Dreidimensionale Optische Auflösung photoakustische Mikroskopie
Summary
Optische Auflösung photoakustische Mikroskopie (OR-PAM) ist eine aufstrebende Technologie, mit der abbildenden optischen Absorption Kontraste<em> In vivo</em> Mit zellulärer Auflösung und Empfindlichkeit. Hier bieten wir eine visualisierte Anweisungen auf dem experimentellen Protokolle der OR-PAM, einschließlich der System-Konfiguration, System-Ausrichtung, typisch<em> In vivo</em> Experimentellen Verfahren und der funktionellen Bildgebung Systeme.
Abstract
Optische Mikroskopie und bietet wertvolle Einblicke in die zellulären und Organellen Ebenen, wurde vielfach als ein förderliches biomedizinische Technologie anerkannt. Da die tragenden Säulen in vivo dreidimensionale (3-D) Lichtmikroskopie, single-/multi-photon Fluoreszenzmikroskopie und optische Kohärenztomographie (OCT) haben ihre außergewöhnliche Sensibilität für Fluoreszenz-und optische Streuung Kontraste zeigen, jeweils. Allerdings hat die optische Absorption dagegen von biologischen Geweben, die wesentliche physiologische / pathologische Angaben kodiert, noch nicht abschätzbar gewesen.
Die Entstehung der biomedizinischen Photoakustik hat zu einem neuen Zweig der optischen Mikroskopie optische Auflösung photoakustische Mikroskopie (OR-PAM) 1, wo die optische Strahlung, die Beugungsgrenze fokussiert wird, um zelluläre 1 oder sogar subzelluläre Ebene 2 laterale Auflösung zu erreichen geführt. Als wertvolle Ergänzung zu den bestehenden optischen Mikroskopie-Technologien, bringt OR-PAM in mindestens zwei Neuheiten. Zuerst und vor allem erkennt OR-PAM optische Absorption kontrastiert mit außergewöhnlichen Empfindlichkeit (dh 100%). Kombinieren oder-PAM mit Fluoreszenzmikroskopie 3 oder mit optisch-Streuung basierenden 4. Oktober (oder mit beiden) bietet umfassende optischen Eigenschaften von biologischen Geweben. Zweitens kodiert OR-PAM optische Absorption in akustische Wellen, im Gegensatz zu den reinen optischen Verfahren in der Fluoreszenzmikroskopie und OCT, und bietet Hintergrundinformationen Detektion. Die akustische Detektion in OR-PAM mildert die Auswirkungen der optischen Streuung an Signalverschlechterung und natürlich eliminiert mögliche Störungen (dh, Übersprechen) zwischen Anregung und Detektion, die ein häufiges Problem in der Fluoreszenzmikroskopie aufgrund der Überschneidungen zwischen den Anregungs-und Fluoreszenz-Spektren.
Einzigartig für optische Absorption Imaging, hat OR-PAM breiten biomedizinischen Anwendungen seit seiner Erfindung, einschließlich nachgewiesen, aber nicht, Neurologie 5, 6, Augenheilkunde 7, 8, vaskuläre Biologie 9 und Dermatologie 10 begrenzt. In diesem Video, lehren wir die Systemkonfiguration und die Ausrichtung der OR-PAM sowie die experimentellen Verfahren für in vivo funktionelle mikrovaskuläre Bildgebung.
Protocol
Discussion
In diesem Video stellen wir eine ausführliche Anleitung über die experimentelle Protokolle der OR-PAM, einschließlich der System-Konfiguration, System-Ausrichtung und typischen experimentellen Verfahren. Label-freie, nicht-invasive OP-PAM hat Studien der mikrovaskulären Funktion und Stoffwechsel auf einer einzigen Kapillare Basis aktiviert und hält dadurch das Potential, unser Verständnis der Mikrozirkulation im Zusammenhang mit der Physiologie und Pathologie zu erweitern. Microphotoacoustics ist derzeit Herstellu…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren schätzen, Dr. Lynnea Brumbaugh die genaue Lektüre des Manuskripts. Diese Arbeit wurde vom National Institutes of Health Grants R01 EB000712, R01 EB008085, R01 CA134539, CA136398 U54 und 5P60 DK02057933 gesponsert. Prof. Lihong V. Wang hat ein finanzielles Interesse an Microphotoacoustics, Inc. und EnDra, Inc., die jedoch nicht unterstützen diese Arbeit.
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)
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