Kvantitativno merjenje afinitete do kisika v enem eritrocit

Raziskovalci so poročali sistem, ki opredeli število celic, težo, hemoglobina in nasičenja s kisikom v posameznih eritrocite. Ugotovili so, da je afiniteto za kisik razlikuje v nekaterih eritrocite. Te razlike so verjetno posledica mobilni medij, ne pa koncentracije hemoglobina.

Elektronsko mikroskopski krvnih celic. Od leve proti desni: rdečih krvnih celic, trombocitov, belih krvnih celic.

Po mnenju vodilnega avtorja dr Giuseppe Di Caprio: "Razvili smo opto-za tekočine, merilni sistem za kvantifikacijo afiniteto za kisik velikega števila rdečih krvnih celic, in smo ugotovili presenetljive razlike v moči veže na celični ravni, v primerjavi s povprečjem."

Giuseppe Di Caprio, Chris Stokes, John M. Higgins in Ethan Schönbrunn z Rowland inštituta na Univerzi Harvard, Harvard Medical School in Splošne bolnišnice Massachusetts so razvili sistem, ki posnema žilni sistem, in ga povezati z optičnim tehniko, ki se lahko opravljajo kvantitativno merjenje in vivo informacije posameznih eritrocite. Njihovo delo se pojavi v zborniku Journal of National Academy of Sciences.

Afiniteta kisiku je pomemben klinični parameter, ki se uporablja za diagnosticiranje več bolezni hematologiji. Klinični rezultat, ki se pogosto uporablja za ta namen, - število P50, ki je parcialni tlak kisika v kateri hemoglobina (nosi molekulo kisika v rdečih krvnih celic) v 50% nasičen s kisikom. Vsak rdečih krvnih celic ima določeno količino hemoglobina. Če izmerjena parcialni tlak kisika in merjenje količine oksigeniran hemoglobin v primerjavi s hemoglobinom nenasičen, bo to dovolj informacij za izdelavo krivulje kisika disociira. Ta krivulja je uporabljen za detekcijo P50.

Hemoglobin afiniteto za kisik, lahko vplivajo (t.j., da premakne kisika disociira krivuljo) več dejavnikov, kot so temperatura, pH in koncentracije 2,3-diphosphoglycerate v eritrocitih. Čeprav lahko zdravniki merjenje prostornine in teže posameznih rdečih krvnih celic, je to prva študija, naj preuči, kako ti dejavniki vplivajo na afiniteto do kisika v rdečih krvničkah ločujejo.

Dr. metoda DiCaprio et al. Združuje tehnologijo Biomimetic mikrofluidni citometrijo. Biomimetika je rastoče področje, ki povezuje biologijo s tehnologijo. Kot pove že ime, so znanstveniki ustvarili napravo, ki simulira bioloških procesov ali okolje. Možno je izvesti študije in vitro, ki posnemajo pogoje in vivo. V tej študiji dr sistem DiCaprio in njegovi kolegi simulirali žilni sistem. Njihova priprava je sestavljen iz treh plasti, eno za rdečih krvničk toka, membrane za plin prepustna in drugo za toku kisika. Pomembno je poudariti, da zato, ker je zdravnik DiCaprio in njegovi kolegi skušal izvesti kvantitativne meritve, so razvili sistem, tako da je bilo mogoče nadzorovati parcialni tlak kisika. To je omogočilo znanstveniki vzpostaviti povezavo med oksigenacijo rdečih krvnih celic in parcialnim tlakom kisika. Kot rdeče krvničke potujejo skozi napravo, so uravnotežili s kisikom, dosegla točko nasičenosti. Znanstveniki lahko nato določitev količine celic z optično slikanje nasičen eritrocitov.

masa hemoglobina lahko določimo ob uporabi tehnike iz kvantitativnega absorpcijsko citometrijo. HOTH prejšnje študije celokupnega hemoglobina smo izmerili s preučevanjem na eni valovni dolžini (410 nm), te študije preiščejo na drugi valovni dolžini (430 nm), da se loči od prostega hemoglobina veže s kisikom hemoglobina. Če vizualizacijo isti celici na obeh valovnih dolžinah, lahko absorpcija povezani z nasičenja s kisikom v eni celici.

Po testiranju in potrjuje vaš sistem, je naslednji korak je, da preuči zasičenosti kisika kinetiko. S spreminjanjem geometrije njegove mikrofluidni analizatorja, so bili dr DiCaprio in njegovi kolegi lahko študirali kinetiko vezave kisika v rdečih krvnih celic v tekočem okolju. Znanstveniki so ugotovili, kjer in kadar so v njihovi rdečih krvnih celic analizatorja dosegel nasičenost s kisikom točko in potrdili, da so vsi rdeče krvne celice nasičenim v času slikanja. To potrjuje, da so vse spremembe niso kisika afiniteti med posamezne celice posledicami kinetičnimi problemi, tako kot možne dejavnike razlike v afiniteti hemoglobina za koncentriranje kisika in / ali okolje citosolno celic.

Študija je lahko poročala o povprečni in standardni odklon meritev na določeni temperaturi in pH. Prihodnje raziskave bodo vključevale spremembe temperature in pH, za preučevanje, kako te spremembe vplivajo na absorpcijo kisika posameznik celic. Znanstveniki so ugotovili, da je bil standardni odklon višji ko je disociacija krivulja strma, kar je prav tako pod tlakom, kjer nasičenost s kisikom spreminja več med posameznimi celicami.

Statistična analiza eritrocitov na tej stopnji je pokazala korelacijo med koncentracijo kisika in nasičenost s kisikom hemoglobina v višjo koncentracijo hemoglobina - višje nasičenja vrednosti. Vendar študije istih vzorcev z izotonično in hipotonično pufer ustvariti osmotski gradient je pokazala, da spremembe v koncentraciji hemoglobina ne spremeni afiniteto za kisik. To pomeni, da so razlike v kisika sorodnosti med posameznimi eritrocitov posledica nečesa v okolju celice. Avtorji menijo, da je to posledica razlik v koncentraciji 2,3-diphosphoglycerate, ključni regulator afinitete do kisika v citosol.

Ko je bilo postavljeno vprašanje o posledicah študije, soavtor dr Ethan Schönbrunn, je dejal: "Prepričani smo, da lahko značilnosti afiniteto za kisik v eni celici zelo dragocena za hematologijo, v diagnostiki anemije in za boljše razumevanje fiziologije sistema hematološke zdravo."