Rate of degradation red blood cells following by a spin process using the AFM, SNOM and Raman spectroscopy

Przeprowadzone badania miały na celu sprawdzenie wpływu czynnika fizycznego (przeciążenia grawitacyjnego podczas wirowania) oraz chemicznego (soli hipotonicznej) na degradację erytrocytów. Badane komórki wirowano z przeciążeniem grawitacyjnym: 500g, 2000g i 4000g. Zmiany strukturalne erytrocytów poddawanych czynnikom degradacyjnym obserwowano za pomocą rezonansowej spektroskopii ramanowskiej (z linia wzbudzenia 532 nm), mikroskopii sił atomowych oraz mikroskopii optycznej bliskiego pola. Pomiary ramanowskie polegały na mapowaniu próbek erytrocytów wirowanych i traktowanych solą hipotoniczną. Widma otrzymane podczas mapowania ramanowskiego poddano następnie analizie skupień k-średnich w celu wyodrębnienia trzech klas: deoksyHb, metHb oraz hemichromu. Zaobserwowano znaczące zmiany dla erytrocytów poddanych wirowaniu 4000g – zwiększoną dystrybucję hemoglobiny Fe(III).Z wyników otrzymanych metodami AFM i SNOM, można wnioskować, że wirowanie komórek krwi z przeciążeniem grawitacyjnym równym 500g jako jedyne nie powoduje zmian w obrębie ich struktury. Wirowanie z przeciążeniami grawitacyjnymi 2000g oraz 4000g powoduje znaczne zmiany w strukturze badanych składników morfologicznych. Natomiast działanie soli hipotonicznej na wspomniane komórki powoduje ich całkowitą degradację.

The study aimed at examining the impact of physical (forces of gravity when spinning) and chemical (salt hypotonic) factor on the degradation of erythrocytes. Tested cells were centrifuged with gravity overload: 500g, 2000g, 4000g. Structural changes of erythrocytes were subjected to degradation factors and observed by resonance Raman spectroscopy (line excitation; 532 nm), atomic force microscopy, near-field optical microscopy. Raman measurements consisted of mapping whirled erythrocytes samples and treated with hypotonic salt. The spectra obtained during Raman mapping was then analyzed by k-means clustering to extract three classes: deoksyHb, metHb and hemichrome. Observed a significant changes in erythrocytes subjected to spinning 4000g - an increased distribution of hemoglobin Fe (III).From the results obtained from AFM and SNOM methods, it can be concluded that the spinning of erythrocytes with overload gravity equal to 500g as the only one does not change within their structure. Spin with the gravitational overloads 2000g and 4000g causes significant changes to the morphological structure of the analyzed components. The effects of hypotonic saline to these cells causes their complete degradation.