Agarose 기반 조직 확산 반사율 분광학에 대 한 광학 환영을 흉내 낸

요약

여기, 우리가 방법을 보여 줍니다 agarose 기반 조직 흉내 낸 광학 환영 만든 방법 그들의 광학 속성 통합 영역을 기존의 광학 시스템을 사용 하 여 결정 됩니다.

초록

이 프로토콜 agarose 기반 조직 흉내 낸 유령 개체를 확인 하는 방법을 설명 하 고 통합 영역을 기존의 광학 시스템을 사용 하 여 그들의 광학 속성을 확인 하는 방법을 보여 줍니다. 확산 반사율과 총 투과율 스펙트럼의 인수는 광대역 백색 광원, 라이트 가이드, achromatic 렌즈, 통합 영역, 샘플 홀더, 광 조사, 건설에 대 한 측정 시스템 및 멀티 채널 분석기입니다. 두 개의 직사각형 아크릴 조각 및 U 자 모양 아크릴 조각으로 구성 된 아크릴 형 전체 혈액 상피 팬텀과 피부 팬텀을 만들려고 생성 됩니다. 피부 팬텀에 나트륨 dithionite (나₂S₂O₄) 솔루션의 응용 프로그램 deoxygenate 피부 팬텀에 배포 적혈구에서 헤모글로빈에 연구원을 수 있습니다. 흡수 계수 스펙트럼 µ_a(λ) 결정 하 역 확산 반사율 및 총 투과율 스펙트럼 분석기와 통합 영역에 의해 측정 몬테카를로 시뮬레이션 수행 및 산란 계수 스펙트럼 µ_s감소 ' (λ) 각 레이어의 팬텀. 인간의 피부 조직의 확산 반사율을 흉내 낸 2 층 팬텀도 늘어나고 피부 팬텀 상피 팬텀으로 시연 했다.

서론

광학 환영은 개체 생물 학적 조직의 광학 속성을 흉내 낸 하 고 생물 의학 광학 분야에서 널리 사용 되었습니다. 그들은 살아있는 인간과 동물 조직의 산란 및 흡수 계수 등의 광학 속성을 일치 되도록 설계 되었습니다. 광학 환영은 일반적으로 다음과 같은 목적을 위해 사용 됩니다: 생물학 조직, 새로 개발된 된 광 시스템 디자인, 품질 및 성능 비교 기존 시스템의 성능 평가 보정 빛 전송 시뮬레이션 사이 시스템, 및 광학 속성^1,2,3,,45척도를 광학 방법의 능력을 확인 합니다. 따라서, 쉽게--get 물질, 간단한 제조 공정, 높은 재현성 및 광 안정성은 광학 환영을 만드는 필요 합니다.

다양 한 형태의 수성 현 탁 액⁶, 젤라틴 등 서로 다른 기본 재료로 광학 환영 젤⁷, agarose 젤^8,,

프로토콜

1. 기존의 확산 총 투과율 및 반사율 분 광 시스템의 건설

참고: 확산 반사율 및 광대역 백색 광원, 라이트 가이드, achromatic 렌즈, 통합 영역, 샘플 홀더, 광섬유, 그리고 멀티 채널 분석기를 사용 하 여 총 투과율 스펙트럼에 대 한 측정 시스템을 구성 합니다. 라이트 트랩의 역할 반사율 스펙트럼에서 반사 반사 구성 요소를 제거 하는 것입니다. 장착 플레이트와 사 개 포트에 대 한 샘플을 보유 하 고 스프링 클램프 어셈블리 통합 분야의 샘플 홀더에 의하여 이루어져 있다. 사 개 및 스프링 클램프 어셈블리 샘플 홀더에서 제거 되 고 발포 폴리스 티 렌의 손으로 만든 입방 받침대 대신 장착 플레이트에 연결. 그림 1a 와 1b, 광학 부품의 레이아웃 수 참조할 확산 반사율 측정 및 총 투과율 측정에 대 한 건축 절차에 대 한 각각.

1. 분석기 및 제공 하는 범용 직렬 버스 (USB) 케이블을 사용 하 여 개인용 컴퓨터를 연결 합니다.
2. 통합 영역의 검출기 포트에 포트 어댑터를 연결 합니다. 분석기 및 광섬유를 사용 하 여 통합 구 포트 어댑터를 연결 합니다. 150 W 할로겐 램프 광원 및 조명 가이드 연결.
....

결과

그림 3 감소 산란 계수와 상피 팬텀과 팬텀은 피부에 대 한 흡수 계수의 대표 예상된 스펙트럼을 보여준다. 그림 3 에 표시 된 결과 반사율과 투과율 스펙트럼의 10 측정의 평균입니다. 감소 된 산란 계수 μ_s' 는 광범위 한 분산 스펙트럼, 짧은 파장에서 더 높은 크기를 전시. 스펙트럼 기능 부드러운 조직의 일반적인 분산 스펙트럼에 해당합니다. 흡수 계수 μ_는 상피 팬텀 자연 붕괴의 파장으로 기 하 급수적으로 증가, 비슷한 멜 라 닌의 흡수 스펙트럼. 표 피 유령 계층의 흡수 계수 스펙트럼과 멜 라 닌⁴¹ 의 지 수 함수로 의해 적합 했다:

토론

이 프로토콜의 가장 중요 한 단계는 기본 재료의 온도 조절입니다. 58에서 60 ° c.에 배열 했다 기본 자료를 유지 하기 위해 온도 온도 70 ° C 이상, 지질 에멀젼과 전체 혈액의 변성 발생 합니다. 결과적으로, 팬텀의 광학 특성 저하 됩니다. 온도가 40 ° C 보다는 더 적은 인 경우에, 기본 재료 ununiformly gelled 것입니다 그리고, 따라서, 빛 산란 및 흡수 에이전트 배포 될 것입니다 heterogeneously 팬텀에. 기본 재료는 60 ° C에서 보관, 주사기와 suctioning 온도 낮춘 다. 혈액 솔루션에 추가 될 때 기본 물자의 온도 50 ° C에 낮춘 다.

이 문서에서 설명 하는 광학 환영입니다 일반적으로 더 이상 하루에 제한 된 짧은 유용한 수명에서 고통. 밀봉된 한 콘테이너에서 기본 물자와 팬텀을 캡슐화 하거나 방부 제를 사용 하 여 유용한 수명은 확장할 수 있습니다. 팬텀 1 m m 두께 표 피 레이어 인간의 표 피 두께 보다 큰 크.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
150-W 할로겐 램프 광원	Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan	LA-150SAE
라이트 가이드	Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan	LGC1-5L1000
Integrating Sphere	Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA	RT-060-SF
포트 어댑터	Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA	PA-050-SMA-SF
라이트 트랩	Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA	LTRP-100-C
Spectralon white standard with 99% diffuse reflectance	Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA	SRS-99-020
Optical fiber	Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA	P400-2-VIS-NIR
Miniature fiber optic spectrometer	Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA
무채색 렌즈	Chuo Precision Industrial Co., Ltd, Tokyo, Japan	ACL-50-75M
Intralipid	Fresenius Kabi AB, 웁살라, 스웨덴	Intralipid 10%
Coffee (Blendy Mocha Blend Regular Coffee)	Ajinomoto AGF, Inc. Tokyo, Japan	사용할 수 없음
전혈	Nippon Bio-Test Laboratories Inc. 일본 사이타마현	0103-2
Agarose	Nippon Genetics Co., Ltd, Tokyo, Japan	NE-AG02
쿠킹 히터	TOSHIBA CORPORATION 일본 도쿄	HP-103K

USB2000