Проточная цитометрия. Автоматизированные системы обработки изображений

Автоматизированные системы обработки изображений

Состоят из трех частей:

1. воспринимающая часть - сканирующий микроскоп

2. регистрация сигнала – фотометрический (ФЭУ) или видеокамера

3. ЭВМ (электронно-вычислительная машина) – цифровые массивы или гистограммы распределения изучаемого признака.

Задачи:

1. Морфометрическая - оценка морфометрических показателей (количество объектов в определенной площади среза, размеры объектов, отношения показателей). Регистрация сигнала - видеокамера.

2. Денситометрическая - оценка количества вещества в структуре (содержания ДНК в ядре клетки и т.д.). Регистрация сигнала – фотоэлектронный умножитель.

Пример морфометрической задачи - изучение ядерно-цитоплазматического отношения.

Ядерно-цитоплазматическое отношение –

- относительный показатель

- отношение объема (размера) ядра клетки к объему

(размеру) ее цитоплазмы

- является величиной постоянной (константой) для

каждого вида ткани

- константа достигается после окончания процесса

дробления в эмбриогенезе (процесс дробления

осуществляется до достижения клетками данной

ткани определенного ядерно-цитоплазматического

отношения, после чего начинается деление клеток

путем митоза)

- анализ показателя возможен только в пределах

одного вида клеток – т.е. невозможно сравнивать между собой лимфоциты и гепатоциты

Задачи исследования ядерно-цитоплазматического отношения:

1. оценка константы данной ткани

- лимфоциты – высокое ядерно-цитоплазматическое отношение (приближается к единице – малые лимфоциты – 0,9; средние – 0,7)

- гепатоциты – низкое ядерно-цитоплазматическое

отношение (0,45-0,55)

2. оценка функционального состояния клеток одной ткани

а. нормофункция - ядерно-цитоплазматическое

отношение, характерное для данной ткани,

константа – так в щитовидной железе тироциты

стенки фолликулов – однослойный кубический

эпителий

б. гиперфункция - сопровождается клеточной

гипертрофией – увеличением клеточных разме- ров за счет объема цитоплазмы, т.к. не происходит

изменений количества ДНК в ядре, а значит и

его размеров. Т.о. при гиперфункции ядерно-

цитоплазматическое отношение снижается,

становится более низким.

в. гипофункция - сопровождается клеточной

гипотрофией - атрофией - уменьшением

размеров клеток. При этом ядерно-цитоплаз- матическое отношение увеличивается.

Т.о. увеличение ядерно-цитоплазматического отноше-

ния в ткани свидетельствует о развитии гипофункции, а уменьшение - о

гиперфункции ее клеток.

- метод количественного анализа клеток в потоке несущей жидкости с

использованием проточных цитометров.

Основные принципы метода:

1. из ткани получают клеточную суспензию, состоящую из отдельных клеток

2. клетки обрабатывают веществами, количественно связывающимися с определенными клеточными структурами:

1. антитела – на белки в клеточной поверхности

2. ДНК-зонды

3. РНК-зонды и т.д.

3. использование флуоресцентной метки, присоединяемой к получаемому комплексу

4. выстраивание клеток в потоке жидкости в один ряд, в одну линию

5. возбуждение флуоресцентных меток на клетках энергией лазера

6. измерение интенсивности люминесценции метки ФЭУ

7. обработка полученных результатов на ЭВМ

8. результаты исследований представлены в виде гистограмм распределения и вариационных рядов цифровых значений

Варианты:

1. количественная гистохимия

- измерение количества веществ в клетке с помощью

проведения химических реакций

- пример – ДНК-цитометрия

2. иммунофенотипирование

- выявление комплекса антиген-антитело