¿Qué equipos forman parte de un laboratorio de Citogenética convencional?

El laboratorio de Citogenética, requiere, por una parte, equipamiento específico de este laboratorio y por otra, equipamiento genérico común a otros laboratorios. La mayor parte de los materiales y equipos utilizados en Citogenética son los mismos que en un laboratorio general. Solo unos pocos son equipos específicos como el cariotipador o los aparatos para realizar las técnicas de hibridación in situ.

A continuación puedes observar algunos de los aparatos que forman parte del equipamiento de un laboratorio de Citogenética.

Tabla con las imágenes de los equipos utilizados en el laboratorio de Citogenética.

Microscopio óptico.	Cariotipador.	Microscopio de Fluorescencia.
Cabina de Flujo Laminar.	Microscopio Invertido.	Cámara de cultivo o Incubador.
Baño Termostatizado.	Vórtex.	Hibridador.

Serán aparatos indispensables para el correcto funcionamiento del laboratorio de Citogenética:

Cabina de flujo Laminar.

En ella se realizarán todos los proceso de manipulación de los cultivos celulares, así como la preparación de reactivos. Se trabajará con una cabina de seguridad biológica de Clase II, que protege al trabajador, al medio ambiente y a la muestra.

• Estas cabinas disponen de dos rejillas, una frontal y una trasera, a través de las cuales es succionado el aire que circula sobre la superficie de trabajo. A través de la rejilla frontal es succionado el aire que proviene de la habitación y que pasa alrededor del trabajador a una determinada velocidad, aislándolo de los agentes existentes en el interior de la cabina.
• Disponen de un filtro HEPA a través del cual se suministra un flujo de aire vertical laminar que protege el producto y evita la posibilidad de que ocurra una contaminación cruzada a lo largo de la superficie de trabajo de la cabina.
• Disponen de un segundo filtro HEPA a través del cual sale el aire de la cabina. Como consecuencia de esta particularidad del diseño, el aire que circula dentro de la cabina está libre de contaminantes y puede ser reciclado.

Incubador de CO_2.

Proporciona un entorno in vitro controlado y fiable para el crecimiento óptimo del cultivo de células.

El mantenimiento de la temperatura, en una atmósfera con una tensión controlada de CO₂ y adicionalmente de humedad elevada, es el objetivo del incubador de CO₂. Las condiciones del cultivo: temperatura, humedad atmosférica y niveles de CO₂ son característicos de cada línea celular. El nivel de CO₂ se establece para mantener el equilibrio carbonato-bicarbonato en el medio de cultivo, habitualmente al 5%. La limpieza y la desinfección, periódicas y sistemáticas, son el método recomendable para reducir los riesgos derivados de la contaminación accidental del personal del laboratorio.

Forman parte de un incubador de CO₂:

– Dispositivo de control de temperatura, con un termostato de seguridad que desconecta la función en caso de anomalía. La estabilidad de la temperatura es una característica esencial del incubador, y por ello suelen estar equipados con camisas de agua (‘water jacketed’) para proporcionar una temperatura uniforme en toda el incubador.

– Dispositivo de inyección de una mezcla de aire y CO₂, en una proporción entre el 4 y el 7 %. El CO₂ se suministra en botellas presurizadas, y se mezcla en el dispositivo de inyección.

– Dispositivo de control de la humedad ambiente. Para mantener el cultivo se requiere una humedad ambiente elevada, a fin de reducir la evaporación de agua del medio de cultivo. En los incubadores menos sofisticados esto se consigue mediante bandejas de agua en el fondo del incubador. Este recurso es peligroso pues son una fuente importante de contaminaciones al convertirse a los pocos días en caldos de cultivo. En los instrumentos más modernos se dispone de dispositivos que controlan la humedad atmosférica, inyectando agua estéril y filtrada.

– Dispositivo de recircularización de aire. Es importante una recirculación del aire en el interior del incubador, a fin de homogeneizar la temperatura en su interior. Si además en el circuito de circulación de aire se intercala un filtro HEPA se consiguen eliminar las posibles partículas contaminantes, y se asegura la esterilidad del ambiente.

Instrumentos ópticos de observación: microscopio de contraste de fases invertido.

El control morfológico del cultivo se realiza mediante el uso de un microscopio. El hecho de que las células a observar se encuentren en recipientes de un cierto grosor (más de 3 cm en el caso de frascos de Roux de 250 ml) hace que un microscopio convencional no sea adecuado por su pequeña distancia frontal, por lo que se han desarrollado microscopios, en los cuales la fuente de iluminación y los objetivos se encuentran invertidos respecto a la platina de un microscopio óptico convencional. Además, las células en cultivo, son muestras vivas y con poco contraste, por ello el microscopio se equipa con el dispositivo de contraste de fases y de esta forma el contraste de la imagen aumenta y la calidad obtenida es muy superior.

Sistema automatizado para el análisis microscópico y digitalización de imágenes obtenidas tanto a partir de microscopía óptica como de fluorescencia.

Aunque la Citogenética es una técnica relativamente joven, el aumento de la demanda de forma considerable, unido al hecho de que el laboratorio de Citogenética consume mucho tiempo por muestra y emplea gran cantidad de personal, ha provocado la necesidad de automatización.

Actualmente, contar con un sistema automatizado es básico para analizar metafases con el fin de obtener un cariotipo.
Un sistema completo automatizado para el análisis de cromosomas consta de las siguientes partes:

1) Microscopio óptico automático con capacidad para alojar más de un portaobjetos.

2) Cámara digital.

3) Unidad de procesamiento de imagen.

4) Unidad central de proceso con la que, a través de programas, se puede manejar todo el sistema. Puede ser un ordenador estándar.

5) Software específico para el análisis de las metafases.

Existen también sistemas de cariotipaje. Son sistemas que tan solo son capaces de ordenar el cariotipo de una imagen microscópica seleccionada manualmente, para ello el operador una vez decida qué metafase quiere cariotipar, ajustará la imagen en la cámara de vídeo y la digitalizará, comenzando un proceso igual al descrito anteriormente.

Además la aparición de nuevas técnicas que ya empiezan a ser rutinarias y por lo tanto son susceptibles de automatización, como la técnica de hibridación in situ, que permite observar a través del microscopio los lugares donde hibridan sondas de ADN marcadas previamente con moléculas fluorescentes, hace necesaria la presencia de un microscopio de fluorescencia.

 Equipos de criogenia.

Para el almacenamiento de las líneas celulares, será fundamental contar con una unidad de almacenamiento en nitrógeno líquido (-196 ºC). El nitrógeno es, químicamente, un gas inerte, muy estable  que no está considerado peligroso. Sin embargo, en su forma líquida, el N₂ puede provocar quemaduras por congelación, y asfixia por desplazamiento del oxígeno. De ellos, el peligro más real lo representan las quemaduras por frío. El N₂ licuado tiene un punto de ebullición de -196ºC y la fase de vapor de los contenedores suele estar a una temperatura inferior a -180ºC. La exposición de la piel y mucosas puede provocar lesiones graves, similares a las quemaduras, por lo que debemos manipular este producto adecuadamente.

Es equipamiento común a otros laboratorios:

Equipo de esterilización: autoclave y equipo de filtración.

La necesidad de asepsia para el cultivo de células hace que se necesario el empleo de distintos tipos de métodos: irradiación con radiación gamma o rayos X, esterilización por gas, autoclavado, filtración, etc. En el laboratorio general se suele disponer de : equipo de filtración y autoclave, mientras que la esterilización por gas, y la irradiación son técnicas propias de grandes instalaciones, por ejemplo hospitalarias, o industriales.

• Equipos de filtración:  Existen unidades de filtración estéril muy recomendables para el trabajo rutinario. La esterilización se produce al atravesar la solución un filtro de poro 0.22 mm.
• Autoclave: Un autoclave es un instrumento que permite la esterilización por calor tanto de sólidos como de líquidos. La esterilización se realiza habitualmente a 121 ºC, 1 atmosfera de presión durante un tiempo superior a 20 min.

Centrífugas.

En el laboratorio de cultivo celular es necesario disponer de una centrífuga refrigerada, preferentemente con posibilidades de usar en ella desde tubos de pequeño volumen (1 a 2 ml) a tubos de mayor capacidad (50 ml), y con rotores apropiados para los tubos con los que se trabaje. Normalmente, para la mayor parte de las aplicaciones bastará con un instrumento que desarrolle hasta 2000 xg. La centrífuga se ha de instalar dentro de lo posible alejada de las cabinas de flujo laminar, para evitar las turbulencias de aire que genera.

Equipo de purificación de agua.

Es de gran importancia en la preparación de los medios, o en cualquier solución que pueda estar en contacto con el cultivo, una completa esterilidad y ausencia de sustancias que puedan provocar alguna alteración al cultivo. Por ello se utiliza siempre agua de la máxima calidad obtenida mediante equipos de doble destilación o de intercambio iónico y filtración.

Pipeteadores.

Se trata de dispositivos o instrumentos para el trasvase de fluidos de uso común en el laboratorio como los pipeteadores automáticos, pipetas y micropipetas, que permiten la aspiración de diferentes volúmenes de fluido.