Aquisição de Imagem de Organoides e Órgãos-em-chip

Por muitos anos, células cultivadas in vitro foram utilizadas como sistemas-modelo para inúmeras aplicações de pesquisa. As células cultivadas são mantidas em suspensão ou aderidas à superfície de uma placa de cultura. No entanto, a fisiologia de células isoladas é muito diferente da observada em tecidos ou organismos inteiros. Por esse motivo, vários sistemas de cultura de células 3D estão ganhando popularidade rapidamente, incluindo organoides, órgãos-em-chip, esferoides e muito mais. Órgãos-em-chip são modelos particularmente promissores para triagem de fármacos, pois podem simular as principais funções do órgão/tecido de interesse em um sistema mais padronizado. Órgãos-em-chip e organoides geralmente permitem o uso de vários tipos de células em sua organização.

Produtos para Aquisição de Imagem de Organoides e Órgãos-em-chip

Reconstrução 3D de imagens adquiridas em série de um modelo de angiogênese cultivado utilizando o sistema OrganoPlate® (MIMETAS).

A série de microscópios confocais AX / AX R da Nikon, introduzida recentemente, pode ser utilizada para a aquisição de imagens de cultura de células 3D. A usabilidade do AX / AX R foi melhorada graças ao novo módulo de software baseado em inteligência artificial (AI), o Autosignal.ai, que permite identificar automaticamente, em segundos, as configurações confocais ideais (por exemplo, potência do laser e ganho). Esses sistemas confocais fornecem, de forma exclusiva, um amplo campo de visão (FOV) de 25 mm, juntamente com uma resolução de varredura (escaneamento) de 8192 x 8192 pixels, o que pode ser útil para a aquisição de imagens de grandes amostras, como organoides, em resolução total e sem aquisição lado a lado. A aquisição de imagem em tempo real se beneficia do scanner ressonante de alta velocidade apresentado pelo modelo AX R, que permite imagens rápidas com resolução de até 2048 x 2048 pixels em todo o FOV de 25 mm.

O sistema confocal de disco giratório Yokogawa CSU-W1 também é adequado para aquisição de imagens de diferentes tipos de culturas de células 3D. Enquanto os sistemas de disco giratório são mais limitados em profundidade de aquisição de imagem do que os sistemas de varredura pontual, o CSU-W1 incorpora um espaçamento extra-amplo entre os pinholes para aumentar a profundidade da aquisição em comparação com outros modelos confocais de disco giratório, reduzindo a diafonia (interferência indesejada) entre pinholes. O CSU-W1 também possui um amplo campo de visão de ~22,5 mm e opção para um disco giratório com pinhole de 25 μm de diâmetro, o que permite aquisição de imagens com objetivas de menor ampliação e maior FOV, mantendo melhor a confocalidade.

●: Incluído, ⚬: Opcional

Adaptadores de amostra disponíveis	AX / AX R	CSU-W1
	AX / AX R Microscópios Confocais	CSU-W1 Confocal de disco giratório
Limite relativo de profundidade da aquisição de imagem	~100 – 500 μm	~50 – 100 μm
Tipo de detector	Fotodetectores de elemento único GaAsP ou Multi-alkali	Câmeras sCMOS e EM-CCD
Campo de visão	25 mm	~22.5 mm
Emulate Chips	yes	yes
Emulate PODs	yes	yes
Organoplacas Mimetas	yes	yes
AIM Biotech Chips	yes	yes
Nortis Chips	yes	yes
Tissuse Chips	yes	yes

Discussão de Aquisição de Imagem de Organoides e Órgãos-em-chip

Imagem de camada funcional de rim (células epiteliais do túbulo proximal), em um chip Emulate, obtida através da objetiva Nikon CFI S Plan Fluor LWD 20XC. As vantagens da objetiva para esse sistema específico incluem a longa distância de trabalho, o colar de correção, o amplo campo de visão e a NA elevada de 0,70. Sem esses recursos, seria difícil obter imagens em alta resolução do interior do chip . Este conjunto de dados cobre todos os canais inferiores e superiores do chip, para fornecer uma visão completa de todo o sistema microfisiológico.

Selecionando uma lente objetiva para aquisição de imagem de organoides e órgãos-em-chip

Conforme discutido, o principal desafio apresentado pela aquisição de imagem de organoides e outros modelos de cultura de células 3D é a espessura da amostra. Uma célula aderente típica tem cerca de 5 μm de espessura e pode aderir diretamente a uma superfície de vidro de qualidade óptica, para observação com objetivas de imersão em óleo de alta abertura numérica (NA). Os modelos de cultura 3D são significativamente mais difíceis de visualizar, pois podem apresentar espessuras de dezenas a centenas de μm e nem sempre se ligam diretamente a uma superfície óptica de alta qualidade.

Uma das seleções mais importantes do equipamento diz respeito à escolha da lente objetiva. As objetivas de imersão em óleo de alta NA podem não ter a distância de trabalho necessária e/ou corresponder mal ao índice de refração de amostras biológicas 3D (resultando em aberrações ópticas). Para lidar com essa preocupação, a Nikon lançou suas lentes objetivas da série de imersão em silicone, que fornecem alta NA, distâncias de trabalho mais longas e correspondência aprimorada de índice de refração por meio de imersão em silicone. A Nikon também fabrica objetivas de imersão em água, que oferecem benefícios semelhantes às objetivas de imersão de silicone. Para obter mais detalhes, consulte nossa série de objetivas CFI Apochromat Lambda S.

Muitos sistemas de órgãos-em-chip e outros sistemas de cultura requerem o uso de um plástico de paredes espessas entre a objetiva e a amostra. Neste caso, estamos orgulhosos em fornecer a série de objetivas S Plan Fluor LWD. Essa série apresenta a objetiva CFI S Plan Fluor 20XC, que pode ser corrigida para uma espessura do recipiente de até 1,8 mm, proporcionando uma distância de trabalho longa de 1,3 – 2,3 mm e uma NA de 0,70, muito alta para esta classe.

O espaço do Laboratório de Bioimagem da Nikon

Contrato da Nikon para serviços de aquisição de imagem de organoides e órgãos-em-chip

Os Laboratórios de Bioimagem da Nikon (NBILs) fornecem serviços de pesquisa por contrato para as comunidades de biotecnologia e pesquisa, incluindo serviços remotos* para clientes localizados fora de sua área local. Atualmente, existem NBIL localizados em Boston (MA, EUA), Leiden (Holanda) e Shonan (Japão). Esses laboratórios têm experiência significativa na realização de microscopia confocal de organoides e outros sistemas de cultura de células 3D, incluindo vários modelos de órgãos-em- chip produzidos comercialmente.

Os NBILs não são apenas capazes de aquisição de dados, mas seus serviços completos também incluem planejamento, desenvolvimento e validação de ensaios, cultura de células, preparação de amostras e análise de dados. Todo o trabalho é cobrado por hora para garantir acessibilidade para todos os tipos de clientes. Se você quiser saber mais e descobrir se os serviços de um NBIL são adequados para você, não hesite em nos contactar para marcar uma consulta gratuita.

* O serviço pode variar dependendo da unidade. Entre em contato com o Laboratório de Bioimagem da Nikon perto de sua localização para obter detalhes.

Glossário

Adaptadores de amostra disponíveis: Essa é uma lista dos fabricantes para os quais a Nikon fabrica adaptadores de platina compatíveis (seus produtos são aceitos em nossa platina motorizada do microscópio invertido Ti2).
Campo de visão: O campo de visão do sistema, também conhecido como número do campo, é o diâmetro da área da imagem em uma ampliação normal de 1X.
Limite relativo de profundidade da aquisição de imagem: Isso indica a faixa de profundidade Z aproximada (axial) dentro da qual o sistema indicado pode fornecer imagens com bom seccionamento óptico e boa relação sinal-ruído. Esse valor pode ser bastante variável e depende muito das propriedades ópticas da amostra e do recipiente, bem como da marcação.
Tipo de detector: Os sistemas confocais de varredura pontual utilizam fotodetectores de elemento único para detectar o sinal de maneira pontual. Os sistemas confocais de disco giratório coletam dados de vários pontos em paralelo utilizando um detector baseado em matriz (câmera).