Integrovaná facilita pokročilého biozobrazovania a multidimenzionálnych bunkových modelov

Integrovaná facilita pokročilého biozobrazovania a multidimenzionálnych bunkových modelov

Facilita poskytuje integrované výskumné prostredie pre pokročilú fluorescenčnú mikroskopiu, zobrazovanie živých buniek, ako aj prípravu a analýzu 2D a 3D biologických modelov vrátane sféroidov, organoidov a CAM modelov.

 

Vedúcou facility je RNDr. Veronika Huntošová, PhD., vedeckú podporu zabezpečuje RNDr. Silvia Tomková, PhD. a technickú podporu poskytujú RNDr. Soňa Olejárová a Bc. Sofia Bérešová.

 

Hlavné prístrojové vybavenie pre biozobrazovanie

 

Fluorescenčný mikroskop Leica DMi8 & CICERO SPINNING DISK

Systém Leica DMi8 je určený na rutinné aj pokročilé zobrazovanie živých buniek, tkanív a trojrozmerných biologických vzoriek, pričom podporuje automatizované dlhodobé a viacpolohové experimenty. Spinning-disk riešenie je vhodné najmä na rýchle a šetrné sledovanie dynamických procesov v živých bunkách, ako sú zmeny ich tvaru, pohyb, delenie alebo vnútrobunkový transport. Uplatnenie nájde aj pri výskume organoidov, 3D bunkových kultúr, modelových organizmov, liečiv a ďalších biologicky náročných vzoriek. Rozšírenia pre meranie fluorescenčnej životnosti a superrozlišovacie zobrazovanie umožňujú skúmať molekulové interakcie, bunkové mikroprostredie a jemné štruktúry, ktoré nie sú dostupné bežným fluorescenčným pozorovaním.

Špecifické parametre

• fluorescenčné zobrazovanie s filtračnými zostavami DAPI, GFP, RHOD a kombinovanou DAPI, GFP, RHOD zostavou, s kamerovou detekciou.
  • DAPI: EX 327-383 nm, DC 400 nm, EM 435-485 nm;
  • GFP: EX 450-490 nm, DC 495 nm, EM 500-550 nm;
  • RHOD: EX 541-551 nm, DC 560 nm, EM 565-605 nm;
• fluorescenčné zobrazovanie CICERO Spinning disk – 4 excitačné lasery: 405 nm, 470 nm, 555 nm, 640 nm. Detekcia filtrovaná: 420-460 nm, 500-550 nm, 575-625 and Quad filter: 420-460 nm, 500-550 nm, 575-625 nm, 665-735 nm.
• objektívy: 5x, 10x, 20x, 40x, 100x (dedikované pre fluorescenčné zobrazovanie)
• súčasťou je mikroinkubačná komora pre kontrolu teploty a CO₂ atmosféry.
• možnosť využitia technológie THUNDER a LIGHTNING pre spracovanie obrazu, čím sa dosiahne zvýšenie rozlíšenia detailov z biologických vzoriek.

 

Konfokálny fluorescenčný systém Leica STELLARIS FALCON FLIM

 

 

Konfokálny mikroskop Leica STELLARIS FALCON FLIM je určený na funkčné zobrazovanie buniek a tkanív pomocou detekcie dôb dohasínania fluorescencie, ktoré dopĺňa klasické sledovanie intenzity fluorescencie v konfokálnom móde. Umožňuje skúmať bunkovú fyziológiu, rýchle molekulové interakcie a dynamické procesy v živých bunkách. Pomocou FLIM-FRET možno sledovať interakcie medzi proteínmi, zatiaľ čo fluorescenčné biosenzory umožňujú vyhodnocovať signalizáciu, metabolický stav, pH a zmeny bunkového mikroprostredia. Systém je vhodný aj na rozlíšenie prekrývajúcich sa fluorofórov podľa ich fluorescenčnej životnosti a na bezmarkerové metabolické zobrazovanie buniek a živých tkanív prostredníctvom prirodzenej autofluorescencie.

Špecifické parametre

• excitácia s pulzným bielym superkontinuálnym laserom 440–790 nm a samostatným 405 nm laserom.
  • ladenie v krokoch po 1 nm, súčasný výber minimálne 8 vlnových dĺžok, použitie pre FLIM s výberom impulzov, AOTF na výber vlnovej dĺžky a intenzity laserov.
• detekcia emisie: celkový emisný detekčný rozsah: 410–850 nm.
  • Hybridné detektory Hyd S, Hyd X, Hyd R.
• objektívy: 5x, 10x, 20x, 40x, 100x (dedikované pre fluorescenčné zobrazovanie)
• súčasťou je kontrola teploty pre celý mikroskopický systém cez inkubačnú komoru a mikroinkubačný systém pre kontrolu CO₂.

 

Invertovaný automatizovaný mikroskop Leica Mateo FL

Leica Mateo FL je invertovaný mikroskop určený na rutinné pozorovanie a dokumentáciu tkanivových kultúr v laboratóriách BSL1 a BSL2. Systém umožňuje plne automatizované zobrazovanie vo fázovom kontraste a štvorkanálovú fluorescenčnú mikroskopiu s kanálmi DAPI, GFP, Y3 a Y5. Fluorescenčná excitácia pokrýva pásma od 395/25 nm do 620/60 nm, pričom emisia je detegovaná v pásmach od 460/50 nm do 700/75 nm. Mikroskop je vybavený integrovanou 6 Mpx monochromatickou CMOS kamerou pre fluorescenciu, 6 Mpx farebnou kamerou a výklopným 15,6-palcovým dotykovým displejom, takže nevyžaduje okuláre ani externý počítač. Integrovaný softvér podporuje multikanálové snímanie, pseudofarbenie fluorescenčných kanálov, meranie konfluencie, automatické počítanie buniek, transfekčné analýzy a export snímok vo formátoch JPEG a TIFF.

 

Binokulárna stereo zobrazovacia stanica Leica Ivesta 3 Greenough

 

 

Leica Ivesta 3 je kompaktný stereomikroskop s Greenoughovým optickým systémom, apochromatickou optikou a integrovanou 12 Mpx 4K kamerou, určený na pozorovanie, dokumentáciu a meranie vzoriek. Poskytuje plynulý zoom v pomere 9 : 1, celkové zväčšenie 6,1× až 55×, rozlíšenie 250 lp/mm, numerickú apertúru 0,167 a zorné pole s priemerom 37,7 až 4,2 mm. Pracovná vzdialenosť 122 mm umožňuje pohodlnú manipuláciu so vzorkami, pričom rozdielna numerická apertura ľavého a pravého optického kanála podporuje kombináciu vysokej hĺbky ostrosti a vysokého rozlíšenia. Systém disponuje horným kruhovým LED osvetlením s 24 samostatne ovládateľnými segmentmi, farebnou teplotou 5 600 K, reguláciou intenzity a difúzorom, ako aj spodným priechodným osvetlením pre svetlé pole a Rottermannov kontrast. Integrovaná kamera vytvára snímky s rozlíšením 4 000 × 3 000 px, zaznamenáva obraz rýchlosťou 60 snímok/s v 4K rozlíšení a prostredníctvom platformy Enersight umožňuje snímanie, meranie a ukladanie údajov na USB alebo do siete aj bez použitia počítača.

 

 

Infraštruktúra bunkových modelov a laboratórne vybavenie

 

Laboratórium pre 2D a 3D bunkové kultúry

Biologické laboratórium na prípravu a kultiváciu 2D a 3D bunkových kultúr vrátane sféroidov a organoidov tvorí podpornú infraštruktúru mikroskopického pracoviska a zabezpečuje ucelený experimentálny postup od prípravy a kultivácie buniek až po ich mikroskopickú, molekulárnu, funkčnú a metabolickú charakterizáciu. Laboratórium je vybavené CO₂ inkubátormi a biologickým bezpečnostným boxom triedy II na sterilnú prácu s bunkovými kultúrami, prípravu biologických vzoriek a tvorbu komplexných 3D bunkových modelov. Súčasťou infraštruktúry je vybavenie na analýzu expresie proteínov metódou Western blot vrátane elektroforetickej aparatúry na separáciu proteínov v SDS-PAGE géloch. Agilent Seahorse XF HS Mini Analyzer meria a vyhodnocuje rýchlosť spotreby kyslíka (OCR), rýchlosť efluxu protónov (PER) alebo rýchlosť extracelulárnej acidifikácie (ECAR), čím umožňuje hodnotiť energetický metabolizmus živých buniek a ich reakcie na experimentálne podmienky. Infraštruktúra tak vytvára komplexné zázemie na prepájanie analýz 2D kultúr, sféroidov a organoidov s mikroskopickými, molekulárnymi a metabolickými metódami v rámci jedného experimentálneho postupu.

 

Laboratórium CAM modelov a experimentálnej biozobrazovacej analýzy

Biologické laboratórium poskytuje zázemie na prípravu biologických vzoriek, prácu s bunkovými kultúrami a realizáciu experimentov využívajúcich model chorioalantoickej membrány kuracieho a prepeličieho embrya. Súčasťou infraštruktúry je inkubátor na kontrolovanú kultiváciu kuracích a prepeličích vajec, ktorý umožňuje prípravu embryonálnych modelov na následné experimentálne hodnotenie. CAM model možno využiť pri štúdiu biologickej odpovede na testované látky, bunky a materiály, ako aj pri zobrazovacích a nadväzujúcich molekulárnych analýzach. Takto koncipované laboratórium prepája bunkové experimenty s modelom umožňujúcim sledovanie komplexnejších biologických procesov.

 

 

Portfólio komerčných služieb

 

 

Integrovaná facilita pokročilého biozobrazovania a multidimenzionálnych bunkových modelov ponúka integrované služby realizované na projektovej báze, ktoré pokrývajú celý experimentálny postup od prípravy biologických modelov cez zobrazovanie a kvantitatívnu analýzu až po vypracovanie výstupnej správy. Tento model služieb zodpovedá zavedenej praxi zobrazovacích pracovísk, v rámci ktorej zákazníci získavajú podporu pri návrhu experimentu, získavaní obrazových údajov a ich analýze.

• Pokročilé fluorescenčné a konfokálne biozobrazovanie: Zobrazovanie fixovaných a živých buniek, tkanív, sféroidov, organoidov a CAM vzoriek vrátane viackanálových, časozberných, trojrozmerných a viacpolohových experimentov.

 

• Analýza FLIM a FLIM-FRET: Fluorescenčné zobrazovanie doby dohasínania fluorescencie určené na hodnotenie molekulových interakcií, odozvy biosenzorov, bunkového mikroprostredia, metabolických zmien a separáciu fluorescenčných značiek na základe dôb dohasínania ich fluorescencie.

 

• Zobrazovanie živých buniek a kinetické štúdie: Sledovanie proliferácie, migrácie a morfológie buniek, vnútrobunkovej dynamiky, odpovede na experimentálnu liečbu a bunkovej smrti v kontrolovaných kultivačných podmienkach.

 

• Vývoj a charakterizácia 3D bunkových modelov: Zavádzanie, optimalizácia, kultivácia a zobrazovanie sféroidov a organoidov na účely biologického výskumu, testovania látok a modelovania ochorení. Takéto služby možno štruktúrovať podľa jednotlivých etáp, ktoré zahŕňajú posúdenie uskutočniteľnosti, optimalizáciu kultivácie, zobrazovanie a následnú charakterizáciu modelov.

 

• Štúdie využívajúce CAM modely: Príprava modelov chorioalantoickej membrány kuracích alebo prepeličích embryí na hodnotenie rastu nádorov, angiogenézy, biokompatibility, toxicity, odpovede na liečbu a správania buniek, biomateriálov, nanočastíc alebo experimentálnych látok.

 

• Analýza bunkovej bioenergetiky: Hodnotenie metabolických odpovedí buniek pomocou analyzátora Seahorse XF HS Mini, najmä na porovnávanie kontrolných a experimentálne ovplyvnených 2D alebo 3D bunkových modelov.

 

• Analýza expresie proteínov: Analýza metódou Western blot na detekciu zmien vo vybraných proteínoch a overenie výsledkov získaných mikroskopickými, metabolickými alebo funkčnými analýzami.

 

• Analýza obrazu a údajov: Kvantifikácia intenzity a dôb dohasínania fluorescencie, počítanie buniek a objektov, morfologická analýza, trojrozmerná rekonštrukcia, sledovanie objektov, kolokalizačná analýza a príprava výstupov vhodných na publikovanie.

 

---