente corretto che dia la priorità alla facilità d'uso e all'economia di movimento. I controlli ECLIPSE Ts2 sono raggruppati in zone a seconda che vengano utilizzati per l'illuminazione a luce trasmessa (lato sinistro del microscopio), l'epifluorescenza (a destra) o entrambi (al centro).

I microscopi per colture cellulari sono spesso collocati all'interno di cappe di biosicurezza al fine di promuovere un ambiente sterile e aiutare a proteggere la salute delle cellule. Pertanto, un microscopio compatto può essere vantaggioso per tale lavoro. Inoltre, il tavolino di lavoro è posizionato in basso rispetto al corpo, rendendo lo scambio ripetuto dei campioni più ergonomico da eseguire da una posizione seduta, rispetto ai microscopi con i piani posizionati più in alto rispetto al corpo.

Il BioStudio-T è compatto e può essere inserito direttamente all'interno della maggior parte degli incubatori per colture cellulari di dimensioni standard. In combinazione con la sua capacità di essere decontaminato di routine utilizzando il vapore di H2O2, il BioStudio-T può essere applicato a tipi di cellule sensibili all'imaging, come le cellule staminali.

Ulteriori informazioni su coltura cellulare e microscopia

Se sei interessato/a ai prodotti del microscopio Nikon per i test automatizzati di colture di cellule staminali, ti invitiamo a visitare la pagina dei prodotti di Screening cellulare. Ti invitiamo inoltre a cliccare qui per saperne di più sui microscopi Nikon per la medicina rigenerativa.

Glossario

Accoglie bene piastre, piatti e fiasche
Questi sono i tipi comuni di recipienti utilizzati per la coltura delle cellule. Questa categoria si riferisce alla disponibilità di supporti/inserti Nikon per recipienti di dimensioni standard.
Adatto per impianti di produzione cellulare
Questo parametro si riferisce al fatto che i sistemi possano eseguire tipi comuni di test applicati negli impianti di produzione cellulare (ad esempio, identificazione di colonie di cellule staminali).
Compatibile con la decontaminazione tramite H2O2 vaporizzata
La decontaminazione con perossido di idrogeno vaporizzato è uno standard industriale per gli spazi chiusi. È ampiamente applicato negli ospedali e in altre strutture mediche.
Contrasto a rilievo Nikon
“Emboss Contrast” di Nikon è una tecnica semplice per osservare le cellule con un rilievo simile al 3D. Questa tecnica è destinata a tipi cellulariuspessi, come ovociti e cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC).
Contrasto di fase apodizzato
Il contrasto di fase apodizzato è una variazione della tecnica ottimizzata per l'osservazione di aree con oggetti che mostrano un forte contrasto di fase, come i cromosomi in una cellula mitotica. È anche utile per osservare sezioni di tessuto.
Contrasto di fase
La microscopia a contrasto di fase è lo standard di lunga data in laboratorio per l'osservazione di cellule aderenti con morfologia fibroblastoide o simil-epiteliale. Queste includono MDCK, HeLa, HEK e molte altre linee cellulari comunemente utilizzate.
Fluorescenza grandangolare (widefield)
La microscopia a fluorescenza è necessaria per osservare i componenti cellulari marcati con proteine o coloranti fluorescenti.
Indicato per risultati standardizzati
Riferito alla combinazione di imaging e analisi dell'intero recipiente per una quantificazione accurata dei parametri chiave, in modo da ridurre al minimo il potenziale di errore dovuto a fattori come il giudizio dell'operatore e la dimensione insufficiente del campione.
Integrazione della camera
Nikon offre una varietà di opzioni per la camera, comprese le opzioni CMOS a colori e monocromatiche veloci.