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激光微粉的应用

激光微粉和激光微操纵适用于对基因和蛋白质的功能进行差异化的洞察,并且用于神经生物学和免疫学中的各种应用以及动物和植物生物的发育和细胞生物学。主要应用领域是对癌症和其他疾病的研究,寻找遗传修饰,分子病理和分子生物化学研究。这还涉及蛋白质功能,分子机制及其组织相互作用在转导途径中的研究。

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激光微生物和分子生物学方法

特别是对于分子生物学分析方法,如定量PCR,成功的检测取决于最大的精度和绝对不受污染。激光显微188金宝搏的网址解剖法提供的无接触隔离和分离特别适用于以下结构:

  • 来自组织样品的单细胞
  • 细胞组件
  • 区域的组织
  • 染色体
  • 来自细胞培养物的活细胞
  • 本土材料

一旦通过激光微生物切除技术成功去除,可以对解剖可以进行分子生物化学和生化方法,例如核酸分析和蛋白质研究。这特别适用于所建立的分析技术,例如PCR,实时PCR(定量PCR),Southern印迹,克隆,RNA分析,以总和特异的mRNA分离,逆转录PCR,Northern印迹以及形式的蛋白质分析2-D SDS页面,LC MS和Western印迹。

图1:用酪氨酸紫罗兰在POL框架载玻片上染色的小鼠主动脉(整个容器)的冷冻部分(10μm)。由K. Beuerlein,Rudolf-Buchheim-InstitutfürPharmakologie,Justus-Liebig-Uni​​versitätGiessen提供。

下述描述了激光微粉在分子生物学中的使用 - 此处更详细地接受了DNA分析,RNA分析和蛋白质组学的领域。除了这些突出显示的应用外,激光微生物也是细胞培养,植物研究,取证和气候研究中的有效技术。

DNA研究

激光显微解剖是选择极其微小的组织样本进行分子生物学研究的方法。激光切割靶区后,可以分离并复制靶区所含的核酸。一种叫做“芯片上的实验室”的PCR的特殊变体在这方面非常有用。

例如,DNA分析是在分子生物学中进行的,目的是澄清医学和诊断问题,DNA分析需要在细188bet怎么注册胞裂解后通过各种聚合酶链反应(PCR)变体的激光显微切割获得的遗传物质的重复。PCR是基于特异性扩增不同序列片段DNA链的原理。激光显微解剖技术与随后的DNA扩增的一个用途是检测疾病和基因修饰。

在最多样化的临床医学领域和分子生物学研究中迅速获得意义的另一个应用是对单细胞的检查。许多问题只能通过对单一或少量细胞的具体分析来回答,并且已经相应地开发了分子生物学方法的范围。在这里,激光微碎裂也用于检查和分离单细胞的特定应用领域。

肿瘤学中最大的一个问题之一是从癌细胞中的癌细胞选择性地分离DNA。在早期阶段,受影响的组织区域通常只是小,并且可以使用很少的材料。解决方案是使用激光微粉切除技术进行预选择相关的细胞,隔离它们并将它们与健康的周围组织进行比较,以寻找突变的迹象。

RNA研究

使用分子生物化学方法检查遗传信息的归因于基因表达分析。这提供了有关遗传活动的定量和定性信息。微阵列技术在基因组分析,诊断和基因表达分析中越来越普遍。通过这些所谓的基因芯片可以同时检查许多基因的表达。

这里使用激光微粉切割以产生例如单个或几种相同类型的细胞特异性基因表达谱。激光微生物在神经科学中起着特殊作用,用于去除来自组织的个体神经元,特别是将它们与周围的胶质细胞分离。该技术同样成功地精确地切割轴突或解剖突触。

在多巴胺的研究中,重点是中脑产生多巴胺神经元的基因表达分析。在帕金森病、精神分裂症、多动症和药物成瘾等疾病模式中,可以观察到所谓的多巴胺中脑系统的故障。当涉及进行性的、选择性的细胞丢失时,如帕金森病,健康和病变组织区域的单细胞的分解是必要的。

在这里,激光显微解剖使单个受影响的细胞从Imageia nigra.帕金森患者和来自非受影响的健康对照组织,以检测这些细胞基因表达的差异在发展疾病上。多巴胺能的基因表达Imageia nigra.也可以与来自邻近腹侧的多巴胺能神经元进行比较神经元,这些腹侧特子区域在Morbus帕金森的脆弱区内易受伤害,以便发现是什么使神经元易受伤害或更耐药。

图2:GFAP免疫阳性星形胶质细胞的脑,冷冻截面 - 激光微生物前后。礼貌的G.J.Burbach,MD和T. Deller,MD,临床神经肿瘤研究所,J.W.歌德大学,法兰克福,德国。

蛋白质组学

例如,蛋白质组学的结构阐明,蛋白质表达和蛋白质相互作用的定量分析,并提供了关于代谢途径和调节电路的组分的信息。因此,补充并验证基因表达分析中获得的数据。

激光微生物再次可用于选择和分离细胞以制备蛋白质组学分析。最近,已经施加了MALDI-TOF(飞行时间)IMS或MALDI-FTICR(傅立叶变换离子回答)IMS的技术,例如,用于药物发育的质谱分析。通过激光微粉切割获得的单个人头发的纵向部分可以用MALDI-TOF-IMS技术直接测试甲基苯丙胺。

细胞培养物

对活细胞使用激光显微解剖的特殊优势是可以用激光损伤特定的细胞,以便观察它们随后的再生。根据研究的重点,也可以使用激光显微解剖从活细胞培养物中分离出选定的区域或不同的克隆,用于进一步培养或其他分析,如PCR。

这意味着相关区域可以被检测,而不会受到周围环境的干扰。这种技术也适用于细胞手术和对活细胞的类似操作。即使是敏感的干细胞也可以通过激光显微切割而不丧失其分裂潜能。这些细胞适用于广泛的研究目的,未来可用于干细胞治疗、再生医学和药物筛选。

植物的研究

植物组织对分子水平的研究造成了巨大的挑战。与动物组织相比,样品制备中克服的主要障碍是木质茎和植物组织的厚细胞壁。Leica中使用的激光器LMD该系统可切割较厚、较硬的植物材料。通过获取不同细胞水平的信息,可以更好地了解植物的反应。

在这一背景下的相关问题是植物组织的发育和分化过程,它们的代谢、适应、疾病的发展和恢复力。其他有趣的方面是植物对细菌、病毒、真菌和寄生虫的共生和反应。

在这里,激光显微解剖有助于产生更清晰的植物细胞图像。所获得的信息可能有助于增加生物量生产,例如,或控制植物疾病。激光显微解剖还可以用于分离彩色叶色素,用于后续的核磁共振光谱分析。

图3:玉米根业证。由美国伯克利伯克利加州大学L. Feldman提供

法医学

基因指纹是法医学的一个组成部分,它在当今许多领域发挥着关键作用,特别是在犯罪调查中。法医科学家面临的一个特别挑战是各种各样的杂质。利用激光显微解剖,现在可以从杂质中分离出所需的细胞。应用新的细胞识别过程和荧光照明也可以区分雄性和雌性细胞。这些细胞可以通过激光显微解剖快速鉴定和分离。

激光微碎裂在将精子免于涂抹制剂中起着特别重要的作用。鉴定单个精子细胞,与皮肤细胞和杂质分离,然后分析。

气候研究

最新的激光微粉施用区域是气候研究。感谢Leica的强大激光器LMD系统可以通过相对厚的材料(如木材)剖面,以便隔离木材的年环或薄片的夹杂物。

图4:松木切片200 μm,物镜10x -解剖前后

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