Problemes per mantenir la viabilitat cel·lular en el sistema d'imatge de cèl·lules vives durant la imatge

La imatge de cèl·lules vives és una eina analítica important als laboratoris que estudien disciplines de recerca biomèdica, com ara la biologia cel·lular, la neurobiologia, la farmacologia i la biologia del desenvolupament. La imatge de cèl·lules i teixits fixes (per als quals el fotoblanqueig és el principal problema) sol requerir una alta intensitat d'il·luminació i un llarg temps d'exposició; no obstant això, aquests s'han d'evitar quan es prenen imatges de cèl·lules vives. La microscòpia de cèl·lules vives sol implicar un compromís entre l'obtenció de la qualitat de la imatge i el manteniment de les cèl·lules sanes. Per tant, per evitar una alta intensitat d'il·luminació i un temps d'exposició llarg, les resolucions espacials i temporals sovint es troben limitades en un experiment. La imatge de cèl·lules vives implica una àmplia gamma de mètodes d'imatge millorats amb contrast per a la microscòpia òptica. La majoria de les investigacions utilitzen un dels molts tipus de microscòpia de fluorescència, i això sovint es combina amb tècniques de llum transmesa, que es comentaran a continuació. Els avenços continus en les tècniques d'imatge i el disseny de sondes fluorescents milloren el poder d'aquest enfocament, assegurant que la imatge de cèl·lules vives continuarà sent una eina important en biologia.

Una precaució important és assegurar-se que les cèl·lules estan en bon estat i funcionen amb normalitat mentre es troben a l'escenari del microscopi amb il·luminació en presència de fluoròfors sintètics o proteïnes fluorescents. Les condicions en què es mantenen les cèl·lules a l'escenari del microscopi, tot i que són molt variables, sovint dicten l'èxit o el fracàs d'un experiment.

Hi ha diversos medis de cultiu cel·lular disponibles en funció dels requisits bioquímics particulars de les cèl·lules. Els medis de cultiu contenen diversos components, inclosos aminoàcids, vitamines, sals inorgàniques (minerals), oligoelements, constituents d'àcids nucleics (bases i nucleòsids), sucres, intermedis del cicle de l'àcid tricarboxílic, lípids i coenzims. En els medis de cultiu de teixits, un pas important és controlar la concentració d'oxigen, el pH, la capacitat d'amortiment, l'osmolaritat, la viscositat i la tensió superficial. Les formulacions de medis disponibles comercialment sovint inclouen un colorant indicador (per exemple, vermell de fenol) per determinar visualment el valor aproximat del pH. Es necessita un sistema tampó de diòxid de carboni i bicarbonat per regular el pH per a gairebé totes les línies cel·lulars. Les cèl·lules s'han de cultivar en una atmosfera que contingui una petita quantitat de diòxid de carboni (normalment 5-7%) en incubadores per controlar la concentració de gas dissolt. Per a la imatge de cèl·lules vives, pot ser difícil proporcionar una atmosfera adequada amb diòxid de carboni, i això normalment requereix cambres de cultiu dissenyades específicament per a una atmosfera regulada. Els requeriments d'oxigen poden variar entre les línies cel·lulars, però els nivells normals de tensió d'oxigen atmosfèrica són adequats per a la majoria de cultius. Pel que fa a l'osmolaritat, la majoria de línies cel·lulars tenen una gran tolerància a la pressió osmòtica, amb un bon creixement a osmolaritats entre 260 i 320 miliosmolars. Quan les cèl·lules es cultiven en cultius de placa oberta o en plaques de Petri, es pot utilitzar un medi hipotònic per fer front a l'evaporació.