燐光の酸素依存性の焼入に基づいて脳の血液の酸素化の測定
Summary
我々は、燐光の酸素依存性消光に基づく脳血管系における酸素の分圧（PO2）を測定するための実験手順を示す。動物の準備と撮像法は、ラットとマウスにおけるPO2の2光子励起に基づくイメージングにおけるPO2のビューCCDベースのイメージングの大きなフィールドの両方に概説された。
Abstract
脳血と組織の酸素化の時空間特性のモニタリングは、神経代謝、血管の関係をより良く理解するために重要です。高い空間および/または時間分解能を持つビューの大きなフィールドでPO2の同時モニタリングを持つ新しいPO2測定のモダリティの発展は、正常な脳の働きにより深い洞察を可能にし、次のような神経血管疾患の診断と治療に大きな影響を与えることになるも脳卒中、アルツハイマー病、および頭部外傷。
光学的画像診断法は、光スペクトルの可視および近赤外領域でのヘモグロビンの吸収に基づいて、高時空間分解能とPO2の定量的なイメージングを提供する大きな可能性を示している。しかし、脳の血液の酸素化のマルチスペクトル測定は、高度に散乱脳組織を介して光子の移行に依存しています。実験中の動的な変更を受けることができる組織の光学パラメータ、、の推定とモデリングは通常、血液の酸素化の正確な推定が必要です。一方、燐光の酸素依存性消光に基づく酸素の分圧（PO2）の推定は大幅に組織の光学的パラメータの変化の影響を受け、PO2の絶対的な尺度を提供すべきではない。酸素感受性色素を利用した実験系は、同様に生理的PO2範囲の正確な酸素の撮影が可能な強力な技術であること燐光消光を示し、組織培養中の酸素含有量を監視するためとして、潅流組織のin vivo試験で実証されている。
ここでは、どのように燐光寿命イメージングに基づいて、皮質血管系にPO2の測定を行うために二つの異なる画像診断法を示しています。最初のデモンストレーションでは、ラットの皮質表面でPO2のビューイメージングの幅広い分野を提示。この画像診断法は、CCDカメラおよびパルスグリーンレーザーに基づいて比較的単純な実験のセットアップを持っています。 Oxyphor R3染料の燐光寿命に基づいて、皮質拡散うつ病を監視の例が発表された。第二デモンストレーションでは、マウスの皮質微小血管系の高分解能二光子PO2のイメージングを示す。実験は、フェムト秒レーザー、電気光学変調器、およびフォトンカウンティング光電子増倍管を備えたカスタム構築された2光子顕微鏡を含みます。我々は、強化されたとPTP – C343色素小説2光子励起の断面積を用いて、イメージングの例毛細血管を含む皮質微小血管系におけるPO2異質性を提示する。
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Protocol
Discussion
我々は、燐光の酸素依存性消光に基づく皮質微小血管系におけるPO2測定の2つのアプリケーションを示した。 CCDイメージングに基づいて、最初の方法は、2光子顕微鏡に基づいて、皮質の微小血管系における酸素の分圧を測定し、PO2のビューの監視の幅広いフィールドを提供する一方で毛細血管の分解能を提供し、深さで撮影することができます。どちらの方法では、高速および高信号対?…
Acknowledgements
我々は、健康補助R01NS057476、P50NS010828、P01NS055104、R01EB000790、K99NS067050、R01HL081273とR01EB007279とアメリカ心臓協会の助成金0855772Dの米国国立研究所からの支援に感謝します。
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Glycopyrrolate | Reagent | American Regent Inc. | NDC 0517-4605-25 | Used to control pharyngeal, tracheal, and bronchial secretions. |
| Lidocaine HCL | Reagent | Hospira Inc. | NDC 0409-4277-01 | Used as the local anesthesia during surgeries. |
| Isoflurane | Reagent | Baxter Healthcare Corp. | NDC 10019-360-40 | Used as a general inhalation anesthetic drug during surgeries and as a general anesthesia during experiments with mice. |
| Alpha Chloralose | Reagent | Sigma | C0128 | Used as a general anesthesia during experiments with rats. |
| Fluorescein isothio-cyanate–dextran | Reagent | Sigma | FD2000S | Administrated to create ~ 500 nM concentration in blood. |
References
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