Üç boyutlu optik çözünürlük foto akustik Mikroskopi
Summary
Optik çözünürlüklü foto akustik mikroskobu (OR-PAM), görüntüleme optik soğurma yeteneğine sahip gelişmekte olan bir teknoloji tezat<em> In vivo</em> Hücresel çözünürlük ve hassasiyet. İşte, biz, sistem konfigürasyonuna, sistem hizalama da dahil olmak üzere, OR-PAM deneysel protokolleri, görüntülenmiştir bir talimat tipik<em> In vivo</em> Deneysel prosedürleri ve fonksiyonel görüntüleme programları.
Abstract
Organel ve hücresel düzeyde değerli bilgiler sağlayan optik mikroskop, çok yetenekli bir biyomedikal teknoloji olarak kabul edilmiştir. Olarak in vivo olarak üç boyutlu (3-D), optik mikroskop, single-/multi-photon floresan mikroskopi ve Optik Koherens Tomografi (OCT), sırasıyla olağanüstü duyarlılıkları, floresan ve optik saçılma zıtlıklar göstermiştir dayanaklarından. Ancak, temel fizyolojik / patolojik bilgileri kodlayan, biyolojik dokular, optik soğurma kontrastı henüz değerlendirilebilir edilmiş değil.
Biyomedikal photoacoustics ortaya çıkışı, optik ışınlama hücresel 1 veya 2 düzeyinde yatay çözünürlük bile Subselüler ulaşmak için kırınım sınırı odaklı optik mikroskop optik çözünürlükte foto akustik mikroskobu (OR-PAM) 1, yeni bir şube açmıştır . OR-PAM değerli bir tamamlayıcısı olarak, mevcut optik mikroskop teknolojileri, en az iki yenilikler getiriyor. Birinci ve en önemlisi, OR-PAM olağanüstü hassasiyeti (yani% 100) ile optik soğurma kontrastlar algılar. Floresan mikroskobu 3 veya optik saçılma tabanlı Ekim 4 (veya her ikisi ile) ile OR-PAM birleştiren kapsamlı biyolojik dokuların optik özellikleri sağlar. İkincisi, floresan mikroskopi ve OCT saf optik süreçler aksine OR-PAM, akustik dalgalar, optik soğurma kodlar, arka plan ücretsiz algılanmasını sağlar. OR-PAM akustik algılama sinyal bozulması optik saçılma etkileri azaltır ve doğal olarak uyarma, uyarma ve floresans spektrumları arasındaki örtüşme nedeniyle floresan mikroskobu yaygın bir sorundur algılama arasındaki olası etkileşimler (yani, crosstalks) ortadan kaldırır.
Benzersiz optik soğurma görüntüleme için, OR-PAM dahil olmak üzere, icadından bu yana geniş biyomedikal uygulamalar göstermiştir, fakat nöroloji 5, 6, 7 oftalmoloji, 8, vasküler biyoloji 9 ve 10 dermatoloji, sınırlı değildir. Bu video, sistem konfigürasyonu ve OR-PAM uyumun yanı sıra, in vivo fonksiyonel mikrovasküler görüntüleme deneysel prosedürleri öğretir .
Protocol
Discussion
Bu video, OR-PAM deneysel protokoller, sistem konfigürasyonuna, sistem hizalama ve tipik deneysel prosedürleri de dahil olmak üzere ayrıntılı bir talimat sağlar. Etiket içermeyen, non-invaziv OR-PAM tek bir kılcal bazında mikrovasküler işleyişi ve metabolizma çalışmaları etkin ve böylece mikrosirkülasyon ilgili fizyoloji ve patoloji anlayışımız genişletmek için bir potansiyele sahiptir. Microphotoacoustics OR-PAM sistemi şu anda bu üretim yapmaktadır.
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar yazının Dr. Lynnea Brumbaugh yakın okuma için teşekkür ederiz. Bu çalışma Ulusal Sağlık Grants R01 EB000712, R01 EB008085, R01 CA134539, U54 CA136398 ve 5P60 DK02057933 Enstitüleri tarafından sponsor oldu. Prof Lihong V. Wang Microphotoacoustics, Inc ve Endra, Inc Ancak, bu işe destek vermedi, bir finansal çıkarı vardır.
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)
Referências
- 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).
