Para poder satisfacer las necesidades de la investigación moderna, los principales centros de procesamiento de imágenes de todo el mundo están buscando métodos para aumentar la automatización y la integración de los dispositivos. Con herramientas adaptables y avanzadas, los investigadores pueden capturar una gama más amplia de procesos celulares dinámicos.
Para poder ofrecer sistemas de procesamiento de imágenes más avanzados para la investigación moderna, los proveedores de equipos están trabajando activamente con los clientes y otros proveedores para desarrollar nuevas soluciones. Precisamente con este espíritu de colaboración, ayudamos a crear un sistema de control de flujo y procesamiento de imágenes adaptable.*
El Dr. Kai Schleicher, especialista en microscopía avanzada en el Centro principal de procesamiento de imágenes del Biozentrum en la Universidad de Basilea, el, Dr. Sebastien Peter, experto de ventas en Olympus y Elveflow, experto en instrumentos de microfluidos, se reunieron para desarrollar una solución que permitirse coordinar el control de flujo microfluídico y el procesamiento de imágenes confocales usando el software de procesamiento de imágenes cellSens de Olympus.
Además de adquirir imágenes de las células en condiciones de perfusión, este sistema permite realizar una manipulación rápida y precisa de los líquidos. Esto supone una gran ventaja para los experimentos en los que deben realizarse tratamientos de fármacos o cambios de solución tampón.
Motivación inicial para el sistema de control de flujo y procesamiento de imágenes adaptable
La idea del proyecto surgió de una petición específica y Kai reconoció inmediatamente los diversos beneficios que puede aportar una solución adaptable para el procesamiento de imágenes confocales con microfluidos.
Tal y como explicaba, "Un investigador quería configurar un sistema que permitirse controlar diversos dispositivos microfluídicos con entradas y presiones diferentes usando un software de microscopio para el procesamiento de imágenes coordinado. Como centro de procesamiento de imágenes, es importante considerar de qué forma nuestros sistemas pueden adaptarse a una gama más amplia de aplicaciones. Este proyecto ofrecía una oportunidad idónea para usar la integración de dispositivos".
El Biozentrum de la Universidad de Basilea
Elección de los equipos adecuados para integrar la microscopía y los microfluidos
Para poner en marcha este proyecto, Kai se puso en contacto con Sebastien de Olympus en primer lugar. Kai ya conocía los microscopios y el software de Olympus. Las instalaciones del Biozentrum contaban con sistemas de microscopios IXplore™ y el microscopio de súper resolución IXplore SpinSR de Olympus que era especialmente popular entre los investigadores.
"Decidimos colaborar con Olympus porque teníamos una buena relación y siempre nos han ayudado", explica Kai.
El sistema de microscopio de súper resolución IXplore SpinSR y el controlador en tiempo real (RTC) de Olympus
La flexibilidad del sistema de microscopio IXplore SpinSR hacía que fuese idóneo para esta solución integrada de procesamiento de imágenes.
Tal y como Kai explicaba, "El sistema IXplore SpinSR tiene un controlador en tiempo real (RTC). Esto significa que puede conectarse fácilmente con dispositivos terceros para adaptar el sistema a las necesidades cambiantes del cliente. La flexibilidad y la facilidad de uso del microscopio IXplore SpinSR y el software cellSens simplifican la usabilidad del sistema. La función de procesamiento de imágenes en 3D de células vivas de alta calidad del microscopio permite llevar a cabo una amplia gama de aplicaciones posteriores.
El controlador de flujo microfluídico Elveflow OB1
El siguiente paso era escoger un sistema de microfluidos. Kai y Sebastien optaron rápidamente por el controlador de flujo microfluídico OB1 de Elveflow.
“Escogimos el controlador de flujo microfluídico OB1 porque proporciona un control preciso de los índices de caudal en diversos canales y la flexibilidad de enviar y recibir señales del RTC. Este sistema permite realizar una coordinación precisa de control de flujo y procesamiento de imágenes", afirmaba Kai.
Configuración del hardware y realización de pruebas para el sistema de control de flujo y procesamiento de imágenes
El sistema de control de flujo y procesamiento de imágenes en el centro principal de procesamiento de imágenes del Biozentrum
Con un plan diseñado, el siguiente paso era configurar el hardware y realizar pruebas. La habilitación de la comunicación entre el sistema IXplore SpinSR y el controlador de flujo microfluídico OB1 fue muy sencilla. Para ello tuvimos que conectar los dispositivos con cables BNC estándar.
En esta configuración, las secuencias escritas en el software cellSens pueden controlar la actividad del sistema IXplore SpinSR y activar las secuencias escritas en el software ESI de Elveflow. De esta forma, podíamos controlar la actividad de la bomba de microfluidos para la manipulación automática del líquido.
El software cellSens también puede recibir información de los dispositivos externos tales como el controlador OB1. Esto hace que los usuarios puedan crear protocolos simples de conexión/desconexión y protocolos más dinámicos que tienen comunicación entre los dispositivos.
Conexión entre el software cellSens de Olympus y el secuenciador de Elveflow
Ellos pudieron confirmar rápidamente que el sistema funcionaba de forma eficiente escribiendo y ejecutando varias secuencias en el software cellSens.
Kai comentaba "El software cellSens está muy bien. La sencilla interfaz de arrastrar y soltar hace que los protocolos sean fáciles de escribir y ejecutar. La opción de proteger los ajustes generales y mantenerlos separados de los ajustes individuales del usuario resulta útil para impedir que los usuarios modifiquen secuencias accidentalmente que pueden utilizarse comúnmente en nuestro centro de procesamiento de imágenes.
En unas pocas horas, habían creado un sistema automático e intuitivo que era adecuado para una amplia gama de aplicaciones de procesamiento de imágenes.
Según Kai "Lo mejor de este sistema combinado de microscopía y control de flujo es su flexibilidad y su facilidad de uso y configuración. El sistema también requiere muy poca formación. Esto es importante, ya que los usuarios de nuestras instalaciones quieren un sistema intuitivo que puedan comprobar que funciona correctamente por sus propios medios".
Investigación a largo plazo y descubrimientos científicos gracias a la colaboración
Kai cree que la colaboración fue un factor clave que permitió que el proceso de integración fuese tan rápido y sencillo.
"La asistencia de Olympus y Elveflow facilitó mucho el proceso. Creo que todos podríamos conseguir los mismos resultados que nosotros en el mismo plazo de tiempo, sin necesitar contar con una gran experiencia en la integración de dispositivos. Recomendaría a cualquier persona que acudiesen a ellos en busca de ayuda", dijo Kai.
A medida que nuestra comprensión de los sistemas biológicos complejos progresa, queda claro que la extensión de las funciones de los sistemas de procesamiento de imágenes para gestionar un mayor número de aplicaciones avanzadas será crucial para mantener a los investigadores en la línea de los descubrimientos de vanguardia.
Mediante la colaboración con proveedores de equipos como Olympus y Elveflow, las instalaciones principales de procesamiento de imágenes pueden explotar la sinergía de combinar sus sistemas de procesamiento de imágenes con dispositivos externos. De esta forma, podrán formar herramientas potentes que permiten realizar descubrimientos científicos novedosos y ayudar a los usuarios a adaptarse a las demandas cambiantes de la investigación moderna.
Agradecimientos: Todos los equipos de Elveflow mencionados en esta publicación del blog han sido proporcionados por Simon Van Vliet y Héctor Arturo González del laboratorio Jenal en el Biozentrum de la Universidad de Basilea.
Artículo publicado también en ElveFlow.com
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