I laboratori sono il regno della scienza: al loro interno sono state formulate ipotesi e fatte scoperte che negli anni hanno contribuito a cambiare il mondo. Ma quali sono stati i cambiamenti del mondo che hanno avuto una ripercussione sull’evoluzione dei laboratori? Un ruolo fondamentale è stato quello del progresso tecnologico: grazie agli innumerevoli passi avanti fatti nel campo della tecnologia è stato possibile ottimizzare processi e attività garantendo risultati sempre più precisi e accurati. Vediamo insieme quali sono alcuni degli strumenti che hanno agevolato il lavoro dei ricercatori nel corso degli anni.
Studiare le popolazioni cellulari: il FACS. L’acronimo FACS sta per Fluorescence Activated Cell Sorter, ed è un apparecchio utilizzato dai ricercatori per fare analisi sulle membrane cellulari.
Tutto parte da una soluzione a cui vengono applicati dei fluorofori, ovvero delle molecole in grado di assumere determinati colori quando vengono stimolate dalla luce. In seguito, la soluzione viene fatta passare all’interno di un piccolo tubo illuminato da un laser per attivare i fluorofori che, in base al colore che assumono, consentono agli scienziati di distinguere le varie popolazioni cellulari.
Questa tecnica è molto utilizzata in ricerca biologica e medicina per analizzare e isolare cellule specifiche da campioni complessi, come il sangue o i tessuti biologici.
Vedere dentro la cellula: i microscopi confocali. Il microscopio confocale può essere considerato come un microscopio in versione 2.0. A differenza del suo predecessore, il confocale utilizza un fascio di luce per ottenere immagini tridimensionali di campioni. Come per il FACS, anche in questo caso sui campioni da analizzare vengono applicati i fluorofori al fine di ottenere un’immagine a colori in cui è possibile distinguere le strutture intracellulari.
Questi campioni vengono poi posizionati su un vetrino, e, grazie all’elevata risoluzione garantita dal sistema ottico del microscopio confocale, è possibile visualizzare non solo la struttura esterna della cellula, ma anche quella interna – potenzialmente anche in 3D.
Studiare le molecole in un campione: lo spettrometro di massa. Lo spettrometro di massa (MS) è uno strumento analitico che viene utilizzato per separare, identificare e quantificare le molecole in un campione sulla base della loro massa e carica. Il funzionamento dello spettrometro di massa può essere suddiviso in quattro fasi principali.
Durante la prima fase, detta “ionizzazione”, il campione viene ionizzato, ovvero gli atomi o le molecole al suo interno vengono convertiti in ioni caricati positivamente o negativamente. In seguito, durante la fase di “accelerazione”, gli ioni vengono accelerati attraverso un campo elettrico. All’interno del campo magnetico avviene poi una “deflessione”, ovvero una variazione della traiettoria degli ioni, che dipende dalla loro massa.
Una volta separati, gli ioni vengono rilevati da un detector durante la fase di “rivelazione”. In base poi al detector raggiunto dagli atomi e dalle molecole, avviene la caratterizzazione. L’utilizzo dello spettrometro di massa è molto vario e può includere l’identificazione di composti chimici in campioni complessi, l’analisi di proteine e acidi nucleici in biologia molecolare, l’analisi di droghe e metaboliti in campo farmaceutico e tossicologico, e molte altre applicazioni scientifiche.
Analizzare le immagini: l’ImageQuant. ImageQuant è un software progettato per aiutare gli scienziati a quantificare e analizzare i dati ottenuti attraverso esperimenti di biologia molecolare.
L’obiettivo principale di questo software è semplificare e automatizzare il processo di analisi delle immagini, riducendo la necessità di analisi manuale e migliorando la precisione e la riproducibilità dei risultati.
Tra le sue numerose funzioni troviamo la stima delle dimensioni delle molecole, l’analisi di immagini fluorescenti, l’analisi di membrane di blotting e l’analisi di gel di elettroforesi.
Sitografia:
https://www.microbiologiaitalia.it/immunologia/guida-pratica-allutilizzo-del-facs/
https://www.youmath.it/lezioni/fisica/magnetismo/4946-spettrometro-di-massa.html