MRM Microcoil معايرة الأداء والاستخدام أظهرت على جذور طاعون Medicago في 22 T

يسمح هذا البروتوكول لتوصيف واستخدام microcoils للتصوير بالرنين المغناطيسي المجال عالية جدا. التصوير بالرنين المغناطيسي هو أداة فريدة وغير باضعة لاستكشاف علم وظائف الأعضاء، والتمثيل الغذائي، وخصائص الانتشار من العينة البيولوجية. باستخدام قوة المجال المغناطيسي العالية و microcoils تكييفها مع عينة من الفائدة، يمكن الحصول على صور تصل إلى القرار الخلوي.

في هذه الطريقة، ونحن وصف خطوة بخطوة كيفية تحديد خصائص التجارية أو المنزل بنيت microcoils لتطبيقات التصوير. نحن نستخدم عينات بيولوجية أصغر من ملليمتر واحد في القطر ومتر طيف NMR عمودية تتحمل حقل عالي جداً. باستخدام microcoils بنيت في المنزل، يمكننا ضبط حجم لفائف تردد الراديو إلى حجم العينة.

في هذا البحث، نحن نستخدم قطعة صغيرة من جذر النبات. وهذا مفيد لأن حساسية لفائف يتناسب مع قطر لفائف تناقص. لذلك يمكننا الحصول على الصور مع نسبة إشارة أعلى إلى الضوضاء للعينات الصغيرة.

نظرا لصغر حجم وطبيعة هشة من هذه microcoils، من المهم إنشاء بعض المعلمات الأساسية مثل، على سبيل المثال، و90 درجة نبض طول وقوة النبض، وحدود التشغيل الآمن، وأخيرا لحساب حساسية لفائف بطريقة يمكن مقارنتها عبر أنظمة NMR مختلفة. يتكون الكِرة الدقيقة اللولبية من سلك ملفوف حول شعري ومكثفين: الضبط والمكثف المطابق. يتم اختيار مكثف ضبط لتحقيق التردد الرنانة المطلوب من 950 ميغاهيرتز، في حين أن مكثف مطابقة اختارت لتحقيق الإرسال إشارة الحد الأقصى.

إنها مقاومة 50 أوم المكثف الأكبر متغير للسماح للتكيف أدق. لفائف يجلس على لوحة القاعدة التي هي ثابتة على مأخذ معدلة.

اختياريا، يمكن إضافة خزان لسائل مطابقة القابلية للقابلية للحد من آثار القابلية للحساسية من سلك لفائف. في ساعة نقل الزجاج ملليلتر واحد من perfluorodecalin، أو PFD، والتي سيتم استخدامها لغمر العينة. ويستخدم PFD كما أنها يمكن أن تملأ الفراغات الجوية في العينة دون دخول الخلايا البيولوجية.

كما أنه لا يمكن ملاحظته بواسطة التصوير بالرنين المغناطيسي البروتوني. تغطية على الفور PFD مع غطاء طبق بيتري لمنع التبخر قبل أن تكون هناك حاجة. إذا كان إعداد عينة مرجعية استخدام محلول كبريتات النحاس بدلا من ذلك.

بعد ذلك، استخراج بعناية نظام الجذر من الركيزة نموها. ازيل قسم صغير باستخدام مشرط. لعلاج فراغ، ضع العينة في أنبوب Eppendorf التي تحتوي على حل المثبت.

ثم ختم الأنبوب مع خيوط وثقوب لكمة للسماح للتهوية. تخضع العينة لمعالجة فراغ. ويمكن رؤية فقاعات الهواء الهروب من العينة.

بينما تبحث من خلال مجهر ستيريو استخدام ملاقط لغمر كل من العينة والشعيري في الحل أعدت سابقا. ثم أدخل العينة في الشعيرات الدموية باستخدام ملاقط بينما كلا الشعيرية وعينة مغمورة بالكامل. استخدام أصغر الشعيرات الدموية أو تلميح إبرة حقنة كقضيب دفع.

شكل ورقة الأنسجة إلى نقطة غرامة واستخدامها لإزالة حوالي ملليمتر واحد من السائل من طرفي الشعيرات الدموية. تذوب، حجم صغير من الشمع الشعري باستخدام قلم الشمع. تطبيق الشمع على كلا الجانبين.

الشمع سوف تتحول معتمة عندما يقوي. الحرص على استبعاد فقاعات الهواء من الشعرية. بعد ذلك، كشط من الشمع الزائد باستخدام مشرط.

أدخل العينة في الكينكرويل باستخدام ملاقط، مع الحفاظ على ثبات الكونوميك. استخدام قضيب لمركز العينة في لفائف. إذا تم اختبار الملف لأول مرة، استخدم عينة مرجعية من كبريتات النحاس لمعايرة الطاقة وتحديد SNR وتجانس الحقل B1.

ويتجلى هذا البروتوكول على تحمل عمودي 22.3 تسلا الطيفية مجهزة بمسبار التصوير الجزئي مع لفائف التدرج المتكاملة, قادرة على ما يصل إلى ثلاثة تسلا لكل متر. إرفاق microcoil إلى قاعدة التحقيق مع الحفاظ على مصغرة تستقيم. ثم حرك فوق لفائف التدرج الثلاثي المحور.

قم بتشغيل مؤشر البراغي على قاعدة المسبار لإصلاح التدرج في مكانه. أدخل المسبار في المغناطيس وجعل الاتصالات اللازمة. بدء منحنى تمايل وضبط ضبط ومطابقة حسب الضرورة.

بدءا من عرض اكتساح طيفي عالية ويوصى. يجب أن تدرك أن وسائط رنانة متعددة قد تكون موجودة. قد تكون هناك حاجة إلى اختبارات SNR لكل وضع لتحديد وضع الرنين الصحيح.

حدد التكوين الصحيح لفائف لصغري الخاص بك. في حالة الحدود الآمنة لللفائف غير معروفة، تبدأ مع 10 ميكرو ثانية في قوة نبض منخفضة من 0.6 واط وزيادة ببطء طول النبضة بمقدار ميكروثانية واحدة في وقت واحد حتى تظهر إشارة. سجل منحنى nutation للفائف جديدة للحصول على طول النبض الصحيح والطاقة لنبض 90 درجة.

من أجل القيام بذلك تختلف مدة النبض بشكل منهجي مع الحفاظ على قوة النبض ثابتة. في حالة وجود حقل B1 غير متجانس، يمكن تقدير النبضة 90 درجة من الأطوال التي يتم الحصول على أقصى كثافة إشارة. استخدام مقياس محلي مع مجال كبير من الرؤية لتحديد موقع الملف داخل المغناطيس.

إذا كان العينة في مركز نظام التدرج بالضبط، فسيظهر المسح الضوئي للمحايّل العينة. إذا كان الملف أو العينة خارج المركز، اضبط مسح localizer. بمجرد العثور على طاقة نبضية تقريبية باستخدام منحنى الطعم ، قم بتبقيق القوى النبضية تدريجياً لسلسلة من الصور للتحقق من الصورة الأكثر تجانسًا.

بالنسبة لبعض لفائف مع حقل B1 غير متجانسة، قد يكون مبالغة في النبضة 90 درجة تحديد مما يؤدي إلى المبالغة في بقعة حلوة المطلوب من لفائف. يدوياً اِشِد الحقل المغناطيسي استناداً إلى إشارة FID. اعتمادا على التوجه من الحشوات الصغيرة مع اتجاه مختلف قد يؤدي إلى تصحيح أقوى من التجانس B0.

بعد ذلك، يجب حساب وحدة تخزين تم تسويتها SNR. أولاً، حساب حجم voxel بضرب دقة X و Y مضروبة في سمك الشريحة. يتم حساب SNR عن طريق طرح متوسط الضوضاء من الإشارة الوسط وتقسيمه على الانحراف المعياري للضوضاء مضروبا في حجم voxel.

يتم أخذ الإشارة الوسط من وسط الصورة، بينما يتم حساب إشارة الضوضاء من بقع الزاوية. تشغيل تسلسل ارتداد متدرج متعددة للتحقق من وجود مشكلات قابلية محتملة بسبب سلك الملف والعينة نفسها. بالنسبة لللفائف المغمورة ، يتم تقليل الفرق في قابلية الحساسية بين أسلاك اللفائف وبيئتهم بشكل كبير.

التصوير عالية الدقة ربما حققت مع تجارب فلاش 3D. قد تكون مميزة العديد من الميزات الجذرية مثل endodermis, القشرة, وxylem, التي يصعب حلها باستخدام لفائف أكبر. ويمكن أيضا تعدد الأعراق، متواليات multiecho يمكن استخدامها للحد من تأثير القابلية للحساسية.

ومع ذلك، يأتي هذا على حساب انخفاض الحساسية لكل وحدة من الوقت. يمكن أيضًا تصوير العقيدات الجذرية من طاعون Medicago باستخدام هذا البروتوكول. تم الحصول على دقة 31 ميكرومتر في أربع دقائق، بينما تم الحصول على دقة ايزوروبية من 16 ميكرومتر في 33 دقيقة.

وهذا يسمح بدراستها بالتفصيل الجوانب الفسيولوجية المختلفة للعقيدات الجذرية الصغيرة. لإعداد العينة بنجاح، من المهم غمر العينة والشعيرات الدموية في السائل. وهذا يمنع تشكيل فقاعات الهواء التي تؤثر سلبا على جودة الصورة.

لأن التصوير بالرنين المغناطيسي غير مدمر، يمكننا إزالة العينة البيولوجية بعد المسح بالرنين المغناطيسي واستخدامه لمزيد من الدراسة باستخدام على سبيل المثال، المجهر البصري. بعد مشاهدة هذا الفيديو يجب أن يكون لديك فهم أساسي لتوصيف microcoil وتشغيل لتطبيقات التصوير. ويمكن تطبيق ذلك على مجموعة واسعة من العينات البيولوجية.