כיול ביצועים מיקרוקול MRM ושימוש הפגינו על שורשי truncatula Medicago ב 22 T

פרוטוקול זה מאפשר אפיון ושימוש במיקרו-כלים להדמיית תהודה מגנטית גבוהה במיוחד. MRI הוא כלי ייחודי ולא פולשני לחקר פיזיולוגיה, חילוף חומרים ומאפייני דיפוזיה של דגימה ביולוגית. באמצעות חוזק שדה מגנטי גבוה microcoils מותאם מדגם של עניין, תמונות של עד רזולוציה הסלולר ניתן להשיג.

בשיטה זו, אנו מתארים שלב אחר שלב כיצד לקבוע את המאפיינים של מיקרו-כלים מסחריים או ביתיים עבור יישומי הדמיה. אנו משתמשים בדגימות ביולוגיות קטנות ממילימטר אחד בקוטר ושדה גבוה במיוחד אנכי נשא ספקטרומטר NMR. באמצעות מיקרו-כלים ביתיים, אנו יכולים להתאים את גודל סליל תדר הרדיו לגודל הדגימה.

במחקר הזה, אנחנו משתמשים בחתיכה קטנה של שורש צמחים. אפשרות זו שימושית מכיוון שרגישות סליל היא פרופורציונלית לקוטר סליל יורד. לכן אנו יכולים להשיג תמונות עם יחס אות לרעש גבוה יותר עבור דגימות קטנות.

בשל הגודל הקטן והטבע השברירי של מיקרו-כלים אלה, חשוב לקבוע כמה פרמטרים בסיסיים כגון למשל, אורך הדופק 90 מעלות וכוח הדופק, מגבלות ההפעלה הבטוחות, ולבסוף לחשב את רגישות סליל באופן שניתן להשוות על פני מערכות NMR שונות. המיקרו-צבע סולנואידי מורכב מחוט מתפתל סביב נימי ושני קיבולים: הכוונון והכובל התואם. קיבול הכוונון נבחר כדי להשיג את התדר המהורהר הרצוי של 950 מגה הרץ, בעוד שהכובול התואם בחר להשיג את שידור האות המרבי.

זה מכשול של 50 אום. הקבול הגדול יותר משתנה כדי לאפשר התאמה עדין יותר. סליל יושב על לוח בסיס אשר קבוע לשקע שונה.

באופן אופציונלי, ניתן להוסיף מאגר לנוזל תואם רגישות כדי להפחית את השפעות הרגישות מחוט סליל. לתוך זכוכית שעון להעביר מיליליטר אחד של perfluorodecalin, או PFD, אשר ישמש כדי להטביע את המדגם. PFD משמש כפי שהוא יכול למלא חללי אוויר בדגימה מבלי להיכנס לתאים ביולוגיים.

זה גם לא ניתן לצפייה על ידי MRI פרוטון. מיד לכסות את PFD עם מכסה צלחת פטרי כדי למנוע אידוי לפני שהוא נחוץ. אם מכינים דגימת ייחוס, השתמשו במקום זאת בתספורת נחושת גופרתית.

לאחר מכן, בזהירות לחלץ מערכת שורש ממצע הצמיחה שלה. שלו קטע קטן באמצעות אזמל. לטיפול בוואקום, מניחים את הדגימה בצינור אפנדורף המכיל פתרון מתקן.

לאחר מכן לאטום את הצינור עם תריס חורי ניקוב כדי לאפשר אוורור. לחשוף את המדגם לטיפול ואקום. ניתן לראות בועות אוויר בורחות מהדגימה.

תוך כדי התבוננות במיקרוסקופ סטריאו להשתמש פינצטה כדי לטביע הן מדגם נימי בתסרון שהוכן בעבר. לאחר מכן הכנס את הדגימה לתוך נימי באמצעות פינצטה בעוד שני נימי לדגום שקוע לחלוטין. השתמש נימי קטן יותר או קצה מחט מזרק כמו מוט דוחף.

צור נייר טישו לנקודה עדין ולהשתמש בו כדי להסיר סביב מילימטר אחד של נוזל משני הקצוות של נימי. נמס, נפח קטן של שעווה נימי באמצעות עט שעווה. יש למרוח שעווה משני הצדדים.

השעווה תהפוך אטומה כאשר היא תתגבש. יש לדאוג להוציא בועות אוויר מן נימי. לאחר מכן, לגרד את שעווה עודף באמצעות אזמל.

הכנס את הדגימה לתוך המיקרו-צבע באמצעות פינצטה, תוך שמירה על המיקרו-צבע יציב. השתמש במוט כדי למרכז את הדגימה בסליל. אם סליל נבדק בפעם הראשונה, השתמש בדגימה התייחסות נחושת סולפט לכיול כוח וקביעת הומוגניות השדה SNR ו- B1.

פרוטוקול זה מוכח על ספקטרומטר טסלה 22.3 מצויד בגשוש הדמיה מיקרו עם סלילים הדרגתיים משולבים, המסוגלים להגיע עד שלוש טסלה למטר. חבר את המיקרו-זליל לבסיס הגשוש תוך שמירה על המיקרו-זקוף. לאחר מכן החלק מעל סליל מעבר הצבע של הציר המשולש.

סובב את חוט הבורג בבסיס הבדיקה כדי לתקן את מעבר הצבע במקומו. הכנס את החללית לתוך המגנט ולעשות את החיבורים הדרושים. ליזום עקומה מתנדנדת ולהתאים כוונון והתאמה לפי הצורך.

מומלץ להתחיל ברוחב ניקוי ספקטרלי גבוה. שים לב כי מצבים תהודה מרובים עשויים להיות נוכחים. ייתכן שיהיה צורך בבדיקות SNR עבור כל מצב כדי לקבוע את מצב תהודה הנכון.

בחר את תצורת סליל הנכון עבור המיקרו-קויל שלך. במקרה שהמגבלות הבטוחות עבור סלילים אינן ידועות, התחל עם 10 מיקרו-שניות בהספק פולס נמוך של 0.6 ואט והגדל באיטיות את אורך הדופק במיקרו-שנייה אחת בכל פעם עד שיופיע אות. הקלט עקומת אגוז עבור סליל חדש כדי להשיג את אורך הדופק והעוצמה הנכונים עבור הדופק של 90 מעלות.

על מנת לעשות זאת לשנות את משך הדופק באופן שיטתי תוך שמירה על כוח הדופק קבוע. במקרה של שדה B1 לא אנושי, ניתן להעריכה את הדופק של 90 מעלות מהאורך שבו מתקבלת עוצמת האות המרבית. השתמש בסולם לוקלייזר עם שדה תצוגה גדול כדי לאתר את מיקום סליל בתוך המגנט.

אם הדגימה נמצאת בדיוק במרכז מערכת מעבר הצבע, סריקת לוקלייזר תראה את הדגימה. אם סליל או המדגם הוא מחוץ למרכז, להתאים את סריקת לוקלייזר. לאחר שנמצא כוח דופק משוער באמצעות עקומת האגוזים, לשנות את כוחות הדופק בהדרגה עבור סדרה של תמונות כדי לבדוק את התמונה ההומוגנית ביותר.

עבור כמה סלילים עם שדה B1 לא אנושי, הדופק נקבע 90 מעלות עשוי להיות overestimated המוביל גפיים בנקודה המתוקה הרצויה של הסליל. שים ידנית את השדה המגנטי בהתבסס על אות ה- FID. בהתאם לכיוון של שימס microcoils עם אוריינטציה שונה עלול לגרום לתיקון חזק יותר של הומוגניות B0.

לאחר מכן, יש לחשב SNR מנורמל של אמצעי אחסון. ראשית, לחשב את עוצמת הקול voxel על ידי הכפלת רזולוציית X ו- Y פעמים עובי הפרוסה. SNR מחושב על ידי חיסור הרעש הממוצע מן האות הממוצע וחלוקתו על ידי סטיית התקן של הרעש מוכפל על ידי נפח voxel.

האות הממוצע נלקח ממרכז התמונה, בעוד אות הרעש מחושב מהטלאים הפינתיים. הפעל רצף הד הדרגתי מרובה כדי לבדוק אם יש בעיות רגישות פוטנציאליות עקב חוט סליל והדגימה עצמה. עבור סלילים שקועים, ההבדל ברגישות בין חוטי הסליל לסביבתם מצטמצם מאוד.

הדמיה ברזולוציה גבוהה אולי הושגה עם ניסויי פלאש תלת מימדיים. ניתן להבדיל בין מספר תכונות בסיס כגון אנדודרמה, קליפת המוח ו- xylem, שקשה לפתור באמצעות סלילים גדולים יותר. רצפים multislice, multiecho עשוי לשמש גם כדי להפחית את ההשפעה של רגישות.

עם זאת, זה בא על העלות של רגישות מופחתת ליחידת זמן. גושי שורש של מדיקאגו truncatula עשוי גם להיות בתמונה באמצעות פרוטוקול זה. רזולוציה איזוטרופית של 31 מיקרומטר הושגה תוך ארבע דקות, בעוד רזולוציה איזוטרופית של 16 מיקרומטר הושגה תוך 33 דקות.

זה מאפשר היבטים פיזיולוגיים שונים של גושים שורש קטן להיחקר בפירוט. להכנת מדגם מוצלח, חשוב לצליל לחלוטין הן מדגם נימי בנוזל. זה מונע היווצרות של בועות אוויר אשר משפיעים לרעה על איכות התמונה.

מכיוון שהדמיית MR אינה הרסנית, אנו יכולים להסיר את הדגימה הביולוגית לאחר סריקת MR ולהשתמש בה למחקר נוסף באמצעות למשל, מיקרוסקופיה אופטית. לאחר צפייה בסרטון זה אתה צריך הבנה בסיסית של אפיון microcoil ותפעול עבור יישומי הדמיה. זה עשוי להיות מיושם על מגוון רחב של דגימה ביולוגית.