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Die Durchflusszytometrie ist eine Analysetechnik, die in einer Vielzahl biowissenschaftlicher Anwendungen zum Zählen, Prüfen oder Sortieren von Partikeln in Lösung, wie einzelnen Zellen, eingesetzt wird. Mit dieser Technik lassen sich gemischte Zellpopulationen, z. B. aus Blut, Knochenmark oder sogar aus festem Gewebe wie Tumoren analysieren, wenn diese in einzelne Zellen zerlegt werden. Diamit lassen sich schnell und genau eine Vielzahl von Krankheiten diagnostizieren oder Zellen für weitere Analysen sortieren. Die Durchflusszytometrie kommt in zahlreichen Fachgebieten wie der Immunologie, Onkologie, Virologie und Molekularbiologie sowie bei der Überwachung von Infektionskrankheiten zum Einsatz.
Durchflusszytometer sind diagnostische Geräte, die optofluidische Systeme verwenden, bei denen ein oder mehrere Laser auf die zu analysierende Probe fokussiert werden, während die Partikel vorbeifließen. Je nach Partikeleigenschaften (Partikelform, Größe und dem eingesetzten Farbstoff) werden entweder Streu- oder Fluoreszenzlichtsignale erzeugt. Diese Signale gelangen dann über Filter zu dem/den Detektor(en) – in der Regel Fotodioden oder Fotovervielfacher. Der Strahlengang dieser Systeme besteht in der Regel aus Linsen, optischen Filtern, Spiegeln, Prismen und anderen optischen Komponenten, die das Licht lenken. Die beteiligten optischen Komponenten sind entscheidend für die Verbesserung der Genauigkeit dieser Systeme und die erfolgreiche Übertragung des Signals von der Durchflusszelle zu dem/den Detektor(en).
Die Durchflusszytometrie ist die primäre Technologie zur Untersuchung und zum Nachweis von Erkrankungen des Blutes und anderen Körperflüssigkeiten. Ein Durchflusszytometer besteht aus drei wichtigen Teilsystemen: einem Fluidiksystem, einem elektronischen Detektionssystem und einem optischen System.
Für qualitative Messungen werden hohe Durchflussraten verwendet:
Höhere Auflösung durch niedrigere Durchflussraten:
Vorwärtsstreulicht: Messung des leicht außerhalb der Laserstrahlachse gestreuten Lichts zur Erkennung von Partikeln bestimmter Größe.
Seitenstreulicht: Die Messung des am stärksten gebrochenen und reflektierten Lichts an einer Grenzfläche in der Zelle, an der sich der Brechungsindex proportional zur Zellkomplexität und Granularität ändert.
Ausrüstung
Anregungsoptiken: Laser und Linsen zur Formung und Fokussierung des Laserstrahls
Emissionsoptiken: verschiedene Linsen zur Bündelung des Streulichts sowie Spiegel, Filter und Strahlteiler für die richtige Strahlumlenkung.
Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise von Fluorophoren und optischen Filtern für die Fluoreszenzmikrospektroskopie.
Für die Untersuchung, Diagnose und Behandlung von Erkrankungen des Bluts und anderer Körperflüssigkeiten kommen zahlreiche Techniken und Methoden zum Einsatz. Die am häufigsten eingesetzten Verfahren sind die Durchflusszytometrie, Zellsortierung, Optofluidik und Mikroskopie.
Die fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) ist ein spezieller Zweig der Durchflusszytometrie, bei dem eine heterogene Ansammlung von Zellen aktiv in verschiedene Behälter sortiert wird, und zwar Zelle für Zelle. Dazu werden allgemeine Prinzipien der Lichtstreuung und Fluoreszenz verwendet, die auf den Eigenschaften der jeweiligen Zelle basieren.
Technologie, die den Bereich der Mikrofluidik mit der Optik verbindet. Zu den Hauptanwendungen gehören Flüssigkristalldisplays, Energietechnik und optische Linsen. Das Hauptaugenmerk von Startup-Unternehmen liegt jedoch auf Lab-on-Chip-Geräten, Biosensoren und molekularen Bildgebungssystemen.
Ein leistungsfähiges Verfahren zur Entdeckung von Wirkstoffen, das in der Pharmaindustrie häufig eingesetzt wird. In der Regel handelt es sich um ein automatisiertes Verfahren, das eine schnellere Bereitstellung neuartiger Arzneimittel bei geringerem Risiko für menschliche Fehler ermöglicht.
Herkömmliche Lichtmikroskope werden zur Betrachtung von histologischen Präparaten oder präparierten Zellen und Proben verwendet. Höherwertige Mikroskope, so genannte konfokale oder Multiphotonen-Mikroskope, verwenden mehrere Laser, Scannerspiegel, motorisierte Antriebe und eine Reihe von Hochleistungsdetektoren, um intrazelluläre Aktivitäten oder Protein-Protein-Interaktionen besser zu verstehen.
Eine spezielle Art der Durchflusszytometrie, die die Fluoreszenz- und Streuungseigenschaften biologischer Zellen nutzt, um sie in getrennte Behälter zu sortieren. Mit dieser Technik werden Partikel in einem heterogenes Gemisch eines nach dem anderen getrennt.
Optische Komponenten sind für viele biowissenschaftliche Anwendungen und medizinische Geräte, einschließlich Durchflusszytometern, von entscheidender Bedeutung. Strahlteiler und verschiedene Arten von Filtern, wie Bandpass-, dichroitische, Langpass- und Kurzpassfilter, sind nur einige der am häufigsten verwendeten Filter.
Im Folgenden sind häufige Erkrankungen des Bluts aufgelistet, die durch moderne diagnostische Verfahren erkannt werden können, beispielsweise durch die Durchflusszytometrie. Dank des Fortschritts in der Optik können diese Krankheiten leichter erkannt und behandelt werden, so dass die Medizintechnik und die Geräte schneller, tragbarer und einfacher zu bedienen sind.
Leukämie wird auch als Blutkrebs bezeichnet und ist eine bösartige, fortschreitende Erkrankung, bei der das Knochenmark und andere blutbildende Regionen abnorme oder unreife Leukozyten hervorbringen, wodurch die Produktion normaler, gesunder Blutzellen im Blutplasma Der primäre flüssige Bestandteil des Blutes, der oft als Träger oder Matrix angesehen wird, der die roten und weißen Blutkörperchen sowie die Blutplättchen zusammenhält.unterdrückt wird. Plasma besteht zu etwa 95% aus Wasser, das etwas mehr als die Hälfte des gesamten Blutvolumens des Menschen ausmacht. Die übrigen Teile des Plasmas bestehen aus einer Mischung verschiedener Proteine, Zucker, Gerinnungsstoffen und verschiedener Elektrolyte..
Ergebnis verschiedener Störungen, die dazu führen, dass rote BlutkörperchenDie häufigste Art von Blutzellen und der primäre Sauerstofftransporteur im Körper. Die roten Blutkörperchen werden durch das Blut und den Herzschlag im Kreislaufsystem transportiert. Rote Blutkörperchen bestehen hauptsächlich aus einem Protein namens Hämoglobin und werden im Knochenmark der Knochen gebildet. sich verformen oder zusammenzubrechen, was zu weiteren Problemen im Herz-Kreislauf-System führt.
Erkrankung des Blutes mit abnormalen Formen von HämoglobinEisenhaltiges Protein der roten Blutkörperchen, das hauptsächlich für den Sauerstofftransport im Körper verantwortlich ist. Dieser Sauerstoff wird im ganzen Körper an wichtige Gewebe und Organe weitergeleitet, um die für das Funktionieren des Körpers wichtigen Stoffwechselprozesse abzuschließen., dies kann bei Kindern zu Müdigkeit, Knochenproblemen, einer vergrößerten Milz, gelblicher Haut und langsamem Wachstum führen.
Erkrankung des Knochenmarks, bei der vermehrt rote BlutkörperchenDie häufigste Art von Blutzellen und der primäre Sauerstofftransporteur im Körper. Die roten Blutkörperchen werden durch das Blut und den Herzschlag im Kreislaufsystem transportiert. Rote Blutkörperchen bestehen hauptsächlich aus einem Protein namens Hämoglobin und werden im Knochenmark der Knochen gebildet. gebildet werden, und kann außerdem eine Erhöhung der Zahl weißer BlutkörperchenWeiße Blutkörperchen, gemeinhin als Leukozyten bezeichnet, sind für unser Immunsystem von entscheidender Bedeutung und bekämpfen Infektionskrankheiten und Bakterien. Die weißen Blutkörperchen, die am häufigsten im Blut und in den Lymphknoten zu finden sind, werden aus dem Knochenmark gewonnen. Sie enthalten einen Zellkern und sind in der Regel größer und dichter als andere Zellen und Proteine im Blut. Die Gesamtzahl der weißen Blutkörperchen im menschlichen Körper steht oft in direktem Zusammenhang mit der körperlichen Gesundheit. bewirken sowie von BlutplättchenBestandteil des Blutes, dessen Hauptaufgabe die Blutgerinnung und die Unterbrechung des Blutflusses an der Stelle einer Verletzung ist. Thrombozyten sind viel kleiner als rote Blutkörperchen. Im Gegensatz zu den weißen Blutkörperchen haben Thrombozyten keinen Zellkern, so dass sie in einer Blutprobe leicht identifizierbar sind. .
Störung, bei der das Blut nicht normal gerinnt, so dass die Betroffenen selbst bei leichten Verletzungen stark bluten.
Mangel an roten BlutkörperchenDie häufigste Art von Blutzellen und der wichtigste Sauerstofftransporteur im Körper. Die roten Blutkörperchen werden durch das Blut und den Herzschlag im Kreislaufsystem transportiert. Rote Blutkörperchen bestehen hauptsächlich aus einem Protein namens Hämoglobin und werden vom Knochenmark in den Knochen gebildet. oder HämoglobinEisenhaltiges Protein der roten Blutkörperchen, das hauptsächlich für den Sauerstofftransport im Körper verantwortlich ist. Dieser Sauerstoff wird im ganzen Körper an wichtige Gewebe und Organe abgegeben, um die für das Funktionieren des Körpers wichtigen Stoffwechselprozesse zu vollenden. im Blut, mit daraus folgender Erschöpfung.
Krebs der Plasmazellen im Blut, der zu einer Schwächung der Knochen führt.
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