Para acompanhar as necessidades das pesquisas modernas, centros de formação de imagem ao redor do mundo estão buscando aumentar a automação e a integração de dispositivos. Com ferramentas adaptáveis e avançadas, os pesquisadores podem capturar uma variedade maior de processos celulares dinâmicos.
Com o objetivo de fornecer sistemas de formação de imagem mais avançados para a pesquisa moderna, os fornecedores de equipamentos estão trabalhando em estreita colaboração com clientes e outros fornecedores para desenvolver novas soluções. Foi com esse espírito de colaboração que ajudamos a criar um sistema adaptável de formação de imagem e controle de fluxo.*
O Dr. Kai Schleicher, especialista em microscopia avançada no Centro de formação de imagem do Biozentrum da Universidade da Basileia, o Dr. Sebastien Peter, especialista de vendas da Olympus e a Elveflow, especialista em instrumentos de microfluidics, se reuniram para criar uma solução que possibilita a coordenação da formação de imagem confocal e do controle do fluxo microfluídico usando o software de formação de imagem cellSens da Olympus.
Além da formação de imagem de células em condições de perfusão, esse sistema suporta um manuseio de líquidos rápido e preciso – um benefício importante para experimentos que exigem tratamentos com medicamentos ou mudanças de tampão.
A motivação inicial para o sistema adaptável de formação de imagem e controle de fluxo
A ideia do projeto surgiu através de um pedido específico e Kai imediatamente percebeu os vários benefícios de uma solução adaptável que associa a formação de imagem confocal com a microfluídica.
Ele explicou, "Um pesquisador desejava montar um sistema que permitisse que dispositivos microfluídicos com várias entradas e diferentes pressões fossem controlados por um software para microscópio, a fim de obter uma formação de imagem coordenada. Como unidade de formação de imagem, é importante considerar como nossos sistemas podem adaptar-se para lidar com uma gama mais ampla de aplicações. Esse projeto ofereceu a oportunidade ideal para usar a integração de dispositivos."
Biozentrum da Universidade da Basileia
Escolhendo o equipamento certo para integrar a microfluídica e a microscopia
Para dar início a esse projeto, Kai primeiramente entrou em contato com Sebastien na Olympus. Kai já estava familiarizado com os microscópios e software da Olympus. As instalações do Biozentrum possuíam sistemas de microscópio IXplore™ Olympus, com o sistema de microscópio de super-resolução IXplore SpinSR demonstrando ser especialmente popular entre os pesquisadores.
"Decidimos colaborar com a Olympus porque temos um ótimo relacionamento e eles sempre são prestativos", explicou Kai.
O sistema de microscópio de super-resolução IXplore SpinSR Olympus e o controlador em tempo real (RTC)
A flexibilidade do sistema de microscópio IXplore SpinSR o tornou ideal para essa solução integrada de formação de imagem.
Kai explicou, "O sistema IXplore SpinSR possui um controlador em tempo real (RTC). Isso significa que ele pode facilmente estabelecer uma interface com dispositivos de terceiros – facilitando a adaptação do sistema às necessidades em constante mudança dos clientes. A flexibilidade e facilidade de uso do microscópio IXplore SpinSR e do software cellSens simplificam a usabilidade do sistema. A formação de imagem 3D de células vivas de alta qualidade do microscópio possibilita uma ampla gama de aplicações a jusante."
O controlador de fluxo microfluídico Elveflow OB1
A etapa seguinte foi escolher um sistema microfluídico. Kai e Sebastien escolheram rapidamente o controlador de fluxo microfluídico OB1 da Elveflow.
"Escolhemos o controlador de fluxo microfluídico OB1 pois ele fornece um controle preciso das vazões em vários canais e a flexibilidade para enviar e receber sinais do RTC. Isso permite uma coordenação precisa da formação de imagem e do controle de fluxo", explicou Kai.
Configuração de hardware e testes para o sistema de formação de imagem e controle de fluxo
O sistema de formação de imagem e controle de fluxo no Centro de formação de imagem do Biozentrum
Com um plano estabelecido, a etapa seguinte envolveu a configuração de hardware e testes. Habilitar a comunicação entre o sistema IXplore SpinSR e o controlador de fluxo microfluídico OB1 foi simples. Tratou-se de conectar os dispositivos com cabos BNC padrão.
Com essa configuração, as sequências escritas no software cellSens podem controlar a atividade do sistema IXplore SpinSR e acionar a ativação de sequências escritas no software Elveflow ESI – controlando a atividade da bomba microfluídica para um manuseio de líquidos automatizado.
O software cellSens também pode receber feedback de dispositivos externos, como o controlador OB1. Isso significa que os usuários podem criar protocolos simples para ligar/desligar e protocolos mais dinâmicos que envolvem a comunicação entre dispositivos.
O software Olympus cellSens estabelece interface com o sequenciador Elveflow
Escrevendo e executando múltiplas sequências no software cellSens, eles conseguiram confirmar rapidamente que o sistema estava funcionando de forma eficiente.
Kai comentou, "O software cellSens é muito bom. A interface simples de arrastar e soltar faz com que os protocolos sejam muito fáceis de escrever e executar. A opção de proteger as configurações gerais e mantê-las separadas das configurações de usuário individuais é útil para evitar que os usuários alterem acidentalmente sequências que podem ser usadas de forma comum na nossa unidade de formação de imagem."
Em apenas algumas horas, eles criaram um sistema automatizado intuitivo adequado para uma ampla gama de desafios de formação de imagem.
Kai observou, "A melhor parte dessa combinação de microscopia e sistema de controle de fluxo é a sua flexibilidade e facilidade de uso e configuração. Além disso, o sistema requer pouquíssimo treinamento. Isso é importante pois os usuários em nosso centro querem um sistema intuitivo que eles mesmos possam verificar se está funcionando."
Possibilitando a pesquisa de longo prazo e as descobertas científicas através da colaboração
Kai acredita que a colaboração foi um fator fundamental para tornar o processo de integração tão rápido e simples.
"O apoio da Olympus e da Elveflow facilitou muito o processo. Acredito que todos poderiam alcançar os mesmos resultados que nós no mesmo espaço de tempo, sem precisar de muita experiência na integração de dispositivos. Eu aconselharia, sem dúvidas, qualquer pessoa a entrar em contato com eles para obter ajuda", disse Kai.
À medida que a nossa compreensão de sistemas biológicos complexos avança, fica claro que prolongar a capacidade dos sistemas de formação de imagem para lidar com um número maior de aplicações avançadas será crucial para manter os pesquisadores na vanguarda das descobertas.
Através da colaboração com fornecedores de equipamentos, como a Olympus e a Elveflow, os centros de formação de imagem podem explorar a sinergia da combinação de seus sistemas de formação de imagem com dispositivos externos – formando ferramentas poderosas que possibilitam avanços científicos inovadores e ajudam os usuários a adaptarem-se às rápidas mudanças das demandas da pesquisa moderna.
Agradecimentos: Todo o equipamento da Elveflow mencionado nesta publicação do blog foi gentilmente cedido por Simon Van Vliet e Hector Arturo Gonzalez, do laboratório Jenal no Biozentrum da Universidade da Basileia.
Artigo também publicado em ElveFlow.com
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