Μικροφυσιομετρία

Μικροφυσιομετρία είναι η in vitro μέτρηση των λειτουργιών και δραστηριοτήτων της ζωής ή της ζωντανής ύλης (όπως όργανα, ιστοί ή κύτταρα) και των φυσικών και χημικών φαινομένων που εμπλέκονται σε πολύ μικρή κλίμακα (μικρόμετρο)McConnel HM, Owicki JC, Parce JW, Miller DL, Baxter GT, Wada HG, Pitchford S (1992). "The Cytosensor Microphysiometer: Biological Applications of Silicon Technology", Science, 257, 1906-1912 Ο όρος μικροφυσιομετρία εμφανίστηκε στην επιστημονική βιβλιογραφία στα τέλη της δεκαετίας του 1980.Hafeman DG, Parce JW, McConnell H (1988). "Light-addressable potentiometric sensor for biochemical systems", Science 240, 1182–1185Owicki JC, Parce JW (1990). "Bioassays with a microphysiometer". Nature 344, 271–272

Οι κύριες παράμετροι που αξιολογούνται στη μικροφυσιομετρία περιλαμβάνουν το pH και τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, της γλυκόζης και του γαλακτικού οξέος, με έμφαση στις δύο πρώτες. Η πειραματική μέτρηση αυτών των παραμέτρων σε συνδυασμό με ένα ρευστό σύστημα για τη διατήρηση της κυτταρικής καλλιέργειας και μια καθορισμένη εφαρμογή φαρμάκων ή τοξινών παρέχει τις ποσοτικές παραμέτρους εξόδου ρυθμούς εξωκυτταρικής οξίνισης (EAR), ρυθμούς κατανάλωσης οξυγόνου (OUR) και ρυθμούς κατανάλωσης γλυκόζης ή απελευθέρωσης γαλακτικού για τον χαρακτηρισμό της μεταβολικής κατάστασης.

Λόγω της φύσης των μετρήσεων που βασίζονται σε αισθητήρες χωρίς ετικέτες, είναι εφικτή η δυναμική παρακολούθηση κυττάρων ή ιστών για αρκετές ημέρες ή ακόμη και για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Σε μια εκτεταμένη χρονική κλίμακα, μια δυναμική ανάλυση της μεταβολικής απόκρισης ενός κυττάρου σε μια πειραματική θεραπεία μπορεί να διακρίνει οξείες επιδράσεις (π.χ. μία ώρα μετά από μια θεραπεία), πρώιμες επιδράσεις (π.χ. στις 24 ώρες) και καθυστερημένες, χρόνιες αποκρίσεις (π.χ. στις 96 ώρες). Όπως αναφέρουν οι Alajoki κ.ά., "Η ιδέα είναι ότι είναι δυνατόν να ανιχνευθεί η ενεργοποίηση των υποδοχέων και άλλες φυσιολογικές αλλαγές σε ζωντανά κύτταρα με την παρακολούθηση της δραστηριότητας του ενεργειακού μεταβολισμού".Alajoki ML, Bayter GT, Bemiss WR, Blau D, Bousse LJ, Chan SDH, Dawes TD, Hahnenberger KM, Hamilton JM, Lam P, McReynolds RJ, Modlin DN, Owicki C, Parce JW, Redington D, Stevenson K, Wada HG, Williams J (1997). "High-performance microphysiometry in drug discovery", Devlin JP (ed) High Throughput Screening: The Discovery of Bioactive Substances. Marcel Dekker, New York, 427–442.

Παραπομπές

Κατηγορία:Νανοτεχνολογία
Κατηγορία:Αναδυόμενες τεχνολογίες