Method Article

בדיקה פלואורסצנטית בהירה NIR-II להדמיית כלי דם וגידולים

DOI:

10.3791/64875

⸱

March 17th, 2023

 ,  , 
1College of Science, Research Center for Ecology, Laboratory of Extreme Environmental Biological Resources and Adaptive Evolution, Tibet University, 2State Key Laboratory of Virology, Key Laboratory of Combinatorial Biosynthesis and Drug Discovery (MOE) and Hubei Province Engineering and Technology Research Center for Fluorinated Pharmaceuticals, Wuhan University School of Pharmaceutical Sciences

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפרוטוקול הנוכחי מתאר פעולת הדמיה פלואורסצנטית מפורטת בזמן אמת של עכבר באמצעות מכשיר הדמיה אופטי NIR-II.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כטכנולוגיית הדמיה מתפתחת, לדימות פלואורסצנטי אינפרא אדום קרוב II (NIR-II, 1000-1700 ננומטר) יש פוטנציאל משמעותי בתחום הביו-רפואי, בשל רגישותו הגבוהה, חדירת רקמות עמוקות והדמיה מעולה ברזולוציה מרחבית וזמנית. עם זאת, השיטה להקל על יישום הדמיה פלואורסצנטית NIR-II עבור כמה תחומים הדרושים בדחיפות, כגון מדעי הרפואה ורוקחות, הפתיעה חוקרים רלוונטיים. פרוטוקול זה מתאר בפירוט את יישומי הבנייה וההדמיה הביולוגית של בדיקה מולקולרית פלואורסצנטית NIR-II, HLY1, עם שלד D-A-D (תורם-מקבל-תורם). HLY1 הראה תכונות אופטיות טובות ותאימות ביולוגית. כמו כן, הדמיית כלי דם וגידולים NIR-II בעכברים בוצעה באמצעות מכשיר הדמיה אופטי NIR-II. תמונות פלואורסצנטיות מסוג NIR-II ברזולוציה גבוהה בזמן אמת נרכשו כדי להנחות את הזיהוי של גידולים ומחלות כלי דם. החל מהכנת הגשושית ועד לאיסוף הנתונים, איכות ההדמיה משתפרת מאוד, ומובטחת האותנטיות של הגשושיות המולקולריות NIR-II לרישום נתונים בהדמיה תוך-חיונית.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

דימות פלואורסצנטי הוא כלי הדמיה מולקולרית נפוץ במחקר בסיסי, והוא משמש לעתים קרובות גם כדי להנחות כריתה כירורגית של גידול במרפאות1. העיקרון המהותי של הדמיה פלואורסצנטית הוא להשתמש במצלמה כדי לקבל פלואורסצנטיות הנפלטת על ידי לייזר לאחר הקרנה של דגימות (רקמות, איברים וכו ') 2. התהליך מסתיים תוך מספר אלפיות שנייה3. ניתן לחלק את אורכי הגל של הדמיה פלואורסצנטית לאולטרה סגול (200-400 ננומטר), אזור נראה (400-700 ננומטר), אינפרא אדום קרוב I (NIR-I, 700-900 ננומטר) ואינפרא אדום קרוב II (NIR-II, 1000-1700 ננומטר)4,5,6.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ניסויים בבעלי חיים למחקרי הדמיה NIR-II נערכו במרכז לניסויים בבעלי חיים באוניברסיטת ווהאן, שזכה בפרס האגודה הבינלאומית לטיפול ניסיוני בבעלי חיים (AALAC). כל המחקרים בבעלי חיים נערכו בהתאם להנחיות הוועדה הסינית לרווחת בעלי חיים לטיפול ושימוש בחיות ניסוי ואושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של המרכז לניסויים בבעלי חיים באוניברסיטת ווהאן.

נקבות עכברים עירומים מסוג BALB/c (~20 גרם) בגיל 6 שבועות שימשו במחקר הנוכחי.

1. הכנת הדמיה NIR-II

  1. הניחו קרטון שחור זמין מסחרית (ראו טבלת חומרים) במרכז המנשא. לאחר מכן, הניחו את הדגימה על גבי הקרטון השחור, כך שהדגימה תהיה ב....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

העוצמה הפלואורסצנטית והבהירות של נקודות HLY1 החיוניות למים נקבעו על ידי מכשיר הדמיה NIR-II. העוצמה הפלואורסצנטית של HLY1 בתערובת 90% fwTHF/H2O הייתה פי חמישה מאשר בתמיסת THF, מה שהצביע על מאפיין AIE בולט של HLY1 (איור 1B). יתר על כן, נקודות HLY1 פלטו אותות פלואורסצנטיים חזקים מתחת למסנן LP של 1,500 ננומטר, מה שמראה שניתן להשתמש בנקודות HLY1 להדמיית NIR-IIb (איור 1D). הבליעה המרבית ואורך גל הפליטה המרבי של נקודות HLY1 היו 740 ננומטר.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הדמיה פלואורסצנטית NIR-I יכולה לשמש במידה מסוימת להדמיית גידולים וכלי דם, אך בשל אורך גל הפליטה המרבי המוגבל של פלואורופורים NIR-I (<900 ננומטר), התוצאה היא חדירה לקויה של רקמות ויחס רקע אות הגידול33,34. רזולוציית הדמיה ירודה ונמוכה עלולה לגרום לסטייה בין תוצאת הטיפול במשוב הדמיה לבין האפקט הטיפולי בפועל. בנוסף, לרוב הפלואורופורים מסוג NIR-I יש יציבות אופטית ירודה וחילוף חומרים מהיר במיוחד, מה שגורם לחוסר יציבות בתהליך ההדמיה. בגלל החדירה הנמוכה לרקמות וחוסר היצי.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה חלקית על ידי מענקים מ- NSFC (82273796, 82111530209), קרנות מיוחדות להנחיית פיתוח מדעי וטכנולוגי מקומי של הממשל המרכזי (XZ202202YD0021C, XZ202102YD0033C, XZ202001YD0028C), פרויקט מפתח לחדשנות מדעית וטכנית במחוז חוביי (2020BAB058), קרנות המחקר הבסיסיות לאוניברסיטאות המרכזיות ותוכניות המניעה והבקרה של COVID-19 באזור האוטונומי טיבט לפיתוח מדע וטכנולוגיה.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
פרימד פירידין נטול מים 110-86-1
נטול מים נתרן גופרתיסין לאומי תרופות ושות', בע"מSY006376
קרטון שחורSuzhou Yingrui אופטי טכנולוגיה ושות', בע"מAO00158
עמודה כרומטוגרפיהאנרגיה כימיתE080498
דיפנילפוספין פלדיום דיכלורידסיגמא-אולדריץ'B2161-1g
DSPE-PEG2000PonsurePS-E1
מדיום הנשר השונה של Dulbecco Gibco8121587
EGTABiofroxxEZ6789D115
סרום בקר עובריGibco2166090RP
IsofluraneGLPBIOGC45487-1
K2CO3MacklinP816305-5g
N. N '- dimethylformamideChina national medicines Co., Ltd02-12-1968
מכשיר הדמיה NIR-IISuzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd16011109
N-sulfenanilideEnerry chemical 1250030-5g
PdCl2(dppf)2CH2Cl2TCI B2064-1g
פניצילין-סטרפטומיציןGibco15140-122
TetrahydrofuranChina National Medicines Co., LtdM005197
Tetratriphenylphosphine palladiumImmochem1021232-5g
Tetratriphenylphosphine palladiumSigma-Aldrich1021232-5g
Tributyltin chlorideImmochem
QH004335 Trimethylchlorosilaneסין לאומית תרופות ושות', בע"מ40060560

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Liu, Y., et al. Versatile types of inorganic/organic NIR-IIa/IIb fluorophores: from strategic design toward molecular imaging and theranostics. Chemical Reviews. 122 (1), 209-268 (2022).
  2. Zhou, H., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

NIR II FluorescenceVascular ImagingTumor ImagingFluorescence ProbeIn Vivo ImagingHLY1 DotsNanoprecipitation MethodOptical Imaging SystemAggregation Induced EmissionDynamic Light Scattering

Related Articles