Détection de microparticules



Taille des particules du diagramme Cytoflex

Les progrès réalisés dans la résolution de l’échelle des nanoparticules dans la cytométrie en flux, permettent de poser des questions qui étaient préalablement laissées à la spéculation. Plusieurs capacités fondamentales de la cytométrie en flux en font une plateforme attractive pour étudier les nanoparticules, telles que les vésicules extracellulaires. C’est-à-dire, la capacité à détecter un grand nombre d’événements, et de discriminer des évènements rares, tout en recueillant simultanément des informations sur l’expression phénotypique. Le cytomètre en flux CytoFLEX possède une résolution permettant de détecter des particules de polystyrène de 80 nm. L’analyse des nanoparticules biologiques dans un contexte de phénotypage s’en trouve facilitée.

La détection de particules inférieures à un micron par la cytométrie en flux devient de plus en plus difficile car les tailles des particules deviennent plus petites que la longueur d’onde de la lumière utilisée pour les détecter. En outre, la quantité de diffraction laser par toute particule est directement proportionnelle au diamètre de la particule et inversement proportionnelle à la longueur d’onde de la lumière utilisée pour la détecter. Cette relation peuvent être observée dans les équations de Mie Theory et Diffraction laser de Raleigh, qui sont utilisées pour le calcul théorique la diffraction laser par des particules soit similaires en taille, soit beaucoup plus petites que la longueur d’onde de la lumière utilisée pour les détecter, respectivement (Bohren & Huffmann, 2010).

Cellule laser de cytométrie en flux

En outre, lors de leur entrée dans un milieu dont l’indice de réfraction est différent, les ondes lumineuses sont réfractées par le nouveau milieu de manière inversement proportionnelle à la longueur d’onde de la lumière, les petites longueurs d’onde ayant un indice de réfraction plus élevé que les longueurs d’onde plus grandes. Cet effet a été initialement découvert par Isaac Newton quand il a divisé la lumière blanche en un arc-en-ciel de couleurs individuelles en utilisant un prisme, avec la lumière rouge se réfractant le moins et la lumière violette se réfractant le plus (voir le graphique) (Newton, 1704).

La plateforme CytoFLEX de cytomètre en flux propose la possibilité de mesurer la diffusion orthogonale du laser violet et du violet bleu. Cela augmente la plage de particules qui peuvent être détectées et analysées dans l’échantillon.  La longueur d’onde violette la plus petite (405 nm) entrainera une plus grande diffusion orthogonale du laser à une taille de particules donnée que la longueur d’onde bleue (488 nm), et augmentera la plage de résolution des particules plus petites qui peuvent être détectées par une diffusion orthogonale standard. 

L’utilisation du laser violet aidera à amplifier les différences dans les indices de réfraction entre les particules et leur milieu environnant, et cela augmentera à son tour la capacité à détecter des particules ayant un faible indice de réfraction, telles que les exosomes, microvésicules et nanoparticules de silice.

 

Bohren, C.F. & Huffmann, D.R. (2010). Absorption and scattering of light by small particles. New York : Wiley-Interscience.
Newton, I. (1704). Opticks: or, a treatise of the reflexions, refractions, inflexions and colours of light. Également deux traités des espèces et amplitude des lignes curvilinéaires Londres : Samuel Smith & Benjamin Walford (Imprimeurs de la Royal Society).

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