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Artículo de método

Una nueva técnica para generar y Observación de quimioluminiscencia en un Contexto biológico

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DOI:

10.3791/54694

9 de marzo de 2017

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe una nueva técnica de imagen intraoperatoria que utiliza un complejo de rutenio como fuente de emisión de luz quimioluminiscente, produciendo así altas relaciones señal-ruido durante la obtención de imágenes in vivo. Las imágenes intraoperatorias son un campo en expansión que podría revolucionar la forma en que se realizan los procedimientos quirúrgicos.

Resumen

Las técnicas de imagen intraoperatoria tienen el potencial de hacer que las intervenciones quirúrgicas sean más seguras y efectivas; por estas razones, dichas técnicas se están trasladando rápidamente al quirófano. Aquí, presentamos un nuevo enfoque que utiliza una técnica aún no explorada para la imagen intraoperatoria: la imagen quimioluminiscente. Este método emplea un reportero quimioluminiscente a base de rutenio junto con un sistema de nebulización hecho a medida para producir imágenes ex vivo o in vivo con altas relaciones señal-ruido. El reportero a base de rutenio produce luz después de la exposición a una solución oxidante acuosa y la rereducción dentro del tejido circundante. Este método nos ha permitido detectar concentraciones reporteras tan bajas como 6,9 pmol/cm2. En este trabajo, presentamos una guía visual de nuestros estudios in vivo de prueba de concepto que involucran inyecciones subdérmicas e intravenosas en ratones. Los resultados sugieren que esta tecnología es una candidata prometedora para futuras investigaciones preclínicas y, en última instancia, podría convertirse en una herramienta útil en el quirófano.

Introducción

En las últimas décadas, las tecnologías de imágenes han revolucionado la forma en que los médicos a diagnosticar y controlar la enfermedad. Estas tecnologías de la imagen, sin embargo, han sido en gran parte limitada a los sistemas de formación de imágenes de todo el cuerpo, como la tomografía por emisión de positrones (PET), emisión de fotón único tomografía computarizada (SPECT), tomografía computarizada (TC) y la resonancia magnética nuclear (RMN). Especial atención se ha prestado a cáncer, y los avances tecnológicos de imagen han mejorado en gran medida la forma en que esta enfermedad es diagnosticada y tratada. A pesar de estos avances, hay un lugar donde estas ....

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Protocolo

Declaración de la ética: Todos los experimentos con animales en vivo descritos se llevaron a cabo de acuerdo con un protocolo aprobado y bajo las directrices éticas del Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSK) Cuidado de Animales institucional y el empleo Comisión (IACUC).

1. Construcción de un dispositivo de nebulización

  1. Adjuntar parte de madera A (12,5 x 2,5 x 1,8 cm 3) en posición vertical en el centro de la parte B (12,7 x 10,7 x 1,8 cm 3), utilizando dos tornillos (4 x 25 mm 2). Adjuntar madera parte C (11 × 2,5 × 1,8 cm 3) a la mitad de la parte A (12,5 x 2,5 x 1,8 ....

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Resultados

El sistema nebulizador se describe en la sección de protocolo 1 puede construirse a partir de materiales fácilmente disponibles a un bajo costo. Se tiene la intención de ser una inserción para-remoto activado pulverización del agente reductor / oxidante dentro de un lector de bioluminiscencia (Figura 1). Nuestro diseño permite la operación segura del nebulizador en el lector de bioluminiscencia a una distancia de 14 cm desde el objetivo. No se observó ningún empañamiento.......

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Discusión

Aquí, hemos presentado una tecnología que es capaz de delinear ópticamente tejido por medio de la emisión de fotones creados por un reportero de quimioluminiscencia. En contraste con otras, más establecido, las tecnologías de 4, 5, 6, 7, 8, 9, este sistema reportero quimioluminiscente emplea una sonda de formación de imágene.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Prof. Jan Grimm y al Sr. Travis Shaffer por sus útiles discusiones y al Sr. David Gregory por editar el manuscrito. Se agradece los servicios técnicos prestados por el Centro Central de Imágenes Animales de MSK, respaldado en parte por la Subvención de Apoyo al Centro Oncológico P30CA008748-48 de los NIH. Los autores agradecen a los NIH (K25 EB016673 y R21 CA191679, T.R. y 4R00CA178205-02, B.M.Z.), al Centro MSK de Imágenes Moleculares y Nanotecnología (T.R.), a la Fundación Tow (B.C.) y a la National Science Foundation Integrative Graduate Education and Research Traineeship (IGERT 0965983 en Hunter College for B.C. y T.M.S.) por su generoso a....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Pieza de madera A (12,5 y veces; 2,5 y veces; 1,8 cm)  131404 de carpinteríaCorte de una hoja de madera contrachapada de abedul de 3/4" x 24" x 30" Pieza de
madera B (12.7 veces; 10.7 veces; 1.8 cm)131404de carpinteríaCorte de una hoja de madera contrachapada de abedul de 3/4" x 24" x 30"
Pieza de madera C (11 veces; 2.5 veces; 1.8 cm)131404 de carpinteríaCorte de 3/4" x 24" x 30 cm rdquo; Hoja de madera contrachapada de abedul
Tornillos (4 y veces; 25 mm)Screwfix79939
Harmon Face Values Mini rociador de 3 ozBed, Bath and Beyond
(10 cm de acero de 1/16")Metals Depot Int. Inc.2192
Pencil Classic HBPapermate58592
ClipOffice Depot221720
cable de altavozRCA Inc.
Pila alcalina Energizer 9VEnergizer Holdings Inc.EN22
Hitech HS-82MG Micro Servo Motor, par de salida de 3.4 kg / cm @ 6VHitech RCD USA Inc.32082S
NombreEmpresaNúmero de catálogo Comentarios
Bridas de plástico de 28 cmGeneral Electric Inc.50725
Cinta adhesiva3M Inc.3939
littleBits w1 cablelittleBits Inc.w1 cable
littleBits p1 potencialittleBits Inc.p1 power
littleBits i2 interruptor de palancalittleBits Inc.de palanca i2
littleBits 011 servolittleBits Inc.011 servo
20 cm bridas de alambre recubiertasde plástico Four Star Plastics71TIE8000
Tris(2,2′-bipiridyl)diclororutenio(II) hexahidratadoSigma-Aldrich Inc.
Nitrato de cemonio (IV)Sigma-Aldrich Inc.22249
IsofluoranoBaxter Healthcare1001936060
PBSSigma-AldrichPBS1
EtanolSigma-Aldrich2854
TrietilaminaSigma-Aldrich Inc.T0886
AguaEl agua se purificó utilizando un Milipore Mili-Q (R≥ 18 MΩ)
Ratones hembra desnudos (endogámicos)Jackson Laboratories1929edad 5 - 6 semanas
Cepa C57BL/6J   
Ratones machos NU/J at Jackson Laboratories2019edad 6 – 8 semanas
Lector de bioluminiscencia IVIS 200Caliper Live Science
Live Image 4.2 softwarePerkin-Elmer128165
Portaobjetos de microscopioThermoScientific4951PLUS4
Varilla de acero inoxidable AH1650SNInterruptor 224758

Referencias

  1. Fong, Y., Giulianotti, P. C., Lewis, J., Koerkamp, B. G., Reiner, T. Imaging and Visualization in The Modern Operating Room: A Comprehensive Guide for Physicians. , Springer. (2015).
  2. Nguyen, Q. T., Tsien, R. Y. Fluorescence-guided surgery with live molecular navigation - ....

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Reimpresiones y permisos

Etiquetas

Imagen por quimioluminiscenciareportero de ruteniosistema de nebulizaciónrelación señal-ruidolector de bioluminiscenciaimagen in vivotris(bipiridina)rutenionitrato de cerio y amoniosolución de trietilaminaconcentración mínima detectable