ラベルフリーマルチホトンイメージングフローサイトメトリー

ラベルフリーイメージングフローサイトメトリーは、主に蛍光標識に依存している従来の蛍光ベースのイメージングフローサイトメトリーの技術的課題を克服するため、生物学的および医学的研究の強力なツールです。これまでに、2つの異なるタイプのラベルフリーイメージングフローサイトメトリーが開発されています。すなわち、光流体時代の定量的位相イメージングフローサイトメトリーと刺激ラマン散乱（SRS）イメージングフローサイトメトリーです。残念ながら、これらの2つの方法は、澱粉やコラーゲンなどのいくつかの重要な分子を調査することができません。ここでは、高いスループットを備えた生細胞の澱粉とコラーゲンを視覚化するために、別のタイプのラベルフリーイメージングフローサイトメトリー、すなわちマルチホトンイメージングフローサイトメトリーを紹介します。マルチホトンイメージングフローサイトメーターは、画像のコントラストが2つの光学的非線形効果（FWM）とセカンドハーモニック生成（SHG）によって提供される非線形光学イメージングに基づいています。これは、アコースティックフォーカサー、ラボ製のレーザースキャンSHG-FWM顕微鏡、および流れる細胞のFWMおよびSHG画像を同時に取得する高速画像取得回路を備えたマイクロ流体チップで構成されています。その結果、500 nmの空間分解能と50μmx50μmの視野でFWMおよびSHG画像（100×100ピクセル）を取得します。560-700 kb/sの高スループット。ここで、イベントは細胞または細胞様粒子の通過によって定義されます。マルチホトンイメージングフローサイトメーターの有用性を示すために、それを使用して、バイオウプラスト、食物、食物、食物、食物に効率的に重要な材料を生産する能力のために最近産業部門から注目を集めた単細胞緑色の藻類であるChromochloris Zofingiensis（NIES-2175）を特徴付けました。とバイオ燃料。統計画像分析では、澱粉が初期の細胞周期段階で細胞の中心に分布し、後の段階で非局在化することがわかりました。多光子イメージングフローサイトメトリーは、生物学的機能の統計的高度な研究と、非常に生産性の高い細胞株の進化を最適化するための効果的なツールになると予想されます。この記事は著作権によって保護されています。全著作権所有。

Label-free imaging flow cytometry is a powerful tool for biological and medical research as it overcomes technical challenges in conventional fluorescence-based imaging flow cytometry that predominantly relies on fluorescent labeling. To date, two distinct types of label-free imaging flow cytometry have been developed, namely optofluidic time-stretch quantitative phase imaging flow cytometry and stimulated Raman scattering (SRS) imaging flow cytometry. Unfortunately, these two methods are incapable of probing some important molecules such as starch and collagen. Here we present another type of label-free imaging flow cytometry, namely multiphoton imaging flow cytometry, for visualizing starch and collagen in live cells with high throughput. Our multiphoton imaging flow cytometer is based on nonlinear optical imaging whose image contrast is provided by two optical nonlinear effects: four-wave mixing (FWM) and second-harmonic generation (SHG). It is composed of a microfluidic chip with an acoustic focuser, a lab-made laser scanning SHG-FWM microscope, and a high-speed image acquisition circuit to simultaneously acquire FWM and SHG images of flowing cells. As a result, it acquires FWM and SHG images (100 × 100 pixels) with a spatial resolution of 500 nm and a field of view of 50 μm x 50 μm at a high event rate of 4 - 5 events per second, corresponding to a high throughput of 560-700 kb/s, where the event is defined by the passage of a cell or a cell-like particle. To show the utility of our multiphoton imaging flow cytometer, we used it to characterize Chromochloris zofingiensis (NIES-2175), a unicellular green alga that has recently attracted attention from the industrial sector for its ability to efficiently produce valuable materials for bioplastics, food, and biofuel. Our statistical image analysis found that starch was distributed at the center of the cells at the early cell cycle stage and became delocalized at the later stage. Multiphoton imaging flow cytometry is expected to be an effective tool for statistical high-content studies of biological functions and optimizing the evolution of highly productive cell strains. This article is protected by copyright. All rights reserved.