Трехмерная оптическая разрешением Фотоакустическая микроскопии
Summary
Оптическое разрешение ФА микроскопии (ИЛИ-PAM) является новая технология способна изображений оптического поглощения контрастов<em> В естественных условиях</em> С сотовыми разрешение и чувствительность. Здесь мы предоставляем визуализированы инструкции по экспериментальным протоколам ИЛИ-PAM, включая конфигурацию системы, системы выравнивания, типичные<em> В естественных условиях</em> Экспериментальных процедур и функциональных схем визуализации.
Abstract
Оптическая микроскопия, предоставляя ценную информацию на клеточном уровне и органелл, получил широкое признание как позволяет биомедицинских технологий. Как опорой в естественных трехмерных (3-D) оптической микроскопии, single-/multi-photon флуоресцентной микроскопии и оптической когерентной томографии (ОКТ) продемонстрировали свою чрезвычайной чувствительностью к флуоресценции и рассеяния оптического контраста, соответственно. Тем не менее, оптический контраст поглощение биологическими тканями, который кодирует существенные физиологические / патологической информации, до сих пор не для оценки.
Появление биомедицинских фотоакустика привело к новой отрасли оптической микроскопии оптическим разрешением ФА микроскопии (ИЛИ-PAM) 1, где оптические облучения ориентирована на дифракционный предел для достижения сотовых 1 или даже 2 субклеточном уровне латерального разрешения. Как ценным дополнением к существующей оптической технологии микроскопии, ИЛИ-PAM вызывает, по крайней мере две новинки. Первое и самое главное, ИЛИ-PAM обнаруживает оптические контрасты поглощения с необычайной чувствительности (т.е. 100%). Объединение или-PAM с флуоресцентной микроскопии 3 или с оптико-рассеяния основан 4 октября (или с обоими) обеспечивает всестороннюю оптических свойств биологических тканей. Во-вторых, ИЛИ-PAM кодирует оптического поглощения в звуковые волны, в отличие от чистой оптических процессов в флуоресцентной микроскопии и октябре, а также предоставляет фоновом без обнаружения. Акустического обнаружения в ИЛИ-PAM смягчает воздействие оптического рассеяния от деградации сигнала и, естественно, исключает возможные помехи (например, перекрестных помех) между возбуждения и регистрации, что является распространенной проблемой в флуоресцентной микроскопии из-за перекрытия между возбуждения и флуоресценции.
Уникальный для оптических изображений поглощения, ИЛИ-PAM продемонстрировала широкой биомедицинских приложений с момента своего изобретения, в том числе, но не ограничиваясь, 5 неврологии, 6, офтальмологии, 7, 8, сосудистой биологии 9, 10 и дерматологии. В этом видео, мы учим, конфигурации системы и выравнивание ИЛИ-PAM, а также экспериментальные процедуры в естественных условиях функциональной визуализации микрососудов.
Protocol
Discussion
В этом видео, мы предоставляем подробную инструкцию по экспериментальным протоколам ИЛИ-PAM, включая конфигурацию системы, системы выравнивания и типичных экспериментальных процедур. Этикетка-свободной, неинвазивный ИЛИ-PAM позволила исследования микрососудистых функционирования и о?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы ценят внимательное чтение доктор Lynnea Брамбо рукописи. Работа выполнена при поддержке Национального института здоровья грантов R01 EB000712, R01 EB008085, R01 CA134539, U54 CA136398 и 5P60 DK02057933. Профессор Lihong В. Ван финансовой заинтересованности в Microphotoacoustics, Inc и Endra, Inc, которая, однако, не поддержали эту работу.
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)
References
- 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).
