यहां, हम प्रदर्शन कैसे agarose आधारित ऊतक नकल उतार ऑप्टिकल प्रेतों बना रहे है और कैसे अपने ऑप्टिकल संपत्तियों एक एकीकृत क्षेत्र के साथ एक पारंपरिक ऑप्टिकल प्रणाली का उपयोग कर निर्धारित कर रहे हैं ।
इस प्रोटोकॉल का वर्णन कैसे agarose आधारित ऊतक-नकल उतार प्रेत बनाने के लिए और दर्शाता है कि कैसे उनके ऑप्टिकल एक एकीकृत क्षेत्र के साथ एक पारंपरिक ऑप्टिकल प्रणाली का उपयोग कर संपत्तियों का निर्धारण करने के लिए । फैलाना रिफ्लेक्टर के अधिग्रहण के लिए सिस्टम को मापने और कुल संप्रेषण स्पेक्ट्रा एक ब्रॉडबैंड सफेद प्रकाश स्रोत, एक प्रकाश गाइड, एक achromatic लेंस, एक एकीकृत क्षेत्र, एक नमूना धारक, एक ऑप्टिकल फाइबर जांच के साथ निर्माण कर रहे हैं, और एक मल्टी चैनल स्पेक्ट्रोमीटर । एक एक्रिलिक दो आयताकार एक्रिलिक टुकड़े से मिलकर मोल्ड और एक U-आकार एक्रिलिक टुकड़ा एक एपिडर्मल प्रेत और पूरे रक्त के साथ एक चमड़े का प्रेत बनाने के लिए निर्माण किया है । एक सोडियम dithionite के आवेदन (एनए2एस2ओ4) चमड़े का प्रेत को हल करने के लिए शोधकर्ता को चमड़े के प्रेत में वितरित लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन deoxygenate करने के लिए सक्षम बनाता है । एक एकीकृत क्षेत्र के साथ एक स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा मापा फैलाना चिंतनशील और कुल संप्रेषण स्पेक्ट्रा के साथ व्युत्क्रम मोंटे कार्लो सिमुलेशन अवशोषण गुणांक स्पेक्ट्रम µएक(λ) का निर्धारण करने के लिए किया जाता है और प्रत्येक परत प्रेत के कम तितर बितर गुणांक स्पेक्ट्रम µs‘ (λ) । एक दो स्तरित प्रेत नकल उतार मानव त्वचा ऊतक के फैलाना प्रतिबिंबित करता है भी चमड़े का प्रेत पर एपिडर्मल प्रेत जमा द्वारा प्रदर्शन किया ।
ऑप्टिकल प्रेतों जैविक ऊतकों के ऑप्टिकल गुणों नकल उतार वस्तुओं रहे है और व्यापक रूप से जैव चिकित्सा प्रकाशिकी क्षेत्र में इस्तेमाल किया गया है । वे डिज़ाइन किए गए है ताकि ऑप्टिकल गुण, जैसे कि प्रकाश कैटरिंग और अवशोषण गुणांक, मानव और पशु ऊतकों के रहने वाले लोगों के साथ मेल खाते हैं । ऑप्टिकल प्रेतों आम तौर पर निंनलिखित प्रयोजनों के लिए प्रयोग किया जाता है: जैविक ऊतकों में प्रकाश परिवहन अनुकरण, एक नव विकसित ऑप्टिकल प्रणाली डिजाइन जांचना, गुणवत्ता और मौजूदा प्रणालियों के प्रदर्शन का मूल्यांकन, प्रदर्शन की तुलना प्रणालियों के बीच, और ऑप्टिकल संपत्तियों की क्षमता को मांय करने के लिए ऑप्टिकल गुण मात्रा1,2,3,4,5। इसलिए, आसान पदार्थ पाने के लिए, एक सरल निर्माण प्रक्रिया, एक उच्च reproducibility, और ऑप्टिकल प्रेतों बनाने के लिए एक ऑप्टिकल स्थिरता की आवश्यकता है ।
विभिंन आधार सामग्री के साथ ऑप्टिकल प्रेतों के विभिंन प्रकार जलीय निलंबन6, जिलेटिन जेल7, agarose जेल8,9,10, polyacrylamide जेल11, राल12, 13,14,15,16, और कक्ष-तापमान-vulcanizing सिलिकॉन17 पिछले साहित्य में सूचित किया गया है । यह बताया गया है कि जिलेटिन और alginate आधारित जैल विषम संरचनाओं के साथ ऑप्टिकल प्रेतों के लिए उपयोगी हैं18. Alginate प्रेतों लेजर पृथक अध्ययन और लेजर आधारित अतिताप अध्ययन18के रूप में photothermal प्रभाव के मूल्यांकन के लिए एक उपयुक्त यांत्रिक और थर्मल स्थिरता है । Agarose जैल विषम संरचनाओं के निर्माण की क्षमता है, और उनके यांत्रिक और भौतिक गुण एक लंबे समय के लिए स्थिर हैं18. उच्च शुद्धता agarose जैल एक बहुत कम turbidity और एक कमजोर ऑप्टिकल अवशोषण है । इसलिए, agarose आधारित प्रेतों के ऑप्टिकल गुण आसानी से उपयुक्त प्रकाश बिखरने और अवशोषित एजेंटों के साथ डिजाइन किया जा सकता है । हाल ही में, styrene-ईथीलीन-butylene-styrene (SEBS) ब्लॉक copolymers19 और polyvinyl क्लोराइड (पीवीसी) जैल20 ऑप्टिकल और photoacoustic तकनीकों के लिए दिलचस्प प्रेत सामग्री के रूप में सूचित किया गया है ।
बहुलक microspheres7,12,21,22, टाइटेनियम ऑक्साइड पाउडर1, और लिपिड इमल्शन23,24,25,26 जैसे दूध और लिपिड पायस प्रकाश कैटरिंग एजेंटों के रूप में उपयोग किया जाता है, जबकि काली स्याही27,28 और आणविक रंजक29,30 प्रकाश अवशोषक के रूप में उपयोग किया जाता है । सबसे अधिक जीवित अंगों के रिफ्लेक्टर स्पेक्ट्रा फैलाना लाल रक्त कोशिकाओं में oxygenated और deoxygenated हीमोग्लोबिन के अवशोषण का प्रभुत्व है । इसलिए, हीमोग्लोबिन समाधान31,३२ और पूरे रक्त8,9,10,३३,३६ अक्सर में प्रकाश अवशोषक के रूप में उपयोग किया जाता है एक फैलाना चिंतनशील स्पेक्ट्रोस्कोपी और multispectral इमेजिंग के लिए प्रेतों ।
इस आलेख में वर्णित विधि जैविक ऊतकों में प्रकाश परिवहन नकल उतारने और अपने ऑप्टिकल गुणों को चिह्नित करने के लिए एक ऑप्टिकल प्रेत बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है । एक उदाहरण के रूप में, एक दो स्तरित ऑप्टिकल प्रेत मानव त्वचा के ऊतकों के ऑप्टिकल गुणों नकल उतार प्रदर्शन किया है । वैकल्पिक तकनीक पर इस पद्धति का लाभ करने के लिए निकट अवरक्त तरंग दैर्ध्य क्षेत्र के लिए दृश्यमान में जैविक ऊतकों रहने का फैलाना रिफ्लेक्टर स्पेक्ट्रा का प्रतिनिधित्व करने की क्षमता है, साथ ही सादगी इसे बनाने के लिए, आसानी से उपलब्ध का उपयोग सामग्री और पारंपरिक ऑप्टिकल उपकरण । इसलिए इस विधि द्वारा निर्मित ऑप्टिकल प्रेतों को फैलाना चिंतनशील स्पेक्ट्रोस्कोपी और multispectral इमेजिंग के आधार पर ऑप्टिकल विधियों के विकास के लिए उपयोगी होगा ।
इस प्रोटोकॉल में सबसे महत्वपूर्ण कदम आधार सामग्री का तापमान नियंत्रण है । आधार सामग्री को बनाए रखने के लिए तापमान ५८ से ६० डिग्री सेल्सियस से लेकर । तापमान ७० डिग्री सेल्सियस से अधिक है, तो लिपिड पायस औ…
The authors have nothing to disclose.
इस काम का हिस्सा एक अनुदान द्वारा समर्थित था वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए सहायता (सी) विज्ञान के संवर्धन के लिए जापानी समाज से (२५३५०५२०, २२५००४०१, 15K06105) और अमेरिका-सेना आईटीसी-पीएसी अनुसंधान और विकास परियोजना (FA5209-15-p-०१७५, FA5209-16-p-०१३२) ।
150-W halogen-lamp light source | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan | LA-150SAE | |
Light guide | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan | LGC1-5L1000 | |
Integrating Sphere | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | RT-060-SF | |
Port adapter | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | PA-050-SMA-SF | |
Light trap | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | LTRP-100-C | |
Spectralon white standard with 99% diffuse reflectance | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | SRS-99-020 | |
Optical fiber | Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA | P400-2-VIS-NIR | |
Miniature Fiber Optic Spectrometer | Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA | USB2000 | |
Achromatic lens | Chuo Precision Industrial Co.,Ltd, Tokyo, Japan | ACL-50-75M | |
Intralipid | Fresenius Kabi AB, Uppsala, Sweden | Intralipid 10% | |
Coffee (Blendy Mocha Blend Regular Coffee) |
Ajinomoto AGF, Inc. Tokyo, Japan | Unavailable | |
Whole blood | Nippon Bio-Test Laboratories Inc. Saitama, Japan | 0103-2 | |
Agarose | Nippon Genetics Co., Ltd, Tokyo, Japan | NE-AG02 | |
Cooking heater | TOSHIBA CORPORATION Tokyo, Japan | HP-103K |