Transformée de Fourier à haute définition infrarouge (FT-IR) imagerie spectroscopique des sections de tissus humains à l'amélioration de Pathologie

L’imagerie spectroscopique infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR) est une approche rapide et sans marquage pour obtenir des ensembles de données biochimiques de cellules et de tissus. Ici, nous montrons comment obtenir des images FT-IR haute définition de coupes de tissus afin d’améliorer le diagnostic de la maladie.

L’objectif global de cette procédure est d’obtenir des images infrarouges haute définition d’échantillons de tissus. Pour ce faire, il faut d’abord sectionner des échantillons de tissus sur des lames compatibles avec l’infrarouge. La deuxième étape consiste à mettre en place un appareil d’imagerie haute définition en installant les objectifs appropriés.

Ensuite, l’arrière-plan du substrat est collecté et l’échantillon de tissu est scanné. La dernière étape consiste à utiliser un logiciel approprié pour le traitement et la visualisation des données. En fin de compte, l’imagerie infrarouge haute définition est utilisée pour visualiser et obtenir des informations biochimiques à partir de tissus biologiques de manière non perturbatrice.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes comme la microscopie optique, est que la biochimie inhérente du tissu peut être étudiée sans l’utilisation de colorants ou de sondes. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés de la pathologie de terrain, telles que la prédiction de la récurrence de la néphropathie diabétique et la classification de la progression de la maladie hépatique par ostéogenèse de la voiture HEPA. Les implications de cette technique s’étendent au diagnostic et au pronostic de la maladie, étant donné qu’elle fournit de grandes quantités d’informations biochimiques non disponibles dans l’histopathologie traditionnelle.

Bien que cette méthode puisse être utilisée pour le diagnostic. Il peut également être utilisé pour suivre les changements dans le processus de cicatrisation des plaies et identifier les principales caractéristiques des tissus tels que les cellules souches du tractus gastro-intestinal et du cerveau. Première section d’un bloc de tissu formel et fixe inclus dans de la paraffine à quatre micromètres d’épaisseur sur une lame compatible IR à l’aide d’un microtome.

Suite à cela. Purger le microscope et le spectromètre FTIR à l’aide d’air sec pour éliminer l’eau atmosphérique du système. Ensuite, refroidissez à la fois le détecteur à réseau de plan focal et le détecteur interne de tellurure de mercure et de cadmium dans le microscope à l’aide d’azote liquide, montez la lame d’échantillon sur la platine du microscope pour l’imagerie FTIR après vous être assuré que la lumière visible est allumée, concentrez-vous sur l’échantillon à l’aide du programme de capture d’échantillon.

Ensuite, ouvrez le progiciel de l’offre groupée et cliquez sur collecter. Cliquez sur diagnostics et sélectionnez un spectromètre linéaire. Cliquez ensuite sur configuration de l’imagerie pour calibrer le système.

Dans l’onglet optique, sélectionnez détecteur comme détecteur de microscope au sol à gauche, puis sélectionnez Transmittance en mode optique. Cliquez sur Configuration, ce qui ouvrira la fenêtre de contrôle du lancier pour le mode de transmission dans le contrôle du lancer. Cliquez sur raw à l’aide du joystick de contrôle de la scène et en regardant la vue en direct de l’image de l’interférogramme FTIR se déplacer vers une zone propre de la diapositive.

À ce stade, ajustez le temps d’intégration à environ 8 000 points et l’objectif du condenseur inférieur. Pour augmenter le nombre de comptes à son maximum, surveillez la forme de l’image en bas à droite en contrôle de lancer pour vous assurer qu’elle est gaussienne en apparence et relativement uniforme. Après avoir ajusté le temps d’intégration, déplacez à nouveau la platine pour trouver un morceau de tissu avec une structure, de préférence le bord d’un tissu.

Perfectionnez ensuite la mise au point de l’image. À l’aide du joystick de contrôle de la scène, déplacez-vous vers une zone propre de la glissière. Appuyez sur le bouton d’étalonnage après avoir sélectionné.

D’accord, deux fois Dans l’onglet optique, sélectionnez détecteur égal à MCT et détecteur de microscope égal à droite. Cliquez ensuite sur Configuration. Une fois que l’interférogramme FTIR est visualisé à l’écran, cliquez sur trouver la rafale centrale et ok.

Dans l’onglet optique, sélectionnez à nouveau détecteur est égal à détecteur de microscope au sol est égal à gauche. Sélectionnez ensuite Configuration. Après vous être assuré que l’image se trouve toujours sur une zone propre dans le contrôle du lanceur, cliquez à nouveau sur calibrer et d’accord.

Pour collecter une image FTIR d’arrière-plan, allez dans l’onglet électronique et sélectionnez une résolution spectrale appropriée, qui est généralement de quatre ou huit centimètres inverses. Pour les tissus, allez dans l’onglet arrière-plan et tapez 128 dans les numérisations pour coad. Sélectionnez le bouton Nouveau fichier et placez le fichier d’arrière-plan dans le dossier approprié.

Après avoir cliqué sur l’arrière-plan et attendu la fin de l’analyse, confirmez l’emplacement d’enregistrement du fichier. Cliquez sur une région de l’arrière-plan, sur l’image FTIR et vérifiez le spectre. À ce stade, cliquez sur Configurer et, dans le contrôle Lancer, utilisez la vue IR en direct.

Pour trouver la zone d’intérêt, allez dans l’onglet électronique et tapez le nombre de balayages à coader. Cliquez ensuite sur scan Pour préparer le microscope FTIR pour l’analyse haute définition, vissez l’objectif à fort grossissement à la place de l’objectif 15 x. À ce stade, ouvrez le logiciel de traitement et d’analyse d’images et chargez le fichier de données IR.

Appliquez un algorithme de correction de base aux données IR en sélectionnant des outils spectraux, puis faites défiler vers le bas et cliquez sur spectres absorbants. Lorsque le menu contextuel s’affiche, sélectionnez Correction de la ligne de base. Effectuez la normalisation spectrale en sélectionnant des spectres normalisés dans les options du menu des spectres absorbants.

Ensuite, observez une liste de toutes les fréquences IR collectées dans l’image. Cliquez sur les fréquences qui correspondent à des biomolécules spécifiques pour observer une image du tissu à la fréquence sélectionnée afin de créer des images qui permettront de visualiser différents composants biomoléculaires. Cliquez sur les outils spectraux, puis sélectionnez les rapports de hauteur de crête.

Numérisez la section de tissu colorée adjacente correspondante à l’aide d’un système d’imageur de lames entières distinct qui capture des images en fond clair en même temps que l’image IR. Affichez l’image numérique du tissu coloré avec le programme d’image visible. Ensuite, faites un clic droit sur l’image dans une région d’intérêt et sélectionnez le profil Z pour donner les informations spectrales au pixel sélectionné.

Pour marquer des pixels spécifiques sur l’image, faites un clic droit sur l’image et sélectionnez l’outil ROI. Créez les classes qui doivent être étiquetées, par exemple, les classes capsules de Meum et Bowman. Sélectionnez ensuite le point de type ROI, sélectionnez la classe pour laquelle sélectionner les pixels et dessinez sur les pixels appropriés sur l’image IR.

Dérivez les spectres moyens pour chacune des classes à l’aide de l’outil ROI moyen. Enfin, comparez les spectres dérivés en traçant. Dans les logiciels graphiques, l’imagerie IR FT permet de dériver des images IR de tissus qui peuvent donner différents contrastes en fonction de la fréquence IR

Chaque pixel est composé de l’ensemble du spectre avec différents pics correspondant à différentes biomolécules qui peuvent donner des informations sur les propriétés biochimiques des types de cellules ou des états pathologiques. L’instrumentation FTIR est passée d’un mode de mesure en un seul point de cartographie à l’aide d’ouvertures opaques à un mode d’imagerie à l’aide d’objectifs à grain CASA utilisant soit un objectif d’éclairage, couplé à un objectif collecteur en mode transmission, soit un objectif unique qui éclaire et recueille en mode réflexion. Les progrès en matière de résolution spatiale pour l’imagerie tissulaire ont été d’une importance cruciale, car les types de cellules et les structures tissulaires peuvent maintenant être identifiés.

Dans ce cas, les unités fonctionnelles des glomérules rénaux ont été observées dans une carotte de tissu hépatique. Il est possible de visualiser les hépatocytes et les régions de fibrose infiltrante qui divise deux zones distinctes de dysplasie et de cirrhose non dysplasique. L’augmentation de la résolution spatiale permet d’isoler des caractéristiques structurelles spécifiques qui peuvent être chimiquement modifiées par la maladie avant que les changements histologiques ne soient apparents.

Les changements biochimiques dans les structures glomérulaires rénales telles que la capsule de Bowman, le meum, la membrane basale glomérulaire et la membrane basale tubulaire peuvent être identifiés grâce à l’imagerie FTIR. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler de désespérer complètement les diapositives avant de numériser en suivant cette procédure. D’autres méthodes comme l’analyse immunochimique traditionnelle peuvent être effectuées sur la même section de tissu afin de corréler les signatures biochimiques et la morphologie des tissus.

Notre premier développement, cette technique, a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de l’imagerie tissulaire pour explorer l’état biomoléculaire des types de petites cellules et des structures au sein des tissus. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une compréhension de base de la façon d’obtenir des images FTR haute définition d’échantillons de tissus et d’effectuer une analyse spectrale de base. N’oubliez pas que travailler avec de l’azote liquide peut être extrêmement dangereux et que des précautions de sécurité, telles que des gants cryo sûrs et des lunettes de sécurité, doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.