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Caracterización de blastos en sangre periférica humana por medio de microscopía de fase por difracción

Organista Castelblanco, Caori Alejandra (2018) Caracterización de blastos en sangre periférica humana por medio de microscopía de fase por difracción. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.

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Resumen

La leucemia linfoblástica aguda (LLA) es un tipo de cáncer generado por el crecimiento desordenado de un grupo de células blancas, conocidas como linfocitos, que se forman en la médula ósea y rápidamente se difunden por el torrente sanguíneo; afectando a otros órganos y finalmente llevando a la muerte. Las pruebas de diagnóstico implementadas en la actualidad requieren análisis citométrico de muestras de médula ósea o marcación de sangre periférica para hacer conteo de células blásticas (células cancerígenas de sangre) presentes en sangre periférica a través de microscopía óptica. Estas técnicas son invasivas, requieren marcación y alteración de las células. Por lo tanto, se busca una técnica alterna implementando un microscopio de fase por difracción (DPM), la cual permite la medición de las variaciones de tamaño y de índice de refracción de las células de una forma no invasiva, para la detección de células blásticas en sangre periférica humana. En una primera fase se requiere distinguir células blásticas de otro tipo de células mononucleares como linfocitos T y B, y monocitos. En el presente trabajo se describe la técnica interferométrica DPM, la cual se llevó a cabo en dos pasos: un registro digital de hologramas plano-imagen usando un interferómetro de Mach-Zehnder (MZ) compacto y, la posterior reconstrucción numérica de dicho campo óptico complejo. Para la parte experimental se iluminaron las muestras con un haz láser de Helio-Neón (HeNe) y su patrón magnificado se hizo incidir sobre el interferómetro MZ, el cual divide el haz que porta la información de las muestras en estudio, en dos haces con el uso de una rejilla de difracción y, luego de filtrar con una microlente las frecuencias debidas al objeto en uno de ellos, los vuelve a reunir enfocando sobre un sensor de estado sólido su patrón de interferencia magnificado nuevamente; la posterior reconstrucción numérica de este campo óptico complejo, permite calcular las variaciones de índice de refracción y tamaño de las muestras bajo estudio, a partir de la amplitud y diferencia de fase recuperadas. De esta forma, se tienen los insumos para establecer parámetros de diferenciación poblacional morfométricos y de índice de refracción de células mononucleares y células blásticas. Para ello se describe el proceso de separación de poblaciones celulares mononucleares de sangre periférica por densidad, y se analizan de forma independiente células mononucleares de dos donantes enfermos y dos donantes sanos. A partir de las diferencias observadas entre los linfocitos, se establece un parámetro de distinción entre un linfocito sano y una célula blástica. Así, se valida la técnica DPM como un parámetro de diferenciación, abriendo camino a la posibilidad de validarla para el diagnóstico de LLA en el análisis de una muestra de sangre periférica humana., Abstract: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a type of cancer caused by the disordered growth of white blood cells, known as lymphocytes, which are formed in the bone marrow and rapidly diffuse through the bloodstream; affecting other organs and eventually leading to death. Diagnostic tests currently implemented require a cytometric analysis of bone marrow extraction or peripheral blood marking for counting of blastic cells present in it via light microscopy. These techniques are invasive, requiring labeling and alteration of cells. Therefore, an alternative technique is sought by implementing a diffraction phase microscope (DPM), which allows the measurement of the size and refractive index variations of the cells in a non-invasive way, looking for the detection of blast cells in human peripheral blood. In a first phase it is necessary to distinguish blastic cells from other mononuclear cells such as T and B lymphocytes and monocytes. In the present work it is described the DPM interferometric technique, which was carried out in two steps: a digital record of plane-image holograms using a compact Mach-Zehnder (MZ) interferometer and the subsequent numerical reconstruction of that complex optical field. For the experimental part, the samples were illuminated with a HeNe laser beam and its magnified pattern was placed onto the interferometer MZ, which divides the beam that carries the information of the samples in the study in two beams with the use of a diffraction grating. Then filtered the high frequencies, due to the object in one of them and once again focusing them on a solid state sensor, where a interference pattern magnified is generated; the subsequent numerical reconstruction of this complex optical field allows the calculation of the variations of refractive index and size of the samples under study, based on the amplitude and difference phases recovered. In this way, it is obtained the inputs for the establishment of morphometric parameters of population differentiation and refractive index of mononuclear cells and blast cells. For this purpose it is described the process of separation of peripheral blood mononuclear cell populations by density, and it is independently analyzed mononuclear cells from two diseased methods and two healthy ones. From the observed differences it is established a parameter of distinction between a healthy lynphocyte and a blast cell. Consequently, the DPM technique is validated as a differentiation parameter, opening the way to the possibility of validating it for the diagnosis of ALL in the analysis of a sample of human peripheral blood.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Monroy Ramirez, Freddy Alberto
Información adicional:Magíster en Ciencias - Física. Línea de Investigación: Cuantificación de fase.
Palabras clave:Acute lymphoblastic leukemia, Blast cells, Lynphocyte, Quantitative phase imaging, Diffraction Phase Microscopy, Leucemia Linfoblastica Aguda, Células blasticas, Linfocitos, Cuantificación de fase, Microscopía de fase por difracción
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 53 Física / Physics
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 61 Ciencias médicas; Medicina / Medicine & health
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ciencias > Departamento de Física > Física
Código ID:64592
Enviado por : MsC. Caori Alejandra Organista Castelblanco
Enviado el día :25 Junio 2018 13:42
Ultima modificación:25 Junio 2018 13:47
Ultima modificación:25 Junio 2018 13:47
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