פורייה בהבחנה גבוהה להפוך אינפרא אדום (FT-IR) Spectroscopic הדמיה של סעיפים רקמה אנושיים לשיפור פתולוגיה

הדמיה ספקטרוסקופית של פורייה טרנספורמציה אינפרא אדום (FT-IR) היא גישה מהירה ונטולת תוויות להשגת מערכי נתונים ביוכימיים של תאים ורקמות. כאן, אנו מדגימים כיצד להשיג תמונות FT-IR בחדות גבוהה של קטעי רקמה לשיפור אבחון המחלה.

המטרה הכוללת של הליך זה היא להשיג תמונות אינפרא אדום בחדות גבוהה של דגימות רקמה. זה מושג על ידי חיתוך דגימות רקמה על שקופיות תואמות אינפרא אדום. השלב השני הוא הקמת מכשיר הדמיה בחדות גבוהה על ידי התקנת המטרות המתאימות.

לאחר מכן, הרקע של המצע נאסף ודגימת הרקמה נסרקת. השלב האחרון הוא שימוש בתוכנה מתאימה לעיבוד נתונים והדמיה. בסופו של דבר, הדמיית אינפרא אדום בחדות גבוהה משמשת להדמיה וקבלת מידע ביוכימי מרקמות ביולוגיות בצורה לא מטרידה.

היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות כמו מיקרוסקופ אור, הוא שניתן לחקור את הביוכימיה הטבועה ברקמה ללא שימוש בצבעים או בדיקות. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח לפתולוגיה של השדה, כגון חיזוי הישנות של נפרופתיה סוכרתית וסיווג התקדמות מחלת כבד באמצעות אוסטאוגנזה של רכב HEPA. ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על אבחון מחלות ופרוגנוזה, בהתחשב בכך שהיא מספקת כמויות עצומות של מידע ביוכימי שאינו זמין מהיסטופתולוגיה מסורתית.

אם כי ניתן להשתמש בשיטה זו לאבחון. זה יכול לשמש גם כדי לעקוב אחר השינויים בתהליך ריפוי הפצעים ולזהות תכונות מפתח של רקמות כגון תאי גזע במערכת העיכול ובמוח. קטע ראשון של בלוק רקמה משובץ פרפין רשמי וקבוע בעובי של ארבעה מיקרומטר על שקופית תואמת IR באמצעות מיקרוטום.

לאחר מכן. נקה את המיקרוסקופ והספקטרומטר FTIR באמצעות אוויר יבש כדי להסיר מים אטמוספריים מהמערכת. לאחר מכן יש לקרר גם את גלאי מערך מישור המוקד וגם את גלאי הכספית הפנימי קדמיום טלוריד במיקרוסקופ באמצעות חנקן נוזלי להרכיב את שקופית הדגימה על שלב המיקרוסקופ להדמיית FTIR לאחר שווידאתם שהאור הנראה דולק, התמקדו בדגימה באמצעות תוכנית לכידת הדגימה.

לאחר מכן, פתח את חבילת תוכנת החבילה ולחץ על איסוף. לחץ על אבחון ובחר ספקטרומטר קו. לאחר מכן לחץ על הגדרת הדמיה כדי לכייל את המערכת.

בכרטיסייה אופטיקה, בחר גלאי כגלאי מיקרוסקופ קרקע משמאל, ולאחר מכן בחר שידור במצב אופטיקה. לחץ על הגדרה, שתפתח את חלון בקרת הרומח למצב שידור בבקרת רומח. לחץ על raw באמצעות ג'ויסטיק בקרת הבמה וצפייה בתצוגה חיה של תמונת האינטרפרוגרמה FTIR עוברת לאזור נקי בשקופית.

בשלב זה, התאם את זמן האינטגרציה לכ-8,000 ספירות ואת יעד הקבל התחתון. כדי להגדיל את מספר הספירות למקסימום, צפה בצורת התמונה הימנית התחתונה בבקרת הרומח כדי להבטיח שהיא גאוס במראה ואחידה יחסית. לאחר התאמת זמן האינטגרציה, שוב, הזיזו את השלב כדי למצוא פיסת רקמה עם מבנה, רצוי קצה של רקמה.

לאחר מכן שכלל את המיקוד של התמונה. בעזרת הג'ויסטיק של בקרת הבמה, עבור לאזור נקי בשקופית. לחץ על לחצן הכיול לאחר הבחירה.

אוקיי, פעמיים בלשונית האופטיקה, בחר גלאי שווה ל-MCT וגלאי מיקרוסקופ שווה לימין. לאחר מכן לחץ על הגדרה. לאחר שהאינטרפרוגרמה של FTIR מוצגת על המסך, לחץ על מצא פרץ מרכזי ובסדר.

בכרטיסייה אופטיקה, גלאי בחירה מחדש שווה לגלאי מיקרוסקופ הארקה שווה לשמאל. לאחר מכן בחר הגדרה. לאחר שווידאת שהתמונה עדיין נמצאת באזור נקי בבקרת הרומח, לחץ שוב על כיול ואישור.

כדי לאסוף תמונת FTIR ברקע, עבור ללשונית האלקטרוניקה ובחר רזולוציה ספקטרלית מתאימה, שהיא בדרך כלל של ארבעה או שמונה סנטימטרים הפוכים. עבור רקמות, עבור ללשונית הרקע והקלד 128 בסריקות ל-coad. בחר בלחצן הקובץ החדש ומקם את קובץ הרקע בתיקייה המתאימה.

לאחר לחיצה על רקע והמתנה לסיום הסריקה, אשר היכן לשמור את הקובץ. לחץ על אזור ברקע, תמונת FTIR ובדוק את הספקטרום. בשלב זה, לחץ על הגדרה, ובפקד רומח, השתמש בתצוגת IR חיה.

כדי למצוא את תחום העניין, עבור ללשונית האלקטרוניקה והקלד את מספר הסריקות ל-coad. לאחר מכן לחץ על סריקה כדי להכין את מיקרוסקופ ה-FTIR לניתוח בחדות גבוהה, הברג את מטרת ההגדלה הגבוהה במקום המטרה של פי 15. בשלב זה, פתח תוכנת עיבוד וניתוח תמונה וטען את קובץ נתוני ה-IR.

החל אלגוריתם תיקון בסיסי על נתוני ה- IR על-ידי בחירת כלים ספקטרליים, גלול מטה ולחץ על ספקטרום סופג. כשהתפריט הנפתח מופיע, בחר Baseline Correction. בצע נורמליזציה ספקטרלית על ידי בחירת ספקטרום מנורמל תחת אפשרויות תפריט הספקטרום הסופג.

לאחר מכן, צפה ברשימה של כל תדרי ה-IR שנאספו בתוך התמונה. לחץ על התדרים המתאימים לביומולקולות ספציפיות כדי לצפות בתמונה של הרקמה בתדר שנבחר כדי ליצור תמונות שיאפשרו הדמיה של רכיבים ביומולקולריים שונים. לחץ על כלים ספקטרליים ולאחר מכן בחר יחסי גובה שיא.

סרוק את קטע הרקמה המוכתמת הסמוך המתאים באמצעות מערכת צילום שקופיות שלמה נפרדת הלוכדת תמונות שדה בהיר לצד תמונת ה-IR. העלה את התמונה הדיגיטלית של הרקמה המוכתמת עם תוכנית התמונה הנראית לעין. לאחר מכן, לחץ לחיצה ימנית על התמונה באזור עניין ובחר פרופיל Z כדי לתת את המידע הספקטרלי בפיקסל שנבחר.

כדי לסמן פיקסלים ספציפיים בתמונה, לחץ לחיצה ימנית על התמונה ובחר בכלי ROI. צור את השיעורים שיש לתייג, למשל, שיעורי הקפסולה של Meum ובאומן. לאחר מכן בחר נקודת סוג ROI לאחר מכן, בחר את המחלקה לבחירת פיקסלים וצייר על הפיקסלים המתאימים בתמונת ה-IR.

גזור את הספקטרום הממוצע עבור כל אחת מהמחלקות באמצעות כלי ההחזר הממוצע על ההשקעה. לבסוף, השווה ספקטרום נגזר על ידי עלילה. בתוכנת גרפים, הדמיית FT IR מאפשרת גזירה של תמונות IR של רקמות שיכולות לתת ניגודים שונים בהתאם לתדר ה-IR.

כל פיקסל מורכב מכל הספקטרום עם פסגות שונות המתאימות לביומולקולות שונות שיכולות לתת מידע על התכונות הביוכימיות של סוגי תאים או מצבי מחלה. מכשור FTIR התפתח ממדידה במצב מיפוי נקודה אחת באמצעות צמצמים אטומים למצב הדמיה באמצעות מטרות גרגר CASA באמצעות מטרה מאירה, יחד עם יעד איסוף במצב שידור, או מטרה בודדת שגם מאירה וגם אוספת במצב השתקפות. ההתקדמות ברזולוציה המרחבית להדמיית רקמות הייתה בעלת חשיבות קריטית מכיוון שכעת ניתן לזהות סוגי תאים ומבני רקמות.

במקרה זה, היחידות התפקודיות של גלומרולי הכליה נצפו בליבת רקמת הכבד. ניתן לדמיין הפטוציטים ואזורים של פיברוזיס חודר המחלק שני אזורים נפרדים של דיספלזיה ושחמת לא דיספלסטית. רזולוציה מרחבית מוגברת מאפשרת בידוד של תכונות מבניות ספציפיות שעשויות להשתנות כימית על ידי מחלה לפני ששינויים היסטולוגיים ניכרים.

ניתן לזהות שינויים ביוכימיים במבנים גלומרולרים של הכליות כגון קפסולת באומן, meum, קרום הבסיס הגלומרולרי וקרום הבסיס הצינורי באמצעות הדמיית FTIR. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להסיר שקופיות לחלוטין לפני הסריקה ביצוע הליך זה. ניתן לבצע שיטות אחרות כמו ניתוח אימונוכימי מסורתי על אותו קטע רקמה על מנת לתאם את החתימות הביוכימיות והמורפולוגיה של הרקמה.

הפיתוח הראשון שלנו, טכניקה זו, סלל את הדרך לחוקרים בתחום הדמיית רקמות לחקור את המצב הביו-מולקולרי של סוגי תאים קטנים ומבנים בתוך רקמות. לאחר צפייה בסרטון זה, אמורה להיות לך הבנה בסיסית כיצד להשיג תמונות FTR בחדות גבוהה של דגימות רקמה, ולבצע ניתוח ספקטרלי בסיסי. אל תשכח שעבודה עם חנקן נוזלי עלולה להיות מסוכנת ביותר ותמיד יש לנקוט באמצעי בטיחות, כגון כפפות בטוחות לקריו ומשקפי מגן בעת ביצוע הליך זה.