Analisis Sel dengan Live Cell Imaging

Analisis Sel menggunakan mikroskop optik standar (biasa juga disebut Analisis Sel Statis atau Tradisional) biasa digunakan untuk mengetahui kondisi sel pada waktu tertentu. Biasanya sel harus difiksasi atau dimatikan terlebih dahulu, untuk kemudian dianalisis di bawah mikroskop. Namun hasil pengujian ini bersifat statis dan hanya menggambarkan kondisi pada waktu tertentu dan tidak dapat menggambarkan mekanisme maupun keseluruhan kondisi sel.

Gambar 1 . Ilustrasi Sel

Untuk beberapa aplikasi yang membutuhkan data yang lebih komprehensif, teknologi Live Cell Imaging lebih cocok digunakan dibandingkan dengan Analisis Sel Tradisional. Live cell imaging adalah teknik pencitraan yang memungkinkan pengamatan sel hidup secara langsung, dinamis dan real-time. Teknik ini telah merevolusi bidang biologi sel dan molekuler, memungkinkan peneliti untuk mempelajari proses seluler yang kompleks seperti pembelahan sel, pergerakan sel, interaksi protein, dan respons terhadap obat-obatan / toxin.

Beberapa teknologi yang biasanya digunakan untuk Live Cell Imaging diantaranya adalah :

1. Mikroskop Fluoresens : Memanfaatkan protein atau pewarna fluoresen untuk menandai struktur atau molekul tertentu dalam sel. Ketika sel terpapar cahaya dengan panjang gelombang tertentu, molekul fluoresen akan memancarkan cahaya, yang kemudian dapat dideteksi oleh mikroskop. Mikroskop Fluoresens ini ada yang pengoperasiannya manual maupun Digital Microscope yang bersifat Automatic.

Gambar 2. Analisis Hela Cell menggunakan Live Cell Imaging berbasis Fluoresens

2. Mikroskop Konfokal : Mikroskop konfokal menggunakan laser untuk memindai sampel dan menghilangkan cahaya di luar fokus, menghasilkan gambar 3D yang tajam. Namun penggunaan laser beresiko menyebabkan kerusakan sel akibat paparan cahaya yang intens, terlebih untuk penelitian yang menggunakan sel tersebut dalam jangka waktu panjang.
3. Impedance-based Cell Analysis : Live Cell Imaging tanpa penggunaan label fluoresens, memanfaatkan impedansi listrik yang dihasilkan oleh sel. Namun penggunaannya hanya terbatas untuk sel-sel yang dapat menghasilkan impedansi seperti sel neuron, jantung, otot dan retina.

Berbagai Live Cell Imaging telah beredar di pasaran. Namun, Live Cell Imaging conventional memiliki kekurangan seperti sistem yang kompleks sehingga dimensinya cenderung besar. Akibatnya untuk analisis yang membutuhkan suhu yang stabil, biasanya dibutuhkan tambahan inkubator yang tentu saja menaikkan harga secara cukup signifikan.

 

Real-time  Live Cell Imaging dengan JuLI Stage (NanoEntek)

Gambar 3. Real-Time Live Cell Imaging JuLI Stage

 

Real-time Live Cell Imaging (disebut juga Real-time Cell Recorder) dengan tipe JuLI Stage dari brand NanoEntek (Korea) hadir menawarkan solusi untuk menangani berbagai kekurangan Live Cell Imaging Conventional. Bentuknya yang sangat compact, memungkinkan instrumen ini untuk dimasukkan ke dalam incubator ukuran standar, sehingga tidak perlu mengalokasikan budget untuk tambahan inkubator.

Gambar 4. Salah satu fitur utama JuLI Stage yaitu bentuknya yang compact dan bisa dimasukkan ke Incubator.

Pengoperasiannya instrumen ini juga sangat simpel. Menggunakan teknologi Mikroskop Fluoresecence dan Digital Microscope yang bersifat automatic (Fully Automatic X,Y,Z stage dan Opsi Auto Focus), memudahkan pengguna dalam mengoperasikan instrumen ini. Selain itu, berbagai teknik analisis data seperti image stitching atau membuat video dengan time-lapse image sudah include di dalam software sehingga analisis data juga dapat dilakukan secara Real-time.

 

Beberapa fitur utama dari JuLI Stage Real-time Live Cell Imaging diantaranya :

• Multi-channel Fluorescence Imaging (GFP, RFP, DAPI) dan Brightfield.
• Multi-well plate and vessels (6 hingga 384-well plate , flask, petri dish, dan slide)
• Multi-position monitoring
• Capture dan analisis image secara real-time dan merekam aktivitas sel dari awal hingga akhir
• Dapat kembali ke timeline yang diinginkan
• Dapat mengambil gambar sebanyak mungkin di posisi yang diinginkan
• Ukuran kecil dan compatible dengan CO₂ inkubator standar
• Dapat digunakan untuk analisis sampel pada berbagai kompartmen
• Software yang mudah digunakan dengan berbagai fitur untuk analisis data
• Remote control : Dapat dikontrol dari luar lab selama ada remote control software.

 

Aplikasi Real-time Live Cell Imaging  JuLI Stage

 

1. Time-lapse Image Capture and Video making in Multi-modes

Time-lapse image capture merupakan teknik pengambilan serangkaian gambar sel hidup pada interval waktu yang ditentukan sehingga memungkinkan perekaman secara dinamis terhadap perubahan kondisi sel. Dari hasil pengambilan gambar secara time-lapse, peneliti dapat menggabungkan gambar-gambar tersebut lalu membuat video / film terkait keseluruhan prosesnya.

Gambar 5. Analisis Time-lapse

Pada Gambar 5, digunakan sampel Mouse Embryonic Stem Cell yang dimonitoring selama 72 jam menggunakan JuLi Stage.

 

2. Image-stitching

Image-stitching biasa dilakukan untuk mendapatkan gambaran resolusi tinggi untuk suatu area yang luas. Metode ini dilakukan dengan mengcapture beberapa gambar secara terpisah (Gambar 6 sebelah kiri), lalu menggabungkannya menjadi satu gambaran utuh (Gambar 6 sebelah kanan). Metode ini ideal digunakan untuk analisis bagian dari jaringan tertentu maupun koloni stem cell.

Gambar 6. Image Stitching

Pada Gambar 6, digunakan sampel U-2 OS Cell Line (Sarcoma Cell) menggunakan double  pewarna fluorescence yaitu GFP dan RFP.

3. Transfection Efficiency

Transfection efficiency dapat diukur jika vektor / plasmid yang digunakan mengandung pewarna fluorescence. Ketika proses transfeksi berhasl, sel akan menghasilkan fluoresensi sementara sel yang tidak mengandung plasmid tidak akan menghasilkan fluoresensi.

Gambar 7. Transfection Efficiency

 

Pada Gambar 7, plasmid EGFP-N1 dan RFP ditransfeksikan ke dalam U2-OS sel menggunakan electroporator. 48 jams setelah transfeksi, transfection efficiency dapat diukur menggunakan software dengan menghitung fluoresensi yang dihasilkan oleh sel (Gambar 7 pojok kanan bawah).

 

4. Cell Migration (Wound Healing) Assay

Pengujian cell migration / wound healing biasa dilakukan dengan metode Scratch. Terhadap sel yang sudah mencapai konfluensi, ujung tip dikenai ke sel untuk menciptakan Scracth atau goresan. Setelah itu sel diamati hingga goresan tertutup kembali.

Gambar 8. Scratch Wound Healing Assay

Pada Gambar 8, sel SHSY 5Y Cells (Neuroblastoma) diinkubasi selama 50 jam setelah scratch wound healing.

 

5. Selain berbagai pengujian yang telah disebutkan di atas, JuLI Stage juga dapat digunakan untuk

• Cell Culture Quality Control
• Cell Growth / Apoptosis / Angiogenesis / Cell Cytotoxity Monitoring
• 3D spheroid
• Neurite Growth, dan berbagai pengujian lainnya.

 

Selain Live Cell Imaging (JuLI Stage), NanoEntek juga memiliki berbagai portofolio lain seperti Brightfield Cell Counter, Fluorescence Cell Counter dan juga Cell Analyzer (Flow Cytometry versi sederhana).

Alphasains Dinamika merupakan distributor peralatan laboratorium seperti FTIR, Raman, GC, GC-MS, Digital Microscope, dll yang memiliki keagenan beberapa brand dari berbagai negara di dunia, baik Asia, Amerika maupun Eropa. Beberapa brand diantaranya adalah Thermo Scientific (US), OSS (US), DeltaPix (Denmark), Young In Chromass (Korea Selatan), NanoEntek (Korea Selatan) dan lainnya. Untuk informasi lebih lanjut mengenai produk kami, silahkan kunjungi www.alphasains.com atau email ke sales@alphasains.com