Измерения деформируемости и неоднородность эритроцитов в крови, Ektacytometry

Ektacytometry обеспечивает удобный мера деформируемости эритроцитов в ответ на изменения в касательное напряжение (измеряется в паскалях (ПА)) или приостановления средних осмотического давления. Соответствующие параметры деформируемости эритроцитов включают индекс Максимальное удлинение (EI Макс), мера максимального деформируемость эритроцитов в ответ на растущее напряжение сдвига и напряжение сдвига ½ (SS ½), касательное напряжение, необходимых для достижения половину максимального деформируемости. ¹ осмотический градиент ektacytometry имеет несколько информативных параметров. Они включают минимальный индекс удлинения (EI мин), мера отношение поверхности к объему и осмотического давления, при котором это происходит (O мин), которая является мерой осмотической хрупкости. EI Макс и осмотического давления, при котором это происходит (O (EI Макс)) представить информацию о площади поверхности мембраны гибкость и клеток. Половина Максимальное удлинение в гипертонический руку осмотического градиента представлена EI гипер. EI гипер и осмотического давления, при котором это происходит, O гипер, предоставить информацию о внутриклеточной вязкость эритроцитов, которая определяется концентрация гемоглобина. ^{2 , 3} измерение деформируемости в гетерогенных крови осложняется тем, что жесткие клеток, таких как sickled красных кровяных клеток, не правильно выровнять с направлением потока например деформируемого клетки в ответ на увеличение напряжения сдвига. А не производя характерный эллиптической дифракции изображения, жесткой клетки производят сферические шаблон, который приводит в ромбовидной дифракционный рисунок при наложении на эллипс, производимые деформируемые ячейки. ^{4 , 5 , 6} сферической модели было показано, чтобы соответствовать необратимо sickled клетки, выполняя ektacytometry на отдельные фракции после центрифугирования плотность клеток. ⁶ расчет индекса удлинение включает меры, длинной и короткой оси эллипса; ромб поэтому производит очевидное снижение относительного удлинения, увеличивая ширину короткой оси. ⁷ ранее показано, что степень искажения модели дифракции соотносится с процент гемоглобина серпа (ХБС) и доля sickled клеток в крови пациентов с серповидно-клеточная анемия. ⁵ степень искажения модели дифракции может быть получено сложного математического анализа. ⁸ она может быть также получена путем корректировки открытия диафрагмы на ektacytometer или серый уровень установку программного обеспечения, чтобы изменить высоту модели дифракции. ⁵ однако, подробности о том, как настроить уровень серого не хорошо определены и диафрагмы не является легко доступной на последнего поколения коммерчески доступных ektacytometer. Чтобы обойти эти проблемы, легко доступные камеры выгоды может использоваться для регулировки высоты картина дифракции. ⁹ использование этого метода для оценки сотовой неоднородность, степень искажения модели дифракции может быть соотнесена с процентом фетального гемоглобина в крови больных с серповидно-клеточная анемия. ¹⁰ несколько параметров осмотический градиент ektacytometry также коррелируют с долей плода или серп гемоглобина в крови у больных с серповидно-клеточная анемия. Дифракционной картины искажения корреляции вероятно отражают вклад состав гемоглобина процент жесткая, не деформируемым клеток. Дополнительный интерес весь осмотический градиент ektacytometry профиль подвергается двухфазный изменения, которые соответствуют процент плотной клеток в обращении во время кризиса Серповидноклеточная. ¹¹

Ektacytometry также полезны в изучении нескольких других расстройств. Осмотический градиент ektacytometry диагностики для унаследованного эритроцитарной мембраны расстройств, таких как наследственной сфероцитоза, наследственный elliptocytosis и наследственной pyropoikilocytosis. ^{3 , 12 , 13 , 14} деформируемости сокращение происходит в железодефицитной анемии. ¹⁵ характеристика «хранения поражения» крови использовала ektacytometry и будущих исследований, изучения как характер поражения и вмешательства для предотвращения его формирования во время хранения накренился крови могут извлечь выгоду из представленные здесь методики. ¹⁶ Уменьшившийся деформируемости эритроцитов также были коррелирует с микрососудистой заболевания диабета. ¹⁷ недавних исследований, связывающих гипергликемии, концентрации аскорбата эритроцитов и осмотической хрупкости предлагаю эти факторы могут быть важным в развитии микрососудистой болезни. ¹⁸ Ektacytometry исследования ведутся в настоящее время расследовать эту гипотезу (Parrow и Левин, неопубликованные данные). Крови стадии малярийные инфекции является еще один интересный авеню расследований деформируемости эритроцитов. Сотовый деформируемость Plasmodium falciparum инфицированных красных кровяных клеток снижается резко в течение 48 часов внутриклеточных созревания паразита от кольцевой этап Шизонт сцену. Данные свидетельствуют, что это снижение деформируемости восстанавливается после созревания паразита. Реверсирование совпадает с выпуска инфицированных эритроцитов в кровоток. Считается, что снижение деформируемости опосредовано Plasmodium белки, которые способствуют связыванию красных клеток. ¹⁹ эти исследования представляют собой небольшой выборки клинически важные условия, где измерения деформируемость эритроцитов и осмотический градиент параметры актуальны. Существует несколько дополнительных областей исследования.

Альтернативные методы для измерения деформируемости эритроцитов включают в себя Оптический пинцет (также известный как лазерные ловушки), которые используют физические свойства фотонов растянуть единый эритроцитов в одном или нескольких направлениях. ²⁰ эта техника имеет преимущество измерения деформируемость эритроцитов одной, но некоторая неопределенность в силу Калибровка производится значительная изменчивость через исследования ²¹ и анализ данных может быть трудоемкой если автоматизированы. ²² микропипеткой стремление, которое использует отрицательное давление аспирационная эритроцитов в микропипеткой, также используются для измерения деформируемости эритроцитов. ^{7 , 23} несколько измерений, таких как давление, необходимое для аспирационная эритроцитов, возможны с каждой меры, определяющие различные характеристики эритроцитов. ²³ атомно-силовой микроскопии — это метод высоким разрешением, что меры жесткость мембраны количественной лазерного луча прогиб как индикатор отклонения кантилевера вдоль поверхности эритроцитов. ²⁴ эти методы предоставляют информацию об отдельных эритроцитов, легко не приспособлены для измерения изменений в популяциях красных кровяных клеток и, в целом, требуют значительных технических знаний.

Желание попробовать как индивидуальных, так и популяции клеток одновременно привело к достижения в области автоматизации и развитие микрофлюидика и методов на основе массива. Как ektacytometry rheoscopy меры деформируемость как функция касательное напряжение, но образы приобретаются непосредственно через микроскоп. ²⁵ , выше через путь анализа автоматизированных клеток был нанят производить деформируемости распределений, используя rheoscope. ²⁶ сотовой неоднородность может быть определена количественно этот метод если доступны данные от здорового управления субъекта. ²⁷ микрофлюидика методы позволяют также для высокой через положить анализ единичных клеток; несколько образцов, с помощью фильтрации,²⁸ ячеек транзита анализаторы,²⁹ , который измеряет время, необходимое для эритроцитов потока через своих и альтернатив, которые измеряют давление, необходимое для транзита эритроцитов скорее чем время ³⁰ были разработаны. Другую платформу для высокой через положить анализ отдельных клеток является одной ячейки microchamber массив чип, который имеет дополнительное преимущество, позволяя для вниз по течению на основе флуоресценции характеристика клеток. ³¹ хотя каждый из этих методов является потенциально полезным и может быть лучше для конкретных приложений, сравнительные преимущества ektacytometry включает чувствительность, простоты использования и точности. ³² последнего поколения коммерчески доступных ektacytometers также имеют значительную гибкость в количество анализов, которые могут быть выполнены.