منصة التصوير البصري متعدد الوسائط لدراسة التمثيل الغذائي الخلوي

باستخدام منصة متعددة الوسائط تجمع بين طرائق التصوير البصري الخالية من الملصقات ، قمنا بتطوير بروتوكول لتصور وقياس الديناميكيات الخلوية والتمثيل الغذائي. من خلال التصوير عبر التألق متعدد الفوتون ، والجيل التوافقي الثاني ، والفحص المجهري المشتت رامان المحفز ، يمكننا إنشاء نظرة عامة شاملة على البيئة الخلوية والجزيئية.

يتضمن بحثنا الاستفادة من المجهر متعدد الوسائط لقياس الاختلافات الجزيئية والتمثيلية في العديد من الأمراض وتصور عدم تجانسها المكاني. يمكننا النهج متعدد الوسائط للتصوير البصري من تحديد التغيرات الفيزيولوجية المرضية من مجموعة متنوعة من وجهات النظر. يعمل النهج متعدد الوسائط للفحص المجهري البصري على توسيع تطبيقاته باستمرار ، لا سيما في البيئة السريرية ، حيث فتح تطوير المناظير المجهرية طريقا للتصوير السريري.

تكمن التحديات التجريبية الحالية في تعقيد دمج جميع الأجهزة مع بعضها البعض ، وهو جزء من سبب استخدامنا لنظام مجهر مصمم خصيصا. من خلال استخدام منصة التصوير البصري متعددة الوسائط الخاصة بنا ، قطعنا خطوات كبيرة في دراسة الأمراض المتعامدة الحيوية الخالية من الملصقات ، بما في ذلك تصنيف الأنواع الفرعية المختلفة لسرطان الثدي وتحليل التمثيل الغذائي للدهون في ذبابة الفاكهة ودماغ الفأر. باستخدام التصوير البصري متعدد الوسائط الخالي من الملصقات ، يمكننا تصور التمثيل الغذائي والتشكل والتركيب الجزيئي في وقت واحد ، وهي أداة قوية للتحقيق في الأمراض وعملية الشيخوخة.

للبدء ، قم بتسخين الليزر وانتظر حوالي 15 إلى 20 دقيقة. قم بتشغيل صندوق التحكم ، متبوعا بوحدة تحكم في لوحة اللمس ، ومحول التيار المتردد لجهاز التحكم عن بعد بالليزر الرئيسي ، ومحول التيار المتردد لجهاز التحكم عن بعد بالليزر الفرعي ، ثم قم بتشغيل كاشف الصمام الثنائي للصور السيليكوني ومكبر للصوت. قم بإعداد نظام الليزر بشعاع مضخة قابل للضبط من 780 نانومتر إلى 990 نانومتر ، بعرض نبضة من خمسة إلى ستة بيكو ثانية ومعدل تكرار 80 ميغا هرتز.

يجب أن يكون لشعاع الليزر stokes طول موجي ثابت يبلغ 1031 نانومتر ، مع نبضة ستة بيكو ثانية ومعدل تكرار 80 ميغا هرتز. تأكد من أن كل من المضخات وعوارض المضخات منخفضة الطاقة ، على الأقل 20 مللي واط لتكون مرئية على لوحة المحاذاة. ضع الزيت على مكثف الزيت ذو الفتحة العددية العالية.

قم بتركيب شريحة المجهر على مكثف الزيت ، وضع قطرة ماء كبيرة على شريحة المجهر لهدف الماء 25X. اضبط المرحلة Z لضبط التركيز البؤري حتى تظهر صورة المجال الساطع للعينة البيولوجية تحت هدف الماء 25X. ابدأ عملية التصوير بالتسلسل الصحيح لتجنب التبييض الضوئي.

للتبديل بين MPF و SHG بسرعة ، قم بالتبديل من شعاع المضخة إلى شعاع التثبيت الثابت. حدد دقة الصورة على أنها 512 × 512 بكسل. اضبط وقت المكوث على ثمانية ميكروثانية لكل بكسل ل MPF و SHG ، بمتوسط إطار أعلى من ثلاثة.

استخدم 40 ميكروثانية لكل بكسل بمتوسط إطار اثنين لطريقة SRS. للحصول على التألق الذاتي باستخدام MPF ، قم بإيقاف تشغيل شعاع الليزر stokes. اضبط ليزر المضخة على 800 نانومتر لإثارة NADH والفلافين.

احصل على إشارة ألياف الكولاجين باستخدام SHG. قم بإيقاف تشغيل شعاع ليزر المضخة واستخدم فقط شعاع ليزر stokes بقوة 500 مللي واط. الحصول على التوزيع المكاني للبروتينات والدهون باستخدام SRS.

حافظ على كل من حزم الليزر واضبط تردد شعاع الليزر ليتناسب مع الوضع الاهتزازي المحدد لكل جزيء. للحصول على مجموعات بيانات الصور الطيفية الفائقة SRS ، حدد وضع المجموعة واضبط نطاق الطول الموجي من 781.3 نانومتر إلى 806.5 نانومتر. اختر رقم مكدس لا يقل عن 60 والتقط مكدس الصور الفائق الطيفي.

احفظ جميع الصور من نفس مناطق الاهتمام في نفس المجلد ، وتأكد من أن تنسيق الصورة هو ملف Olympus OIR. نجح التصوير الذاتي الفلوري والتصوير الإشعاعي التفاعلي في التقاط المعلومات الأيضية والهيكلية من أنسجة الرئة البشرية. قدم التحليل النسبي لنسبة الأكسدة والاختزال البصرية ونسبة عدم تشبع الدهون توزيعات مكانية للنشاط الأيضي والتركيب الجزيئي في أنسجة الرئة البشرية.

تكشف المقارنة الكمية بين الإجهاد التأكسدي وعدم تشبع الدهون بين الأنسجة السليمة والورمية عن اختلافات في حالات التمثيل الغذائي.