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La cytométrie en flux est une technique d'analyse utilisée dans diverses applications des sciences de la vie pour compter, inspecter ou trier des particules en solution telles que des cellules uniques. Cette technique permet d'analyser des populations cellulaires mixtes – par exemple à partir du sang, de la moelle osseuse, ou même de tissus solides tels que des tumeurs lorsque ceux-ci sont dissociés en cellules individuelles. Cela permet de diagnostiquer rapidement et précisément toute une série de maladies ou de trier des cellules en vue d'une analyse plus poussée. La cytométrie en flux est utilisée dans de nombreuses disciplines telles que l'immunologie, le cancer, la virologie et la biologie moléculaire, ainsi que la surveillance des maladies infectieuses.
Les cytomètres en flux sont des appareils de diagnostic qui utilisent des systèmes optofluidiques dans lesquels un ou plusieurs lasers sont focalisés sur l'échantillon à analyser pendant que les particules défilent devant le faisceau. Cela produit des signaux lumineux diffus ou fluorescents en fonction des caractéristiques des particules : leur forme, leur taille ou le colorant utilisé pour la coloration. Ces signaux passent ensuite par des filtres jusqu'au(x) détecteur(s) – généralement des photodiodes ou des tubes photomultiplicateurs. La trajet du faisceau de ces systèmes se compose généralement de lentilles, de filtres optiques, de miroirs, de prismes et d'autres composants optiques pour diriger la lumière. Les composants optiques impliqués sont cruciaux pour améliorer la précision de ces systèmes et transmettre avec succès le signal de la cellule de flux au(x) détecteur(s).
La cytométrie en flux est la principale technologie d'inspection et de détection du sang et des autres fluides corporels. Un cytomètre en flux est composé de trois sous-systèmes essentiels : un système fluidique, un système de détection électronique et un système optique.
Débits élevés utilisés pour les mesures qualitatives :
Des débits plus faibles sont utilisés pour une résolution plus élevée :
Lumière diffusée vers l'avant (FSC) : mesure de la lumière diffractée légèrement hors de l'axe du faisceau laser, pour détecter les particules dans une plage de tailles donnée
Lumière diffusée latéralement (SSC) : mesure de la lumière principalement réfractée et réfléchie à toute interface dans la cellule où l'indice de réfraction change proportionnellement à la complexité et à la granularité de la cellule
Équipement
Optiques d'excitation : laser et lentilles servant à modeler et focaliser le faisceau laser
Optiques d'émission : diverses lentilles pour collecter la diffusion, et des miroirs, des filtres et des séparateurs de faisceaux pour un acheminement correct
En savoir plus sur la manière dont les fluorophores et les filtres optiques fonctionnent avec la microscopie par fluorescence.
De nombreuses techniques et méthodes sont utilisées pour visualiser, diagnostiquer et traiter les maladies du sang et les autres fluides corporels. Parmi les techniques les plus courantes, on trouve la cytométrie en flux, le tri cellulaire, l'optofluidique et la microscopie.
Le tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) est une branche spécifique de la cytométrie en flux qui trie activement une collection hétérogène de cellules dans différents conteneurs, cellule par cellule. Pour ce faire, on utilise des principes généraux de diffusion de la lumière et de fluorescence basés sur les caractéristiques de chaque cellule.
Technologie qui combine le domaine de la microfluidique avec celui de l'optique. Les applications primaires comprennent les larges affichages à cristaux liquides, l'énergie et des lentilles optiques, mais le principal moteur des start-ups se concentre sur les dispositifs de laboratoire sur puce, les biocapteurs et les systèmes d'imagerie moléculaire.
Un processus puissant de découverte de substances actives très utilisé dans l'industrie pharmaceutique. Il s'agit généralement d'une procédure automatisée qui permet de développer plus rapidement de nouveaux médicaments avec moins de risques d'erreur humaine.
Les microscopes optiques traditionnels sont utilisés pour observer des lames d'histologie ou des cellules et échantillons préparés. Les microscopes haut de gamme, appelés microscopes confocaux ou multiphotoniques, utilisent plusieurs lasers, des miroirs de balayage, des actuateurs motorisés et un ensemble de détecteurs haut de gamme pour mieux comprendre l'activité intracellulaire ou les interactions entre protéines.
Un type particulier de cytométrie en flux qui utilise les caractéristiques de fluorescence et de diffusion des cellules biologiques pour les trier dans des récipients séparés. Cette technique est utilisée pour séparer un à un les éléments d'un mélange hétérogène.
Les composants optiques sont essentiels pour de nombreuses applications des sciences de la vie et des dispositifs médicaux, notamment les cytomètres en flux. Les séparateurs de faisceau et divers types de filtres, tels que les filtres passe-bande, dichroïques, passe-haut et passe-bas, ne sont que quelques-uns des plus utilisés.
Les maladies courantes du sang, détectées par des techniques de diagnostic avancée telles que la cytométrie en flux, sont répertoriées ci-dessous. Les progrès de l'optique permettent de détecter et de traiter plus facilement ces affections, apportant ainsi un moyen de rendre la technologie et l’équipement plus rapides, portatifs et simples à utiliser.
Connue sous le nom de cancer du sang, la leucémie est une maladie maligne et progressive où la moelle osseuse et d'autres régions productrices de sang produisent des leucocytes anormaux ou prématurés, ce qui supprime la production de cellules sanguines normales et saines dans le plasma sanguinLe principal composant liquide du sang, souvent considéré comme le véhicule ou la matrice qui maintient ensemble les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Le plasma est composé d'environ 95% d'eau, ce qui représente un peu plus de la moitié du volume sanguin total de l'homme. Les autres parties du plasma sont constituées d'un mélange de diverses protéines, de sucres, d'éléments de coagulation et de divers électrolytes..
Provoque différents troubles qui finissent par déformer ou décomposer les globules rougesLe type de cellule sanguine le plus courant et le principal transporteur d'oxygène dans l'organisme. Les globules rouges sont transportés par le sang et les battements du cœur dans le système circulatoire. Les globules rouges sont principalement composés d'une protéine appelée hémoglobine et sont produits par la moelle osseuse à l'intérieur des os. ainsi que d'autres problèmes du système cardiovasculaire.
Trouble du sang avec des formes anormales d’hémoglobineLa protéine des globules rouges contenant du fer est principalement responsable du transport de l'oxygène dans tout l'organisme. Cet oxygène est acheminé dans tout le corps vers les tissus et les organes essentiels afin de mener à bien les processus métaboliques indispensables au fonctionnement de l'organisme. qui peut entraîner de la fatigue, des problèmes osseux, une hypertrophie de la rate, une peau jaunâtre et une croissance lente chez les enfants.
Trouble de la moelle osseuse qui entraîne une augmentation du nombre de globules rougesLe type de cellule sanguine le plus courant et le principal transporteur d'oxygène dans l'organisme. Les globules rouges sont transportés par le sang et les battements du cœur dans le système circulatoire. Les globules rouges sont principalement composés d'une protéine appelée hémoglobine et sont produits par la moelle osseuse à l'intérieur des os. et peut également causer l’augmentation des globules blancsLes globules blancs, communément appelés leucocytes, sont essentiels à notre système immunitaire et combattent les maladies infectieuses et les bactéries. Le plus souvent présents dans le sang et les ganglions lymphatiques, les globules blancs sont issus de la moelle osseuse. Ils contiennent un noyau et sont généralement plus grands et plus denses que les autres cellules et protéines du sang. Le nombre total de globules blancs dans le corps humain est souvent en corrélation directe avec la santé de l'organisme. et des plaquettesComposant du sang dont le rôle principal est de coaguler et d'arrêter le flux sanguin au niveau du site d'une blessure. Les plaquettes sont beaucoup plus petites que les globules rouges. Contrairement aux globules blancs, les plaquettes n'ont pas de noyau, ce qui les rend facilement identifiables dans un échantillon de sang. .
Trouble dans lequel le sang ne coagule pas normalement, ce qui entraîne des hémorragies graves, même en cas de blessures légères.
Carence en globules rougesLe type de cellule sanguine le plus courant et le principal transporteur d'oxygène dans l'organisme. Les globules rouges sont transportés par le sang et les battements du cœur dans le système circulatoire. Les globules rouges sont principalement composés d'une protéine appelée hémoglobine et sont produits par la moelle osseuse à l'intérieur des os. ou en hémoglobineLa protéine des globules rouges contenant du fer est principalement responsable du transport de l'oxygène dans tout l'organisme. Cet oxygène est acheminé dans tout le corps vers les tissus et les organes essentiels afin de mener à bien les processus métaboliques indispensables au fonctionnement de l'organisme. dans le sang, ce qui entraîne de la fatigue.
Cancer des cellules plasmatiques du sang qui entraîne une fragilisation des os.
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