عالية الوضوح تحويل فورييه الأشعة تحت الحمراء (FT-IR) طيفية التصوير من أقسام الأنسجة البشرية نحو تحسين علم الأمراض

التصوير الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FT-IR) هو نهج سريع وخالي من الملصقات للحصول على مجموعات البيانات الكيميائية الحيوية للخلايا والأنسجة. هنا ، نوضح كيفية الحصول على صور FT-IR عالية الدقة لأقسام الأنسجة لتحسين تشخيص المرض.

الهدف العام من هذا الإجراء هو الحصول على صور الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة لعينات الأنسجة. يتم تحقيق ذلك عن طريق تقسيم عينات الأنسجة أولا إلى شرائح متوافقة مع الأشعة تحت الحمراء. الخطوة الثانية هي إنشاء جهاز تصوير عالي الدقة عن طريق تثبيت الأهداف المناسبة.

بعد ذلك ، يتم جمع خلفية الركيزة ومسح عينة الأنسجة. الخطوة الأخيرة هي استخدام البرامج المناسبة لمعالجة البيانات وتصورها. في النهاية ، يتم استخدام التصوير بالأشعة تحت الحمراء عالي الدقة لتصور والحصول على المعلومات الكيميائية الحيوية من الأنسجة البيولوجية بطريقة غير مزعجة.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية مثل الفحص المجهري الضوئي ، هي أنه يمكن دراسة الكيمياء الحيوية المتأصلة في الأنسجة دون استخدام الأصباغ أو المجسات. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية لعلم الأمراض الميداني ، مثل التنبؤ بتكرار اعتلال الكلية السكري وتصنيف تطور أمراض الكبد من خلال تكوين العظم السياراتي HEPA. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية إلى تشخيص المرض والتشخيص ، نظرا لأنها توفر كميات هائلة من المعلومات الكيميائية الحيوية غير المتوفرة من علم الأنسجة المرضي التقليدي.

على الرغم من أنه يمكن استخدام هذه الطريقة للتشخيص. يمكن استخدامه أيضا لتتبع التغييرات في عملية التئام الجروح وتحديد سمات الأنسجة الرئيسية مثل الخلايا الجذعية في الجهاز الهضمي والدماغ. القسم الأول من كتلة الأنسجة المضمنة في البارافين الرسمي والثابت بسمك أربعة ميكرومتر على شريحة متوافقة مع الأشعة تحت الحمراء باستخدام ميكروتوم.

بعد هذا. قم بتطهير مجهر FTIR ومقياس الطيف باستخدام الهواء الجاف لإزالة المياه الجوية من النظام. ثم قم بتبريد كل من كاشف مصفوفة المستوى البؤري وكاشف تيلورايد الزئبق الداخلي بالكادميوم في المجهر باستخدام النيتروجين السائل ، قم بتركيب شريحة العينة على مرحلة المجهر لتصوير FTIR بعد التأكد من تشغيل الضوء المرئي ، والتركيز على العينة باستخدام برنامج التقاط العينة.

بعد ذلك ، افتح حزمة برامج الحزمة وانقر فوق استلام. انقر فوق التشخيصات وحدد مطياف الخط. ثم انقر فوق إعداد التصوير لمعايرة النظام.

في علامة التبويب البصريات ، حدد الكاشف ككاشف مجهر أرضي على اليسار ، ثم حدد النفاذية في وضع البصريات. انقر فوق الإعداد ، والذي سيفتح نافذة التحكم في لانسر لوضع الإرسال في التحكم في لانسر. انقر فوق raw باستخدام عصا التحكم في المسرح ومشاهدة المنظر المباشر لصورة FTIR Interferogram تنتقل إلى منطقة نظيفة من الشريحة.

في هذه المرحلة، اضبط وقت التكامل على حوالي 8,000 عدد وهدف المكثف السفلي. لزيادة عدد التهم إلى الحد الأقصى ، راقب شكل الصورة السفلية اليمنى في التحكم في لانسر للتأكد من أنها غاوسية في المظهر وموحدة نسبيا. بعد ضبط وقت التكامل ، مرة أخرى ، حرك المرحلة للعثور على قطعة من الأنسجة ذات الهيكل ، ويفضل أن تكون حافة الأنسجة.

ثم إتقان تركيز الصورة. باستخدام عصا التحكم في المسرح ، انتقل إلى منطقة نظيفة من الشريحة. اضغط على زر المعايرة بعد التحديد.

حسنا ، مرتين في علامة التبويب البصريات ، حدد الكاشف يساوي MCT وكاشف المجهر يساوي الحق. ثم انقر فوق الإعداد. بمجرد تصور مخطط التداخل FTIR على الشاشة ، انقر فوق البحث عن مركز الاندفاع وموافق.

في علامة التبويب البصريات ، إعادة تحديد الكاشف يساوي كاشف المجهر الأرضي يساوي اليسار. ثم حدد الإعداد. بعد التأكد من أن الصورة لا تزال في منطقة نظيفة في التحكم في الرحل ، انقر فوق معايرة مرة أخرى وموافق.

لجمع صورة FTIR في الخلفية ، انتقل إلى علامة التبويب الإلكترونيات وحدد دقة طيفية مناسبة ، والتي تكون عادة أربعة أو ثمانية سنتيمترات عكسية. بالنسبة للأنسجة ، انتقل إلى علامة تبويب الخلفية واكتب 128 في عمليات المسح لتثبيتها. حدد زر الملف الجديد وضع ملف الخلفية في المجلد المناسب.

بعد النقر فوق الخلفية وانتظار انتهاء الفحص ، قم بتأكيد مكان حفظ الملف. انقر فوق منطقة على الخلفية ، صورة FTIR وتحقق من الطيف. في هذه المرحلة ، انقر فوق الإعداد ، وفي التحكم في لانسر ، استخدم طريقة عرض الأشعة تحت الحمراء المباشرة.

للعثور على مجال الاهتمام ، انتقل إلى علامة التبويب الإلكترونيات واكتب عدد عمليات المسح المراد تجميعها. ثم انقر فوق مسح لإعداد مجهر FTIR لتحليل عالي الوضوح ، قم بربط هدف التكبير العالي بدلا من الهدف 15 ×. في هذه المرحلة ، افتح برنامج معالجة الصور وتحليلها وقم بتحميل ملف بيانات الأشعة تحت الحمراء.

قم بتطبيق خوارزمية تصحيح خط الأساس على بيانات الأشعة تحت الحمراء عن طريق تحديد الأدوات الطيفية ، وقم بالتمرير لأسفل وانقر فوق الأطياف الماصة. عندما تظهر القائمة المنبثقة، حدد تصحيح الأساس. قم بإجراء التطبيع الطيفي عن طريق تحديد الأطياف الطبيعية ضمن خيارات قائمة الأطياف الماصة.

بعد ذلك ، لاحظ قائمة بجميع ترددات الأشعة تحت الحمراء التي تم جمعها داخل الصورة. انقر فوق الترددات التي تتوافق مع جزيئات حيوية معينة لمراقبة صورة للأنسجة بالتردد المحدد لإنشاء صور تسمح بتصور المكونات الجزيئية الحيوية المختلفة. انقر فوق الأدوات الطيفية ثم حدد نسب ارتفاع الذروة.

امسح قسم الأنسجة الملطخة المجاورة المقابل باستخدام نظام تصوير شرائح كامل منفصل يلتقط صورا ساطعة بجانب صورة الأشعة تحت الحمراء. قم بإحضار الصورة الرقمية للأنسجة الملطخة باستخدام برنامج الصورة المرئية. بعد ذلك ، انقر بزر الماوس الأيمن على الصورة في منطقة الاهتمام وحدد ملف تعريف Z لإعطاء المعلومات الطيفية في البكسل المحدد.

لتمييز وحدات بكسل معينة على الصورة ، انقر بزر الماوس الأيمن على الصورة وحدد أداة عائد الاستثمار. قم بإنشاء الفئات التي سيتم تسميتها ، على سبيل المثال ، فئات كبسولة Meum و Bowman. ثم حدد نقطة نوع عائد الاستثمار بعد ذلك ، حدد الفئة لتحديد وحدات البكسل لها والرسم على وحدات البكسل المناسبة على صورة الأشعة تحت الحمراء.

اشتقاق متوسط الأطياف لكل فئة باستخدام أداة متوسط عائد الاستثمار. أخيرا ، قارن الأطياف المشتقة عن طريق الرسم. في برامج الرسوم البيانية ، يسمح تصوير FT IR باستقاق صور الأشعة تحت الحمراء للأنسجة التي يمكن أن تعطي تباينات مختلفة اعتمادا على تردد الأشعة تحت الحمراء.

يتكون كل بكسل من الطيف بأكمله مع قمم مختلفة تتوافق مع جزيئات حيوية مختلفة يمكن أن تعطي معلومات حول الخصائص الكيميائية الحيوية لأنواع الخلايا أو حالات المرض. تطورت أجهزة FTIR من القياس في وضع رسم الخرائط بنقطة واحدة باستخدام فتحات العدسة غير الشفافة إلى وضع التصوير باستخدام أهداف حبيبات CASA باستخدام إما هدف مضيء ، إلى جانب هدف تجميع في وضع الإرسال ، أو هدف واحد يضيء ويتجمع في وضع الانعكاس. كان التقدم في الدقة المكانية لتصوير الأنسجة ذا أهمية حاسمة حيث يمكن الآن تحديد أنواع الخلايا وهياكل الأنسجة.

في هذه الحالة ، لوحظت الوحدات الوظيفية لكبيبات الكلى في قلب أنسجة الكبد. من الممكن تصور خلايا الكبد ومناطق التليف المتسلل الذي يقسم منطقتين متميزتين من خلل التنسج وتليف الكبد غير خلل التنسج. تسمح الدقة المكانية المتزايدة بعزل السمات الهيكلية المحددة التي يمكن تعديلها كيميائيا بواسطة المرض قبل ظهور التغيرات النسيجية.

يمكن تحديد التغيرات الكيميائية الحيوية في الهياكل الكبيبية الكلوية مثل كبسولة بومان ، والميوم ، والغشاء القاعدي الكبيبي ، والغشاء القاعدي الأنبوبي من خلال تصوير FTIR. أثناء محاولة هذا الإجراء, من المهم أن تتذكر أن تماما deperate الشرائح قبل المسح باتباع هذا الإجراء. يمكن إجراء طرق أخرى مثل التحليل الكيميائي المناعي التقليدي على نفس قسم الأنسجة من أجل ربط التوقيعات الكيميائية الحيوية ومورفولوجيا الأنسجة.

هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال تصوير الأنسجة لاستكشاف الحالة الجزيئية الحيوية لأنواع الخلايا الصغيرة والهياكل داخل الأنسجة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم أساسي لكيفية الحصول على صور FTR عالية الدقة لعينات الأنسجة ، وإجراء التحليل الطيفي الأساسي. لا تنس أن العمل باستخدام النيتروجين السائل يمكن أن يكون خطيرا للغاية ويجب دائما اتخاذ احتياطات السلامة ، مثل القفازات الآمنة بالتبريد ونظارات السلامة أثناء تنفيذ هذا الإجراء.