Introduzione

L’invenzione propone un nuovo metodo computazionale e il corrispondente sistema di imaging per l’identificazione di strutture subcellulari, senza l’utilizzo di coloranti chimici, attraverso una analisi avanza di tomogrammi 3D di cellule acquisite mediante un microscopio tomografico a contrasto di fase in configurazione citometrica a flusso. La tecnologia proposta assicura prestazioni comparabili ai sistemi di citofluorimetria a flusso in commercio, ma con il grande vantaggio di essere completamente green.

Caratteristiche Tecniche

L’invenzione (TRL=4) riguarda un nuovo metodo computazionale per l’identificazione di strutture sub-cellulari senza utilizzo di marcatori chimici. Il metodo di basa su un’analisi statistica avanza di immagini tomografiche, ottenute attraverso l’elaborazione di ologrammi digitali di cellule che fluiscono e ruotano in un canale microfluidico. Il sistema di acquisizione ed elaborazione dati è composto da tre moduli: (i) un modulo microfluidico, costituito da un microcanale in cui un campione di cellule (senza colorante chimico) viene iniettato e spinto in flusso continuo attraverso una pompa microfuidica. Per mezzo dell’azione di forze idrodinamiche, ogni cellula è indotta a ruotare; (ii) un microscopio olografico, opportunamente progettato per garantire la massima risoluzione possibile unita ad un ampio campo di vista, per l’acquisizione in flusso continuo di cellule; (iii) infine, i dati olografici acquisiti vengono processati per ricostruire la distribuzione volumetrica dell’indice di rifrazione (tomogramma a contrasto di fase) di ogni cellula da cui l’analisi di specificità intracellulare.

Possibili Applicazioni

• Studi statistici su popolazioni cellulari;
• Rilevamento di cellule tumorali circolanti nei fluidi corporei umani per la diagnosi precoce del cancro (biopsia liquida);
• Diagnosi di malattie rare;
• Test di efficacia di nuove terapie;
• Studio di effetti cellulari indotti da agenti esterni (es. nanoparticelle, radiazioni ionizzanti).

Vantaggi

• Imaging non invasivo e potenzialmente ad alto throughput;
• Imaging in 3D (tomografia a contrasto di fase);
• Misurazione di caratteristiche morfologiche e biofisiche a singola cellula;
• Caratterizzazione di organelli (specificità intracellulare);
• Tecnologia green, a costo previsionale più basso rispetto ai sistemi presenti sul mercato.