תלת ממדית ברזולוציה אופטית photoacoustic מיקרוסקופית
Summary
מיקרוסקופיה אופטית ברזולוציה photoacoustic (OR-PAM) היא טכנולוגיה המתעוררים מסוגל קליטה הדמיה אופטית ניגודים<em> In vivo</em> עם רזולוציה רגישות הסלולר. כאן, אנו מספקים הדרכה דמיינו על פרוטוקולי הניסוי של OR-PAM, כולל תצורה יישור מערכת מערכת, טיפוסי<em> In vivo</em> הפרוצדורות, וערכות הדמיה תפקודית.
Abstract
מיקרוסקופיה אופטית, לספק תובנות רבות ערך ברמות הסלולר אברון, הוכרה באופן נרחב כטכנולוגיה המאפשרת ביו. מאחר התווך של in vivo תלת ממדי (3-D) מיקרוסקופיה אופטית, מיקרוסקופ פלואורסצנטי single-/multi-photon ו טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית (אוקטובר) הראו רגישות יוצאת דופן שלהם ניגודים פיזור הקרינה אופטיות, בהתאמה. עם זאת, בניגוד קליטה אופטי של רקמות ביולוגיות, אשר מקודד מידע פיזיולוגיות / פתולוגי חיוני, טרם שומתי.
הופעתם של photoacoustics ביו הוביל ענף חדש של מיקרוסקופיה אופטית מיקרוסקופיה אופטית ברזולוציה photoacoustic (OR-PAM) 1, שם הקרנה ממוקדת אופטי להגביל את עקיפה להשיג הסלולר subcellular 1 או אפילו 2 ברזולוציה רמת לרוחב. כהשלמה ערך הקיימות בטכנולוגיות מיקרוסקופיה אופטית, OR-PAM מביאה לפחות שני חידושים. ראשית, וחשוב מכל, OR-PAM מזהה ניגודים קליטה אופטית עם רגישות יוצאת דופן (כלומר, 100%). שילוב OR-PAM עם מיקרוסקופ פלואורסצנטי 3 או עם פיזור אופטי מבוסס אוקטובר 4 (או עם שניהם) מספק תכונות אופטיות מקיפה של רקמות ביולוגיות. שנית, OR-PAM מקודד קליטה אופטית לתוך גלים אקוסטיים, בניגוד לתהליכי אופטי טהור מיקרוסקופ פלואורסצנטי ו אוקטובר, ומספק רקע ללא זיהוי. גילוי אקוסטי של OR-PAM מפחית את ההשפעות של פיזור אופטי על השפלה האות טבעי מבטל הפרעות אפשרי (כלומר, crosstalks) בין עירור וגילוי, המהווה בעיה נפוצה מיקרוסקופ פלואורסצנטי בשל חפיפה בין עירור ואת ספקטרום הקרינה.
ייחודי עבור הדמיה קליטה אופטית, OR-PAM הוכיחה יישומים ביו רחב מאז המצאת שלה, כולל, אך לא מוגבל, נוירולוגיה 5, 6, עיניים 7, 8, 9 וסקולרית ביולוגיה, ו -10 דרמטולוגיה. בסרטון הזה, אנו מלמדים את תצורת המערכת ויישור של OR-PAM, כמו גם את נהלי ניסיוני בתחום ההדמיה כלי הדם vivo תפקודית.
Protocol
Discussion
בסרטון הזה, אנו מספקים הדרכה מפורטת על פרוטוקולי הניסוי של OR-PAM, לרבות תצורת המערכת, יישור המערכת, הפרוצדורות טיפוסי. OR-PAM ללא תווית, לא פולשנית אפשרה מחקרים של תפקוד כלי הדם ואת חילוף החומרים על בסיס נימי יחיד ובכך בעל פוטנציאל להרחיב את ההבנה שלנו של microcirculation הקשורות ?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
החוקרים מעריכים קריאה לסגור ד"ר Lynnea של Brumbaugh של כתב היד. עבודה זו מומנה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות מענקים EB000712 R01, R01 EB008085, R01 CA134539, U54 CA136398 ו 5P60 DK02057933. פרופ 'Lihong V. וואנג יש אינטרס כלכלי Microphotoacoustics, Inc Endra, Inc, אשר, עם זאת, לא תמך את העבודה הזאת.
Materials
Home-made acoustic-optical beam combiner:
- right-angle prism (NT32-545, Edmund Optics)
- rhomboid prism (NT49-419, Edmund Optics)
- silicone oil (1000cSt, Clearco Products)
- OR-PAM system (Microphotoacoustics)
Referencias
- Maslov, K., Zhang, H. F., Hu, S., Wang, L. V. Optical-resolution photoacoustic microscopy for in vivo imaging of single capillaries. Opt. Lett. 33, 929-931 (2008).
- Zhang, C., Maslov, K., Wang, L. V. Subwavelength-resolution label-free photoacoustic microscopy of optical absorption in vivo. Opt. Lett. 35, 3195-3197 (2010).
- Wang, Y., Maslov, K., Kim, C., Hu, S., Wang, L. V. Integrated photoacoustic and fluorescence confocal microscopy. IEEE. Trans. Biomed. Eng. 57, 2576-2578 (2010).
- Jiao, S., Xie, Z., Zhang, H. F., Puliafito, C. A. Simultaneous multimodal imaging with integrated photoacoustic microscopy and optical coherence tomography. Opt. Lett. 34, 2961-2963 (2009).
- Hu, S., Maslov, K., Tsytsarev, V., Wang, L. V. Functional transcranial brain imaging by optical-resolution photoacoustic microscopy. J. Biomed. Opt. 14, 040503-040503 (2009).
- Hu, S., Yan, P., Maslov, K., Lee, J. M., Wang, L. V. Intravital imaging of amyloid plaques in a transgenic mouse model using optical-resolution photoacoustic microscopy. Opt. Lett. 34, 3899-3901 (2009).
- Hu, S., Rao, B., Maslov, K., Wang, L. V. Label-free Photoacoustic Ophthalmic Angiography. Opt. Lett. 35, 1-3 (2010).
- Jiao, S. L., Jiang, M. S., Hu, J. M., Fawzi, A., Zhou, Q. F., Shung, K. K., Puliafito, C. A., Zhang, H. F. Photoacoustic ophthalmoscopy for in vivo retinal imaging. Opt. Express. 18, 3967-3972 (2010).
- Oladipupo, S., Hu, S., Santeford, A., Yao, J., Kovalski, J. R., Shohet, R., Maslov, K., Wang, L. V., Arbeit, J. M. Conditional HIF-1 induction produces multistage neovascularization with stage-specific sensitivity to VEGFR inhibitors and myeloid cell independence. Blood. , .
- Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. In vivo functional chronic imaging of a small animal model using optical-resolution photoacoustic microscopy. Med. Phys. 36, 2320-2323 (2009).
- Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed. Opt. Lett. 36, 1134-1136 (2011).
- Wang, X., Pang, Y., Ku, G., Xie, X., Stoica, G., Wang, L. V. Noninvasive laser-induced photoacoustic tomography for structural and functional in vivo imaging of the brain. Nat. Biotechnol. 21, 803-806 (2003).
- . . Laser Institute of America, American National Standard for Safe Use of Lasers ANSI Z136. , (2007).
- Jacques, S. L., Prahl, S. A. Optical Absorption of Hemoglobin . Oregon Medical Laser Center [Internet]. , (1999).
