Name: 近红外标记剂对大鼠尾静脉注射的新的最佳验证 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-19T14:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 19 s
Description: 学习使用近红外荧光成像技术验证大鼠尾静脉注射的准确性。该方法通过量化注射前后的荧光信号，为动物实验提供可靠的质量控制步骤，确保实验结果的可重复性。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

J.A.P. 和 J.M.J. 共同设计了在慢性缩窄性损伤大鼠模型中评估纳米乳剂对神经病理性疼痛作用的实验方案。J.M.J. 提出并设计了以巨噬细胞为靶点的纳米乳剂药物递送总体策略、纳米乳剂的组成及制备工艺。纳米乳剂由 J.M.J. 制备，并在 J.M.J. 的指导下由 L.L. 进一步完成制备。纳米乳剂的稳定性由 J.M.J.、L.L. 和 S.P. 共同评估。动物饲养、手术操作、行为学检测、尾静脉注射及近红外荧光成像由 M.S. 和 A.M.S. 在 J.A.P. 的指导下共同完成。论文由 M.S. 撰写和准备，实验方案由 A.M.S. 编写。
近红外光学成像在杜肯大学的小动物成像系统上进行（由匹兹堡组织工程倡议种子基金资助）。J.M.J. 感谢来自美国国防部资助项目 FA8650-17-2-6836、美国国家药物滥用研究所资助项目 1R21DA039621-01、美国国家生物医学成像与生物工程研究所资助项目 R21EB023104-02 以及美国空军医学支持局资助项目 FA8650-17-2-6836 的支持。J.A.P. 和 J.M.J. 感谢匹兹堡组织工程倡议种子基金的支持。J.A.P. 还感谢 Hunkele 恶性疾病奖、Samuel 和 Emma Winters 基金会、Charles Henry Leach II 基金以及宾夕法尼亚州通用研究增强奖的支持。J.A.P. 和 J.M.J. 感谢杜肯大学首届教务长跨学科研究联盟资助项目的支持，该项目资助了慢性疼痛研究联盟。

所有实验方案均遵循美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）《实验动物护理与使用指南》以及杜肯大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）的相关规定进行。
1. 准备与麻醉
注意：整个操作过程需使用无菌技术。仅可使用新的无菌材料和经高压灭菌的无菌器械。必须穿戴个人防护装备（无菌手套、头帽、外科口罩、刷手服），以避免污染。
<ol>
	<li>本方案使用体重为 250–300 g 的成年雄性 Sprague-Dawley 大鼠。将大鼠适应标准饲养条件，维持 12 小时光照/12 小时黑暗的光照周期，并自由提供食物和饮水。群养动物，使用纸屑垫料，并提供特殊饮食（见材料表），以避免成像过程中产生自发荧光。</li>
	<li>使用放置妥当的加热垫，在 20% 氧气中先以 5% 异氟烷进行诱导麻醉，随后维持在不低于 1.5% 且不高于 3% 的异氟烷浓度进行维持麻醉，除非动物苏醒或仍有知觉。</li>
	<li>通过尾部夹捏无反应来确认麻醉效果。在整个操作过程中也需通过生命体征监测血流情况。</li>
</ol>
2. 注射前图像采集
<ol>
	<li>将动物侧向放置于临床前近红外荧光成像仪中，使尾部外侧注射部位暴露，以建立尾部荧光的基线信号（图1C,E）。&#160;使用近红外荧光成像仪及其配套软件，同步采集白光图像（身体视图）和近红外通道图像，并启用关联的查找表（LUT）。</li>
	<li>成像完成后，将动物移回手术台，并置于麻醉状态下进行尾静脉注射。 
	注意：持续监测动物的生命体征，并通过尾部夹捏测试重新确认麻醉深度。</li>
</ol>
3. 含近红外荧光剂的尾静脉注射
<ol>
	<li>将动物置于俯卧位，使尾部背侧朝上。将尾部浸入温水中至少1分钟以扩张尾部血管。调整尾静脉方向，使尾部侧面（左侧或右侧）向顺时针或逆时针方向旋转30°，以暴露右侧或左侧尾静脉（图1B）。
	<ol>
		<li>确定侧尾静脉位置（扩张后呈深色）后，使用酒精棉片对整个尾部进行消毒&#160;，重复2次。</li>
		<li>根据实验设计确定适当剂量，从尾部远端尾椎区域开始注射；若针头位置不当，可逐渐向近端移动尝试。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将一支25–27 G的无菌针头斜面向上插入侧尾静脉，尾部保持180°伸直状态，针头沿抬起的尾部平行刺入。观察针头边缘是否有回血，以确认正确置入。若无回血，可缓慢移动针尖（不从尾部拔出）以寻找静脉入口。若针头进入皮下组织，则不会出现回血。</li>
	<li>将装有注射物质的注射器连接至针头接口。当正确置入后，推注时不会感到阻力，液体可顺畅、轻松地注入。注射完成后，拔出针头和注射器，用无菌纱布按压注射部位至少1分钟以确保止血，并用笔在尾部标记注射位置，确保其在白光图像中清晰可见。 
	注意：注射部位不应出现血肿或病变。</li>
	<li>若插入注射器时针尖发生移动，应拔出针头，并在同侧尾静脉更近端的位置重新进行穿刺操作。若更换穿刺点，不得重复使用同一针头。 
	注意：也可使用带有血流指示器的静脉留置针进行注射（见材料表）。该方法可在穿刺过程中直观确认导管位置。将留置针斜面朝上，按前述角度插入。观察血流指示器全长迅速出现回血，以确认正确置入。注射前可轻微回抽，使血液进入注射器以确认导管位于血管内。同样，注射时应无阻力。</li>
</ol>
4. 注射后图像采集
<ol>
	<li>在相同方向下，使用临床前近红外荧光成像仪对尾静脉注射后进行质量评估，成像方向应与注射前基线图像一致。在将动物放入成像仪之前，确保其仍处于适当的麻醉状态，并且在整个成像过程中持续保持麻醉。 
	注意：如条件允许，应使用配备有带麻醉接口和动物面罩的抽屉式腔室的成像系统。</li>
	<li>将动物侧卧放置，以暴露尾部侧面的注射部位（如标记所示）。检查是否仅在注射部位出现近红外荧光（NIRF）信号。若信号仅局限于注射部位，则表明&#160;尾静脉注射成功（图1D）。 
	注意：如果信号弥散分布于整个尾部，则视为皮下渗漏，即注射失败（图1F）。图2展示了其他注射失败的示例。</li>
</ol>
5. 图像定量分析
注意：如果近红外成像仪配套的成像软件提供此&#160;功能，则可使用该软件进行图像定量分析。此外，也可使用其他 commercially available 图像分析&#160;软件24。
<ol>
	<li>在注射后图像中，围绕注射部位的荧光区域绘制感兴趣区域2,6。&#160;</li>
	<li>测量该区域的面积和相对荧光强度，并记录为面积/强度。通过适当的统计分析（取决于研究组别和实验条件），对注射后图像与基线前注射图像进行定性或定量比较。 
	注意：研究人员可自行设定区分注射质量优劣的阈值，或为每次注射分配一个质量百分比。</li>
</ol>

<ol><li>Turner, P. V., Brabb, T., Pekow, C., Vasbinder, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Administration+of+substances+to+laboratory+animals%3A+routes+of+administration+and+factors+to+consider%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Association+for+Laboratory+Animal+Science%3A+JAALAS%22%5BJournal%5D)">Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 50 (5), 600-613 (2011).</li>
<li>Janjic, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-dose+NSAIDs+reduce+pain+via+macrophage+targeted+nanoemulsion+delivery+to+neuroinflammation+of+the+sciatic+nerve+in+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroimmunology%22%5BJournal%5D)">Low-dose NSAIDs reduce pain via macrophage targeted nanoemulsion delivery to neuroinflammation of the sciatic nerve in rat.</a> Journal of Neuroimmunology. 318, 72-79 (2018).</li>
<li>Patel, S. K., Beaino, W., Anderson, C. J., Janjic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theranostic+nanoemulsions+for+macrophage+COX-2+inhibition+in+a+murine+inflammation+model%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Immunology%22%5BJournal%5D)">Theranostic nanoemulsions for macrophage COX-2 inhibition in a murine inflammation model.</a> Clinical Immunology. 160 (1), 59-70 (2015).</li>
<li>Patel, S. K., Janjic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophage+targeted+theranostics+as+personalized+nanomedicine+strategies+for+inflammatory+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Macrophage targeted theranostics as personalized nanomedicine strategies for inflammatory diseases.</a> Theranostics. 5 (2), 150-172 (2015).</li>
<li>Patel, S. K., Zhang, Y., Pollock, J. A., Janjic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclooxgenase-2+inhibiting+perfluoropoly+%28ethylene+glycol%29+ether+theranostic+nanoemulsions-in+vitro+study%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Cyclooxgenase-2 inhibiting perfluoropoly (ethylene glycol) ether theranostic nanoemulsions-in vitro study.</a> PLOS ONE. 8 (2), 55802(2013).</li>
<li>Liu, L., Bagia, C., Janjic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+First+Scale-Up+Production+of+Theranostic+Nanoemulsions%5BTitle%5D)+AND+%22BioResearch+Open+Access%22%5BJournal%5D)">The First Scale-Up Production of Theranostic Nanoemulsions.</a> BioResearch Open Access. 4 (1), 218-228 (2015).</li>
<li>Patel, S. K., Patrick, M. J., Pollock, J. A., Janjic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-color+fluorescent+%28near-infrared+and+visible%29+triphasic+perfluorocarbon+nanoemuslions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Two-color fluorescent (near-infrared and visible) triphasic perfluorocarbon nanoemuslions.</a> Journal of Biomedical Optics. 18 (10), 101312(2013).</li>
<li>O'Hanlon, C. E., Amede, K. G., O'Hare, M. R., Janjic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIR-labeled+perfluoropolyether+nanoemulsions+for+drug+delivery+and+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Fluorine+Chemistry%22%5BJournal%5D)">NIR-labeled perfluoropolyether nanoemulsions for drug delivery and imaging.</a> Journal of Fluorine Chemistry. 137, 27-33 (2012).</li>
<li>Bennett, G. J., Xie, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+peripheral+mononeuropathy+in+rat+that+produces+disorders+of+pain+sensation+like+those+seen+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">A peripheral mononeuropathy in rat that produces disorders of pain sensation like those seen in man.</a> Pain. , (1988).</li>
<li>Vasudeva, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+and+systems+biology+studies+implicate+IL-18+as+a+central+mediator+in+chronic+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroimmunology%22%5BJournal%5D)">In vivo and systems biology studies implicate IL-18 as a central mediator in chronic pain.</a> Journal of Neuroimmunology. 283, 43-49 (2015).</li>
<li>Vasudeva, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+neuroinflammation+in+vivo+in+a+neuropathic+pain+rat+model+with+near-infrared+fluorescence+and+%281%29%289%29F+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Imaging neuroinflammation in vivo in a neuropathic pain rat model with near-infrared fluorescence and (1)(9)F magnetic resonance.</a> PLOS ONE. 9 (2), 90589(2014).</li>
<li>Cheng, Y., Liu, M., Hu, H., Liu, D., Zhou, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development%2C+Optimization%2C+and+Characterization+of+PEGylated+Nanoemulsion+of+Prostaglandin+E1+for+Long+Circulation%5BTitle%5D)+AND+%22AAPS+PharmSciTech%22%5BJournal%5D)">Development, Optimization, and Characterization of PEGylated Nanoemulsion of Prostaglandin E1 for Long Circulation.</a> AAPS PharmSciTech. 17 (2), 409-417 (2016).</li>
<li>Fofaria, N. M., Qhattal, H. S., Liu, X., Srivastava, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoemulsion+formulations+for+anti-cancer+agent+piplartine--Characterization%2C+toxicological%2C+pharmacokinetics+and+efficacy+studies%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Nanoemulsion formulations for anti-cancer agent piplartine--Characterization, toxicological, pharmacokinetics and efficacy studies.</a> International Journal of Pharmaceutics. 498 (1-2), 12-22 (2016).</li>
<li>Ganta, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EGFR+Targeted+Theranostic+Nanoemulsion+for+Image-Guided+Ovarian+Cancer+Therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutical+Research%22%5BJournal%5D)">EGFR Targeted Theranostic Nanoemulsion for Image-Guided Ovarian Cancer Therapy.</a> Pharmaceutical Research. 32 (8), 2753-2763 (2015).</li>
<li>Shah, L., Kulkarni, P., Ferris, C., Amiji, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analgesic+efficacy+and+safety+of+DALDA+peptide+analog+delivery+to+the+brain+using+oil-in-water+nanoemulsion+formulation%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutical+Research%22%5BJournal%5D)">Analgesic efficacy and safety of DALDA peptide analog delivery to the brain using oil-in-water nanoemulsion formulation.</a> Pharmaceutical Research. 31 (10), 2724-2734 (2014).</li>
<li>Maruyama, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-level+expression+of+naked+DNA+delivered+to+rat+liver+via+tail+vein+injection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Gene+Medicine%22%5BJournal%5D)">High-level expression of naked DNA delivered to rat liver via tail vein injection.</a> Journal of Gene Medicine. , (2002).</li>
<li>Hibbitt, O. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delivery+and+long-term+expression+of+a+135+kb+LDLR+genomic+DNA+locus+in+vivo+by+hydrodynamic+tail+vein+injection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Gene+Medicine%22%5BJournal%5D)">Delivery and long-term expression of a 135 kb LDLR genomic DNA locus in vivo by hydrodynamic tail vein injection.</a> Journal of Gene Medicine. , (2007).</li>
<li>Sebestyén, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+plasmid+delivery+by+hydrodynamic+tail+vein+injection.+I.+Hepatocyte+uptake+of+various+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Gene+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mechanism of plasmid delivery by hydrodynamic tail vein injection. I. Hepatocyte uptake of various molecules.</a> Journal of Gene Medicine. , (2006).</li>
<li>Budker, V. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+plasmid+delivery+by+hydrodynamic+tain+vein+injection.+II.+Morphological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Gene+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mechanism of plasmid delivery by hydrodynamic tain vein injection. II. Morphological studies.</a> Journal of Gene Medicine. , (2006).</li>
<li>Lecocq, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uptake+by+mouse+liver+and+intracellular+fate+of+plasmid+DNA+after+a+rapid+tail+vein+injection+of+a+small+or+a+large+volume%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Gene+Medicine%22%5BJournal%5D)">Uptake by mouse liver and intracellular fate of plasmid DNA after a rapid tail vein injection of a small or a large volume.</a> Journal of Gene Medicine. , (2003).</li>
<li>Park, S., Park, H. -M., Sun, S. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-dose+Intravenous+Injection+Toxicity+of+Water-soluble+Danggui+Pharmacopuncture+%28WDP%29+in+Sprague-Dawley+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmacopuncture%22%5BJournal%5D)">Single-dose Intravenous Injection Toxicity of Water-soluble Danggui Pharmacopuncture (WDP) in Sprague-Dawley Rats.</a> Journal of Pharmacopuncture. 21 (2), 104-111 (2018).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activatable+fluorescence+detection+of+epidermal+growth+factor+receptor+positive+mediastinal+lymph+nodes+in+murine+lung+cancer+model%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Activatable fluorescence detection of epidermal growth factor receptor positive mediastinal lymph nodes in murine lung cancer model.</a> PLOS ONE. 13 (6), 0198224(2018).</li>
<li>Liu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+of+transplanted+human+umbilical+cord-derived+mesenchymal+stem+cells+labeled+with+fluorescent+probe+in+a+mouse+model+of+acute+lung+injury%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Tracking of transplanted human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells labeled with fluorescent probe in a mouse model of acute lung injury.</a> International Journal of Molecular Medicine. 41 (5), 2527-2534 (2018).</li>
<li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiji%3A+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li>
<li>Janjic, J. M., Srinivas, M., Kadayakkara, D. K., Ahrens, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-delivering+nanoemulsions+for+dual+fluorine-19+MRI+and+fluorescence+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Self-delivering nanoemulsions for dual fluorine-19 MRI and fluorescence detection.</a> Journal of the American Chemical Society. 130 (9), 2832-2841 (2008).</li>
<li>Chang, Y. -C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Automated+Mouse+Tail+Vascular+Access+System+by+Vision+and+Pressure+Feedback%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE%2FASME+Transactions+on+Mechatronics%22%5BJournal%5D)">An Automated Mouse Tail Vascular Access System by Vision and Pressure Feedback.</a> IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 20 (4), 1616-1623 (2015).</li>
<li>Chen, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theranostic+imaging+of+liver+cancer+using+targeted+optical%2FMRI+dual-modal+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Oncotarget%22%5BJournal%5D)">Theranostic imaging of liver cancer using targeted optical/MRI dual-modal probes.</a> Oncotarget. 8 (20), 32741-32751 (2017).</li>
<li>Tansi, F. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activatable+bispecific+liposomes+bearing+fibroblast+activation+protein+directed+single+chain+fragment%2FTrastuzumab+deliver+encapsulated+cargo+into+the+nuclei+of+tumor+cells+and+the+tumor+microenvironment+simultaneously%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Activatable bispecific liposomes bearing fibroblast activation protein directed single chain fragment/Trastuzumab deliver encapsulated cargo into the nuclei of tumor cells and the tumor microenvironment simultaneously.</a> Acta Biomaterialia. 54, 281-293 (2017).</li>
<li>Li, S., Johnson, J., Peck, A., Xie, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near+infrared+fluorescent+imaging+of+brain+tumor+with+IR780+dye+incorporated+phospholipid+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Near infrared fluorescent imaging of brain tumor with IR780 dye incorporated phospholipid nanoparticles.</a> Journal of Translational Medicine. , (2017).</li>
<li>Gao, M., Yu, F., Lv, C., Choo, J., Chen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+chemical+probes+for+accurate+tumor+diagnosis+and+targeting+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Fluorescent chemical probes for accurate tumor diagnosis and targeting therapy.</a> Chemical Society Reviews. , (2017).</li>
<li>Wang, R., Han, X., You, J., Yu, F., Chen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ratiometric+Near-Infrared+Fluorescent+Probe+for+Synergistic+Detection+of+Monoamine+Oxidase+B+and+Its+Contribution+to+Oxidative+Stress+in+Cell+and+Mice+Aging+Models%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Ratiometric Near-Infrared Fluorescent Probe for Synergistic Detection of Monoamine Oxidase B and Its Contribution to Oxidative Stress in Cell and Mice Aging Models.</a> Analytical Chemistry. 90 (6), 4054-4061 (2018).</li>
<li>Han, X., Song, X., Yu, F., Chen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Ratiometric+Near-Infrared+Fluorescent+Probe+for+Quantification+and+Evaluation+of+Selenocysteine-Protective+Effects+in+Acute+Inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">A Ratiometric Near-Infrared Fluorescent Probe for Quantification and Evaluation of Selenocysteine-Protective Effects in Acute Inflammation.</a> Advanced Functional Materials. 27 (28), 1700769(2017).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

由于检测试剂的误用，研究实验室会产生成本。尾静脉注射是一种难以掌握的技术，即使经验最丰富的技术人员也常出现误用错误，难以保持稳定的成功率。目前尚无可靠方法来确认注射是否成功。本方案通过为研究人员提供一种定性和定量的方法，以验证小鼠尾静脉注射的成功与否，从而解决了这一问题。在此方法中，将选择的试剂（本例中为药物）掺入近红外荧光（NIRF）标记的纳米乳剂7,8,25&#160;，并在近红外荧光小动物成像仪中对注射部位进行成像。此外，也可选择开发非纳米乳剂形式的试剂，通过掺入市售的红外染料，采用相同的NIRF成像原理。同时，市面上已有多种即用型成像试剂，可用于肿瘤成像、代谢成像、细胞追踪和细胞凋亡等不同应用。注射可使用无菌针头进行，也可选择使用静脉留置导管（IV catheter），具体取决于研究人员的偏好。此外，已有研究使用自动尾静脉注射装置26&#160;辅助该过程，且该装置与本方法兼容。然而，该技术目前尚未实现商业化。
尾静脉注射方法中有一些关键步骤，可确保更高的给药准确率。首先，应使用乙醇清洁尾部，以去除任何污垢或碎屑，使研究人员能够更清楚地观察静脉。将尾部浸入温水中以扩张静脉，也是该方法中非常重要的一步，因为这可以增大可供注射的表面积。在尾静脉更远端的位置进行注射，可为操作留出一定的容错空间，以防需要多次尝试。随着接近动物身体的尾端部分，尾静脉的直径逐渐增大，因此应尽量在尾部更近端的位置进行注射。此外，如果在同一侧尾静脉尝试穿刺超过三至五个位点仍未成功，可改用对侧尾静脉进行注射。
成功注射测试试剂后，注射部位应几乎没有或完全没有近红外荧光（NIRF）信号。若注射过程中未感到阻力，且尾部几乎没有或完全没有荧光，则可记录为注射成功。若注射时感到阻力，且尾部沿一定长度出现NIRF信号轨迹，则记录为注射失败，可能部分为皮下注射。需在注射前后采集荧光图像，并通过定性观察或定量分析注射部位的荧光信号来评估注射质量。近红外荧光成像仪配套的软件通常具备执行此类分析的功能。
该方法可通过多种方式进行调整。它适用于小鼠和大鼠的尾静脉注射。大多数小型动物近红外荧光成像仪均能够容纳啮齿类动物。麻醉水平需根据动物体重进行调整，并符合研究实验室的IACUC方案。另一种可能的改进是制备非纳米乳剂探针，可通过将红外染料掺入研究人员自配的试剂中，或购买针对特定生物应用的即用型成像试剂来实现。
如果大鼠体型相对较大，通常很难将其放置在小动物成像仪中。因此，建议在注射前先将动物放入成像仪抽屉中拍摄一张测试图像，以确定尾部可见的视野范围。将尾部用胶带固定在成像仪抽屉上，有助于确保成像过程中尾部不会移动。
旨在评估小动物尾静脉注射质量的替代方法目前仅限于使用不影响同步实验操作的标记试剂，并且需要在注射后对动物实施安乐死12,13。某些试剂可能影响研究结果以及所涉动物的治疗评估，因此建议在实验设计中予以谨慎考虑。
未来，随着小动物成像技术的进步以及近红外荧光探针的改进，该方法可进一步优化。在研究设计的试剂给药阶段，可使用含有近红外染料并针对多种不同应用而设计的生物探针，以验证注射质量，如本方法所述2,3,27,28,29,30,31,32。

给药途径在小型动物实验中具有关键作用。它决定了药物的递送位置，并进而影响药物在体内的后续行为。尽管其他给药途径也可用于药物递送1静脉给药途径是某些药物的首选给药方式。静脉注射可将药物直接注入血液，避免首过组织效应以及溶质需经额外吸收的过程1。此外，该方法还可实现对血液中细胞的靶向作用2,3 以及向循环系统内所有组织的直接递送。在啮齿类动物中，可选择的静脉包括颈静脉、隐静脉和尾静脉。
本方法中，将含有生物探针的近红外荧光染料——此处为纳米乳剂（图1A）3,4,5,6——注入大鼠尾侧静脉。这种含近红外荧光染料的纳米乳剂此前已被用于在神经病理性疼痛大鼠模型9中对神经炎症进行活体和离体成像与追踪7,82,3,4,5,10,11。使用临床前近红外荧光成像仪（见材料表）在注射前后进行成像，以评估给药过程的质量。尾静脉注射前的成像可作为获取基线图像的依据。
在动物研究中，静脉注射的纳米乳剂正越来越多地被用作生物探针和靶向剂12,13,14,15通过尾静脉注射给药已被证实具有挑战性16,17——无论是药物、病毒载体还是其他探针——并确保注射的全部内容物已成功进入血液，而非周围组织17因此，一种用于可视化并评估成功注射质量的方法具有重要意义。&#160;
通常使用加热灯或温水对尾部进行加温，使静脉扩张，以便在注射前观察到静脉。虽然这种方法有助于更顺利地进入静脉，但尚无定量方法来判断化合物是否已全部进入血液18,19,20,21。对于静脉与皮肤对比度较低的动物品系（例如黑鼠），这一过程变得更加困难。通常情况下，研究者可通过注射时遇到阻力，并在某些情况下观察到尾部出现隆起，从而判断注射失败，提示药物发生了皮下渗漏22,23。&#160;
本研究中，将纳米乳剂注射到活体大鼠的侧尾静脉后，在小动物近红外荧光（NIRF）成像系统上进行成像（参见材料表）。大鼠饲喂一种特殊纯化饮食（参见材料表），以降低非特异性肠道荧光。使用NIRF成像仪及其配套软件，同步采集白光和800 nm荧光图像。在注射前和注射后状态下，测量尾部的相对荧光强度。记录注射部位感兴趣区域（ROI）的荧光强度，并除以ROI的面积。可据此对哪些注射符合标准进行定性评估。此外，也可通过设定可接受注射的阈值，将ROI测量结果分组，进一步进行定量分析，并计算统计学显著性。&#160;
通过在尾静脉注射后采用这种验证策略，由于试剂给药的一致性提高，研究工作的标准得以提升。该评估尾静脉注射质量的方法可轻松针对不同可注射试剂进行定制，包括多家公司提供的商用近红外荧光探针。

<table><tbody><tr><td>100% 氧气气罐</td><td>AirGas Heathcare</td><td>n/a</td><td>用于动物通气。</td></tr><tr><td>70% 乙醇</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>酒精棉片</td><td>Henry Schein</td><td>112-6131</td><td></td></tr><tr><td>人工泪液</td><td>Henry Schein</td><td>100-2634</td><td>用于保护大鼠在麻醉期间的眼睛。</td></tr><tr><td>烧杯</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td>用于盛装温水以扩张尾静脉。</td></tr><tr><td>蒸馏水</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>排风扇</td><td>Hazard Technologies</td><td>n/a</td><td>用于实验室通风，若实验室无内置通风系统。</td></tr><tr><td>面罩</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>带管路和面罩的气体麻醉舱</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>纱布垫</td><td>Henry Schein</td><td>100-2634</td><td></td></tr><tr><td>发帽</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>加热灯</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>加热垫</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>异氟烷（Isoflurane）</td><td>Southmedic Inc.</td><td>ND66794-013-25</td><td></td></tr><tr><td>带衬垫的实验台布</td><td>Box Board Products Inc.</td><td>026755100I</td><td></td></tr><tr><td>Pearl 小动物成像仪</td><td>Li-COR Biosciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pearl Trilogy 小动物成像系统</td><td>LI-COR Biosciences</td><td>n/a</td><td>可通过制造商网站获取报价。其他厂商如 Perkin Elmer（VisEn Medical FMT）也提供临床前近红外荧光成像仪。</td></tr><tr><td>手术服、实验服、鞋套</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>锐器盒</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>特殊饮食</td><td>Research Diets, Inc, 新不伦瑞克, 新泽西州</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sprague-Dawley 大鼠</td><td>Hilltop Animals, 斯普林代尔, 宾夕法尼亚州</td><td></td><td></td></tr><tr><td>无菌注射帽</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>无菌针头，27 G</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>SURFLO IV 导管，24 G，黄色</td><td>TERUMO</td><td>SR+OX2419C1</td><td>可作为无菌针头的替代品，有助于确认静脉插入是否正确。</td></tr><tr><td>外科手套</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>外科胶带</td><td>多个来源</td><td>n/a</td><td></td></tr></tbody></table>

使用近红外标记试剂验证大鼠尾静脉注射的新最佳实践

A New Best Practice for Validating Tail Vein Injections in Rat with Near-infrared-Labeled Agents

通过尾静脉对大鼠进行静脉（IV）给药可能既困难又不稳定。优化尾静脉注射是许多需要将试剂直接引入血液的实验操作中的关键环节。若操作不当，注射可能误入皮下，从而可能影响实验结果。本方法利用一种含有近红外荧光（NIRF）染料的纳米乳液型生物探针，可在活体条件下成像，以确认尾静脉注射是否成功。. 使用近红外荧光（NIRF）成像仪，在注射造影剂前后分别采集图像。通过评估注射部位近红外荧光信号的强度，可对静脉注射是否成功进行定性或定量判断。

将含有近红外荧光（NIRF）的纳米乳剂注射至大鼠尾侧静脉，按照方案所述，使用小动物成像仪（材料表）采集注射前和注射后的图像。根据注射后图像的荧光分布情况，对注射质量进行定性评估，并将结果分为“良好注射”（n = 7）和“不良注射”（n = 4）两组。定性评估依据为观察注射部位的荧光强度。在理想的注射中，近红外荧光信号应局限于注射部位；若注射成功，示踪剂已完全进入血液循环，因此不会观察到信号。不良注射则表现为近红外荧光信号沿尾部长度方向弥散分布。
使用配套的近红外荧光（NIRF）成像仪软件对图像进行分析。在注射前图像的注射部位绘制感兴趣区域（图1C、E），并在注射后图像中荧光信号周围区域绘制感兴趣区域（图1D、F）。若图像中荧光信号沿尾部全长可见，则视为不合格图像并从分析中剔除（图2）。记录面积和荧光强度的测量值。计算面积/荧光强度的数值并进行绘图（图1G）。在“注射不良”组中，注射前后图像的荧光强度之间存在显著差异（非配对t检验）（图1G）（p = 0.0024）。
<img alt="基于荧光分析的纳米颗粒注射研究；示意图、图像、强度图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59295/59295fig1.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图1"> 
图1：基于近红外荧光的纳米乳剂及尾静脉图像。（A）含有近红外荧光染料的纳米乳剂生物探针被注射至（B）小鼠尾侧静脉，并在近红外荧光成像仪中进行成像。（C 和 D）一次成功注射的注射前与注射后图像。（E 和 F）一次失败注射的注射前与注射后图像。白色箭头指示注射位点。通过评估注射部位近红外荧光信号的扩散范围，可对成功与失败的注射进行定性判断。不合格的注射表现为荧光沿尾部全长扩散，此类样本被排除在分析之外（图2）。（G）图像还可进一步分析，以获得荧光强度的定量数据，注射质量的阈值由研究人员设定。图中误差线表示标准误（SEM）。对于“成功注射”组，n = 7；对于“失败注射”组，n = 4。在“失败注射”组中，注射前后图像的荧光强度存在统计学差异（非配对 t 检验；p = 0.0024）。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59295/59295fig1large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的高清版本。</a>
<img alt="小鼠肢体中荧光蛋白的表达；实验结果；生物医学研究分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59295/59295fig2.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 2"> 
图 2：注射操作不良的示例。 （A）在尾部部分区域观察到荧光信号。（B）在整个尾部长度上均观察到荧光信号。（C）荧光信号在尾部及动物身体尾端区域广泛弥散。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59295/59295fig2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>

本文介绍了一种利用掺入试剂或生物探针中的染料所产生的近红外荧光成像数据来验证大鼠尾静脉注射效果的方法。在注射前后对尾部进行成像，定量分析荧光信号，并据此评估注射质量。

经尾静脉向大鼠静脉（IV）给药可能既困难又不稳定。优化尾静脉注射技术是关键的一环……

这种验证和评估注射准确性的方法为动物研究中实现稳定且可重复的尾静脉注射提供了一个重要的质量控制步骤和关键环节。在注射完成后立即通过荧光成像进行评估，有助于判断所注射的试剂是否以预期的剂量进入血液循环。尾静脉注射是一种需要动手操作的技术，通过直观演示可显著提高操作水平，同时通过观察注射部位试剂的清除情况，可进一步优化注射效果。本实验操作将由来自我实验室的博士生 Brooke Deal 与 Muzamil Saleem 一同演示。在尾静脉注射前，将已麻醉的动物侧置于近红外荧光成像仪中，暴露尾部注射部位，以建立荧光本底信号。图像采集完成后，将动物转移至手术台，呈俯卧位，并将其尾部浸入温水中以扩张尾部血管。大约一分钟后，调整尾部方向，使侧面朝上。侧面尾静脉应呈现深色。使用酒精棉片对静脉全长进行消毒。将尾巴侧向放置，取25至27号针头，斜面朝上，与抬起的尾巴平行，从尾部远端尾椎区域开始插入选定的侧尾静脉；若针头位置不当，可逐步向近端移动调整。成功插入时，应在针头边缘观察到回血。若无回血显现，应缓慢移动针尖，在不将针头拔出尾部的前提下寻找静脉进入位置。当针头正确放置后，将装有注射材料的注射器插入针座，并推动活塞，将内容物注入静脉。或者，也可使用带有血流指示器的导管。正确放置后，可在导管的指示段观察到迅速出现的回血现象。然后可施加轻微回压，将血液吸入注射器以确认针头在血管内的位置正确，之后再进行注射。同样，不会感到任何阻力。待所有物质完全注入后，拔出针头，并用无菌纱布按压至少一分钟，以确保血液凝固。用记号笔标记注射部位，以确保在获取的图像的白光通道中能够清晰看到注射位置。为了评估注射后注射部位的荧光信号，将动物放回近红外成像台，并将其侧卧放置，使尾部侧面的注射部位暴露出来以便成像。为分析注射前后的注射部位荧光情况，可在近红外成像仪软件中于尾静脉注射前在注射部位附近的尾部绘制感兴趣区域，并在注射后围绕荧光区域进行绘制。成功注射的样本在注射前后应显示出几乎相等的低水平荧光信号。若图像中尾部全长可见荧光，则不符合要求，应从分析中剔除。在此操作步骤完成后，可正常进行任何行为学、手术或离体分子实验技术。该技术可对尾静脉注射进行质量控制，通过观察正确注射的试剂是否随静脉血流迅速清除，或在未刺中静脉时于注射部位积聚，从而判断注射效果。本方法所用试剂无危害性，但如果将基于荧光的试剂与有害物质结合使用，则应采取适当的防护措施。

a-new-best-practice-for-validating-tail-vein-injections-rat-with-near

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

近红外标记剂对大鼠尾静脉注射的新的最佳验证

安全且人道地操作实验啮齿类动物需要掌握基本的抓取与固定方法。本文将介绍安全抓取小鼠和大鼠并有效给予化合物所需的基本原则。...

小鼠和大鼠的手动保定及常用化合物给药途径

来源：Grames, M. S., 等．大鼠腺相关病毒静脉注射方法与技巧及中枢神经系统转导评估．J. Vis. Exp.

在大鼠模型中静脉注射重组腺相关病毒载体

本文介绍一种使用真空采血管系统在未麻醉大鼠中进行尾静脉采血的简便方法。该方法可降低直接接触血液的风险，并简化单次穿刺后多次采样的操作。...

使用真空采血系统对未麻醉大鼠尾静脉进行重复采血

聚焦超声结合微泡造影剂可实现血脑屏障的局部和短暂开放。该技术已被用于递送多种物质通过血脑屏障。本文提供了一种在有或无磁共振成像（MRI）引导下，向啮齿类动物脑部进行局部递送的详细实验方案。...

利用聚焦超声在大鼠模型中实现特定部位血脑屏障开放的台式实验方法

静脉注射癌细胞常用于转移性研究，但转移性肿瘤负荷的分析往往较为困难。本文中，我们展示了一种通过尾静脉注射建立转移模型的方法，并介绍了一种分析由此产生的肺转移性肿瘤负荷的新方法。...

肿瘤细胞侧尾静脉注射后肺转移的病理学分析

本文介绍了一种使用独特设计的加热/固定装置进行啮齿类动物尾静脉注射的有效且高效的方法。通过简化血管扩张的启动过程和固定操作，该方案可对大量动物进行准确及时的静脉注射，同时将动物的不适降至最低。...

一种用于小鼠真菌性脓毒症模型尾静脉注射的现代保温/固定装置

糖尿病视网膜病变是导致失明的主要原因之一。组织学、血-视网膜屏障破坏检测以及荧光血管造影是研究视网膜病理生理学的宝贵技术，这些技术可进一步提高针对糖尿病视网膜病变的高效药物筛选能力。...

大鼠模型中视网膜病理生理学评估

本文介绍了一种为大鼠模型提供快速、简便且可靠的血液采集替代方法的实验方案。我们根据不同的实验条件描述了三种不同的采血方法：在麻醉状态下或清醒动物上进行的尾静脉穿刺，以及在麻醉状态下进行的背侧阴茎静脉穿刺。...

大鼠模型中改良尾静脉和阴茎静脉穿刺采血法

本文详细介绍了一种优化的小鼠侧尾静脉注射方案，用于在成年小鼠中系统性给予腺相关病毒（AAV）。此外，我们还描述了常用的检测方法，以评估AAV的转导效率。...

通过侧尾静脉注射在成年小鼠中稳定递送腺相关病毒

本文描述了一种新型放射性标记探针（即68Ga标记的纳米抗体NM-02）的放射性合成、制剂制备、质量控制，及其在异种移植模型中小动物PET/CT成像中的应用。...

68Ga标记纳米分子的放射性合成、质量控制及小动物正电子发射断层成像

学习使用近红外荧光成像技术验证大鼠尾静脉注射的准确性。该方法通过量化注射前后的荧光信号，为动物实验提供可靠的质量控制步骤，确保实验结果的可重复性。

使用近红外标记试剂验证大鼠尾静脉注射的新最佳实践

探索更多视频