Name: 인광의 산소에 의존 담금질을 바탕으로 대뇌 혈액 산소 측정 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-05-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 58 s
Description: 배우세요 쥐와 생쥐의 대뇌 미세혈관 산소장력 측정 방법을 인광 산소 의존 담금질 기법으로. 이 기술은 뇌 산소 공급과 소비 연구에 활용됩니다.

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우리는 건강 보조금 R01NS057476, P50NS010828, P01NS055104, R01EB000790, K99NS0670​​50, R01HL081273 및 R01EB007279와 미국 심장 협회 부여 0855772D 미국 국립 연구소의 지원을 인정하고 싶습니다.

1. 쥐 대뇌 피질의 vasculature에 pO2의보기 영상의 다양한 분야 <ol><li> 쥐 (250g -350 g)는 isoflurane과 함께 처음 anesthetized되며, 대퇴 동맥과 정맥은 심장 박동, 혈압 및 혈액 가스뿐만 아니라 정맥 주입을위한을 모니터 catheterized 있습니다. 체온은 ± 0.1 ° C.는 37 유지 기관 절개술이 수행되며, 쥐가 공기와 산소의 혼합물로 통풍이 있습니다. </li><li> 혈액 가스를 측정하기위한 혈액 샘플마다 30-45 분 촬영하고 환기와 마취는 정상적인 생리적 범위 내에서 혈액 가스를 유지하기 위해 조정됩니다. </li><li> 크기 정수리 뼈 4mm X 4mm의 휴일 두개골 창이 이미징을위한 준비가되어 있습니다. 뼈 및 두라 제거하고 두개골 창이 1.5 % 아가로 오스 가득한과 현미경 coverslip로 밀봉합니다. 이마 뼈에 추가 1mm이 버 구멍 KCl (~ 10 μl, 1 M)의 intracortical microinjection하여 CSD를 유도하는 데 사용됩니다. 익스 트림 치료는 대뇌 피질의 vasculature의 손상을 방지하기 위해 이동해야합니다. 초과 열, 기계적 압력, 또는 hypoxia의 짧은 기간은 중간 우주에 vasculature의 혈액 뇌 장벽과 염료의 원인 누설을 손상 수 있습니다. </li><li> 광학 불투명 소재의 마스크는 두개골 창의 주위에 배치됩니다. 마스크의 목적은 두라 사항의 가장자리에서 조직으로 유출 염색에서오고있다 인광 신호를 흡수하는 것입니다. 중간 공간에 염료는 측정을 망쳐놓 수있는 매우 밝은 인광의 원천입니다. 중간 공간에 색소의 증가 밝기가 낮은 산소 압력과 낮은 담금질 속도와 환경에서 염료의 구축의 결과입니다. 실험에 vasculature의 손상을 따라서 쉽게 실험 데이터가 거부되는 경우에는 밝고 인광 명소의 외관에 의해 인식됩니다. </li><li> 수술 완료 후 isoflurane이 중단되고 마취는 alphachloralose (50 MG / kg 정맥 볼러스 40 MG / (kg H) 주입에 의해 다음)으로 전환됩니다. </li><li> 동물은 환풍기, 혈압 및 온도 모니터 카트 전송됩니다. 실내 공기를 호흡​​하는 동안 동물은 빠르게 이미지 설정으로 이동 및 공기와 산소의 적절한 혼합으로 유량계에 reattached입니다. </li><li> 동물을 보유하고 stereotaxic 프레임은 목적에 따라 배치됩니다. 두개골 창이 목표 아래보기의 분야에서 중심과 초점 평면에 평행하게 위치합니다. </li><li> 펄스 레이저가 켜져 있는지 그리고 최소한의 펄스 에너지로 설정됩니다. 광학 빔은 10 개 이상의 MJ / cm 2이되고 조정됩니다 펄스 에너지 미터 및 샘플 전달 펄스 에너지쪽으로 이동합니다. ~ 60도 및 레이저 ISS의 경사 입사 각도와 두개골 창을 중심으로 빔 ISS가 비활성화. </li><li> 동물의 생리적 매개 변수가 정상적인 생리적 범위가 될 때까지 혈액 가스 측정 및 환기 및 마취의 조정이 수행됩니다. </li><li> 그 혈액 볼륨을 가정하면 인광 프로브 Oxyphor의 R3의 적절한 금액은 프로브 4 × 10 -5 M 혈액 농도를 달성하기위한 생리 1 ML에 용해되어 체중의 약 7 %입니다. 프로브 솔루션은 대퇴 정맥을 통해 주입합니다. </li><li> 염화칼륨 1 M 솔루션은 준비하고 ~ 1 UL은 CSD를 유도하기 위해 이마 뼈에 버 구멍 주사기로 주입됩니다. </li><li> 레이저가 켜져 및 이미징 즉시 KCl 용액의 주입 후에 시작됩니다. 인광의 이미징은 ~ 10 분 동안 수행됩니다. </li><li> 또 혈액 가스 측정 동물 생리학 매개 변수가 정상 범위 내에 아직도 확인이 수행됩니다. </li><li> 인광 수명은 Matlab의 통계 가중치와 비선형 평방 피팅을 사용하여 하나의 지수 부패를 피팅하여 모든 픽셀에 대해 얻을 수 있습니다. 인광 수명은 경험적 스턴 볼머 같은 관계 (보라 인프라)를 사용하여 pO2 값으로 변환됩니다. </li></ol> 2. 고해상도 두 광자 마우스의 대뇌 피질 마이크로 vasculature에 pO2 이미징 <ol><li> isofluorene과 대퇴 동맥은 심장 박동, 혈압 및 혈액 가스뿐만 아니라 염료의 관리를위한로 모니터 catheterized이다와 마우스는 anesthetized 있습니다. 체온이 37 유지 ± 0.1 ° C와 동물들이 자발적으로 공기와 산소의 혼합물을 호흡하고 있습니다. </li><li> 두개골 창이 원래 데이비드 Kleinfeld 및 Winfried Denk 개발한 기술에 따라 준비가되어 있습니다. 좋은주의 중간 공간으로 염색 가능한 누출을 방지하기 위해 vasculature의 손상을 방지하기 위해 이동해야합니다. </li><li> 혈액 가스를 측정하기위한 몇 가지 혈액 샘플은 모든 준비 절차 동안 촬영하고 환기 및 마취가 혈액 가스를 유지하기 위해 조정됩니다정상적인 생리적 범위 말이지. </li><li> 동물은 이미지 설정으로 이동됩니다. 동물을 보유하고 수정 stereotaxic 프레임은 목적에 따라 배치됩니다. 두개골 창이 올림푸스 4X 목표 아래보기의 분야에서 중심과 초점 평면에 평행하게 위치합니다. </li><li> 두개골 윈도우의 이미지가 eyepieces를 통해 디지털 카메라로 촬영한이며, 4X 목적은 올림푸스 20X 목표 (NA는 = 0.95)로 대체됩니다. </li><li> 동물의 생리적 매개 변수가 정상적인 생리적 범위까지 혈액 가스 측정 및 환기 및 마취의 조정이 수행됩니다. </li><li> 그 혈액 볼륨을 가정하면 체중의 약 7 %, 인광 프로브 PTP - C343의 적절한 금액 탐사선 ~ 15 μm의 혈액 농도를 달성하기 위해 호수의 0.2 ML에 녹아입니다. 프로브 솔루션은 대퇴 동맥을 통해 주입합니다. </li><li> 각 픽셀에 염료 여기 및 방출 수집 원하는 시간 간격을 설정하여 실험을 시작합니다. </li><li> 현재 깊이에서 vasculature 구조를 표시 인광 강도 부패의 속도가 느린 2 차원 래스터 스캔하는 조사 검사를 수집. 목적은 두개골 창에 수직 이동 (Z 축)과 인광 강도의 느린 2D 조사 스캔은 이미지 비행기에서 microvessels를 찾을 수 840 nm의에서 최소한의 레이저 파워를 사용하여 촬영하고 있습니다. </li><li> 그 깊이에 인광의 조사 검사를 기반으로 각각의 이미지 깊이에서, vasculature 이내에 포인트의 집합이 선택되며, 각각의 시점에서 인광 자연 붕괴의 기록은 평균의 미리 정의된 번호를 반복됩니다. </li><li> 원하는 평균 금액, 측정 간격, 그리고 실험 기간을 설정하고 측정을 시작합니다. PO 2 측정은 실험 기간 동안 지정된 측정 간격 선택한 위치에서 찾았습니다. </li><li> 측정하는 동안, 소프트웨어는 검류계 검사 거울의 위치를​​ 변경하여 선택한 위치에 여기 레이저를 다시 연결해줍니다. 검류계 스캐너, 전자 광학 변조기 및 기타 모든 장비의 제어는 LabView에서 맞춤 제작한 소프트웨어에 의해 수행됩니다. </li><li> 인광 수명은 Matlab의 비선형 평방 피팅을 사용하여 하나의 지수 부패를 피팅하여 선택한 모든 지점에 대해 얻을 수 있습니다. 인광 수명은 경험적 스턴 볼머 같은 관계 (보라 인프라)를 사용하여 pO2 값으로 변환됩니다. </li><li> 다양한 피질 깊이에서 데이터를 수집 후, 영상 microvasculature 구조 vasculature에 dextran - 복합 플루오레신 염료를 주입. </li><li> 4 채널 검출기에 녹색 채널을 사용하는 FITC 형광 반응의 두 광자 이미징을 수행하여 vasculature의 구조 이미지의 스택을 얻습니다. </li><li> 동물 실험 연구 애니멀 케어에 매사 추세츠 종합 병원 분과에 의해 명시된 지침과 규정에 따라 수행되었다. </li></ol> 3. 대표 결과 : <img src="/files/ftp_upload/1694/1694fig1.jpg" alt="그림 1"> 이 그림의 왼쪽에있는 그림 1. 패널 (A)는 CSD 파의 도착 전에 산소 압력보기 이미지의 다양한 필드를 표시합니다. 오른쪽에있는 패널 (B)는 패널에 표시된 관심있는 지역 내의 CSD 전파 동안 평균 산소 압력의 시간적 진화 (A)를 보여줍니다. 그림 2 (AVI 동영상) :이 영화는 CSD 파의 전파하는 동안 전체 두개골 윈도우의 산소 압력의 시간적 변화를 보여줍니다. 스케일 바 수은 밀리미터 산소 압력을 나타냅니다. <img src="/files/ftp_upload/1694/1694fig3.jpg" alt="그림 3"> 그림 3. 몇 군데 vasculature 스택의 3D 투영. 회색의 음영은 판매량 선박 마스크를 나타내는 구조 이미지를 기반으로 만들었습니다. 측정 PO 2 값을 색으로 표시됩니다. 스케일 바는 200 micrometers입니다. 자연 출판 그룹의 허가 Reprinted 7.

<ol><li>Kleinfeld, D., Friedman, B., Lyden, P. D., Shih, A. Y. Targeted occlusion to surface and deep vessels in neocortex via linear and nonlinear optical absorption, Animal Models of Acute Neurological Injuries. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKleinfeld%2C+D+%22Contemporary+Neuroscience+Series%22">Contemporary Neuroscience Series</a>. Chen, J., Xu, Z., Xu, X., Zhang, J. , Humana Press Inc. (2007).</li>
<li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Craniotomy+Surgery+Procedure+for+Chronic+Brain+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">A Craniotomy Surgery Procedure for Chronic Brain Imaging.</a> J Vis Exp. , (2008).</li>
<li>Lebedev, A. Y., Cheprakov, A. V., Sakadzic, S., Boas, D. A., Wilson, D. F., Vinogradov, S. A., A, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+Phosphorescent+Probes+for+Oxygen+Imaging+in+Biological+Systems%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Dendritic Phosphorescent Probes for Oxygen Imaging in Biological Systems.</a> Applied Materials & Interfaces. , (2009).</li>
<li>Finikova, O. S., Lebedev, A. Y., Aprelev, A., Troxler, T., Gao, F., Garnacho, C., Muro, S., Hochstrasser, R. M., Vinogradov, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+microscopy+by+two-photon-excited+phosphorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Chemphyschem%22%5BJournal%5D)">Oxygen microscopy by two-photon-excited phosphorescence.</a> Chemphyschem. 9, 1673-1679 (2008).</li>
<li>Sakadžić, S., Yuan, S., Dilekoz, E., Ruvinskaya, S., Vinogradov, S. A., Ayata, C., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+imaging+of+cerebral+partial+pressure+of+oxygen+and+blood+flow+during+functional+activation+and+cortical+spreading+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Opt%22%5BJournal%5D)">Simultaneous imaging of cerebral partial pressure of oxygen and blood flow during functional activation and cortical spreading depression.</a> Appl Opt. 48, D169-D177 (2009).</li>
<li>Yaseen, M. A., Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Wu, W., Ruvinskaya, S., Vinogradov, S. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+monitoring+of+oxygen+tension+in+cortical+microvessels+with+confocal+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Optical monitoring of oxygen tension in cortical microvessels with confocal microscopy.</a> Opt Express. 17, 22341-22350 (2009).</li>
<li>Sakadzic, S., Roussakis, E., Yaseen, M. A., Mandeville, E. T., Srinivasan, V. J., Arai, K., Ruvinskaya, S., Devor, A., Lo, E. H., Vinogradov, S. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+high-resolution+measurement+of+partial+pressure+of+oxygen+in+cerebral+vasculature+and+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Two-photon high-resolution measurement of partial pressure of oxygen in cerebral vasculature and tissue.</a> Nat Methods. 7, 755-759 (2010).</li>
</ol>

우리는 인광의 산소에 의존 담금질에 따라 대뇌 피질의 microvasculature의 pO​​2 측정의 두 어플 리케이션을 시연했다. CCD 이미징에 따라 첫 번째 방법은 2 광자 현미경을 기반으로 대뇌 피질의 microvasculature에서 산소의 부분 압력을 측정, pO2의 전망 모니터링의 다양한 분야를 제공하고 있지만 모세 해상도를 제공하고 깊이 이미징 수 있습니다. 두 가지 방법은 높은 속도와 높은 신호 대 잡음 측정을 제공합니다. 또한, pO2의 인광 수명 측정은 일반적으로 강도에 따라 대비 메커니즘을 가지고 다른 광학 이미징 기술에 대한 우려는 실험 기간 동안 조직의 광학 매개 변수의 변화에​​ 크게 구분하지 않습니다. 제시 악기 양적 산소의 동적 전달의 분석 및 정상과 질병 두뇌에 neurovascular 커플링의 더 나은 이해로 이어질 것입니다 뇌 조직 신진 대사를 허용

<table><tbody><tr><td>Glycopyrrolate</td><td>시약</td><td>American Regent Inc.</td><td>NDC 0517-4605-25</td><td>인두, 기관 및 기관지 분비물을 조절하는 데 사용됨.</td></tr><tr><td>Lidocaine HCL</td><td>시약</td><td>Hospira Inc.</td><td>NDC 0409-4277-01</td><td>수술 중 국소 마취제로 사용됨.</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>시약</td><td>Baxter Internationl Inc.</td><td>NDC 10019-360-40</td><td>수술 중 일반 흡입 마취제로 사용되며, 마우스 실험 시 전신 마취제로 사용됨.</td></tr><tr><td>Alpha Chloralose</td><td>시약</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C0128</td><td>래트 실험 시 전신 마취제로 사용됨.</td></tr><tr><td>Fluorescein isothio-cyanate&amp;#8211;dextran</td><td>시약</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>FD2000S</td><td>혈액 내 농도를 ~ 500 nM로 형성하기 위해 투여됨.</td></tr></tbody></table>

인광의 산소에 의존 담금질을 바탕으로 대뇌 혈액 산소 측정

Cerebral Blood Oxygenation Measurement Based on Oxygen-dependent Quenching of Phosphorescence

대뇌 혈액과 조직 산소의 spatiotemporal 특성의 모니터링은 신경 신진 대사 - 혈관 관계의 이해를 위해 매우 중요합니다. 높은 공간 및 / 또는 시간적 해상도로보기 큰 분야의 pO2 동시에 모니터링 새로운 pO2 측정 modalities의 개발은 정상적인 두뇌의 기능에 더 큰 통찰력을 사용하고 같은 neurovascular 질병의 진단과 치료에 상당한 영향을 미칠 것이다 또한 뇌졸중, 알츠하이머 병, 그리고 머리 부상. 광학 이미징 modalities는 광 스펙트럼의 가시 성과 가까운 적외선 범위에서 헤모글로빈의 흡수를 기반으로 높은 해상도와 spatiotemporal pO2의 양적 이미징을 제공하기 위해 큰 잠재력을 보여주었다. 그러나 대뇌 혈액 산소의 multispectral 측정 높은 산란 뇌 조직을 통해 광자 마이 그 레이션에 의존합니다. 견적 및 실험 도중 역동적인 변화를 받아야 수 조직 광학 매개 변수의 모델링은 일반적으로 혈액 산소의 정확한 추정이 필요합니다. 한편, 인광의 산소에 의존 담금질에 따라 산소의 부분 압력 (pO2)의 평가는 크게 조직의 광학 매개 변수의 변화에​​ 의해 영향을 pO2의 절대 측정을 제공해서는 안됩니다. 산소에 민감한 염료를 사용하는 실험 시스템은 물론 생리 pO2 범위에서 정확한 산소 이미징 수있는 강력한 기술입니다 인광 담금질을 보여주는, 조직 문화의 산소 내용을 모니터링으로 perfused 조직의 생체내 연구에서 입증되었습니다. 여기 우리는 어떻게 인광 수명 이미징에 따라 대뇌 피질의 vasculature에 pO2 측정을 수행하는 두 개의 서로 다른 이미징 modalities과 함께 보여줍니다. 첫번째 예제에서 우리는 암흑의 대뇌 피질의 표면에 pO2의보기 영상의 다양한 분야를 제시한다. 이 영상 양상은 CCD 카메라와 레이저 펄스 녹색을 바탕으로 상대적으로 간단한 실험 설정을했습니다. Oxyphor의 R3의 염료 인광 수명에 따라 대뇌 피질의 확산 우울증을 모니터링의 예를 제시했다. 두번째 예제에서 우리는 고해상도 두 광자 마우스의 대뇌 피질 마이크로 vasculature에 pO2 이미징을 제시한다. 실험 설치 femtosecond 레이저, 전자 광학 변조기 및 광자 - 계산 사진 배율 튜브와 사용자 지정 구축 2 광자 현미경을 포함합니다. 우리는 향상된와 PTP - C343 염료 소설 2 광자 여기 크로스 섹션을 사용하여 영상의 예를 들어 모세 혈관을 포함하여 대뇌 피질의 microvasculature에 pO2 이질을 제시. 관련 기사 보려면 여기를 클릭하십시오 <a href="http://www.jove.com/Details.php?ID=1731">생물 학적 시스템에서 산소 이미징에 대한 인광을 발하는 나노 프로브의 합성 및 교정합니다.</a>

우리는 인광의 산소에 의존 담금질에 따라 대뇌 vasculature에서 산소의 부분 압력 (pO2)을 측정하는 실험 절차를 제시한다. 동물 준비 및 이미징 절차 쥐의 pO2 볼 때 CCD 기반 영상의 넓은 분야와 생쥐의 pO2의 2 광자 여기 기반 이미징 모두에게 설명했다.

뇌 혈류 및 조직 산소포화도의 시공간적 특성을 모니터링하는 것은 ...에 대한 더 나은 이해를 위해 매우 중요합니다.

안녕하세요, 저는 Massachusetts General Hospital의 Martino Center for Biomedical Imaging 내 David Bo의 Photo Migration Imaging Laboratory 소속 Sava Saje입니다. 그리고 저는 David Bo 연구실의 boss입니다. 저 또한 같은 연구실 소속입니다. 오늘은 인광의 산소 의존적 소광(oxygen dependent quenching of phosphorescence)을 기반으로 소형 설치류의 피질 미세혈관 내 산소 분압을 측정하는 두 가지 절차를 보여드리겠습니다.저희 연구실에서는 정상 및 병리적 뇌 상태에서의 산소 전달과 소비를 연구하기 위해 이러한 기술들을 사용합니다. 그럼 시작하겠습니다. 먼저, 검정색 절연 테이프로 만든 광흡수 마스크로 둘러싸인 커버슬립 글라스를 여러 장 준비하십시오.마스크의 개구부 직경은 약 3.5 millimeters여야 합니다. 이 커버슬립은 두개창을 밀봉하는 데 사용되며, 흡수 마스크는 두개창 가장자리에서 누출된 염료로 인한 인광 신호를 차단합니다. 이제 두정골 위에 밀봉된 두개창을 준비하십시오.준비 과정에 대한 자세한 내용은 본 논문에 인용된 Kleinfeld et al 및 Masini etal의 논문에서 확인할 수 있습니다. 이 준비 과정에서는 경막(Dura matter)을 제거합니다. 마스크가 두개창의 모든 가장자리를 덮고 있는지 확인하십시오.이제 치과용 드릴을 사용하여 전두골에 1 mm 크기의 버 홀(bur hole)을 추가로 뚫습니다. 이 구멍은 나중에 피질 확산성 억제(cortical spreading depression)를 유도하는 데 사용됩니다. 모든 단계에서 피질 혈관이 손상되지 않도록 주의하십시오.이미징 설정은 532 nanometers의 파장과 10 hertz의 주파수를 갖는 Quantel Brilliant 펄스 Nd:YAG 레이저로 구성되며, 펄스 에너지의 일부가 멀티모드 광섬유로 결합되어 샘플로 전달됩니다. 각 펄스의 에너지는 포토다이오드로 샘플링됩니다. 이미저는 CCD 카메라를 사용합니다.law vision 사의 QE가 수직 Z 스테이지에 장착되어 있습니다. 작동 거리가 29 millimeter인 Olympus 4X 대물렌즈를 사용합니다. 650 nanometer 차단 파장을 가진 하이패스 필터와 초점 거리가 100 millimeter인 튜브 렌즈가 동물이 위치한 상태에서 카메라 앞에 장착됩니다.대물렌즈의 위치를 조정합니다. 이제 레이저를 최소 펄스 에너지로 설정하고 전원을 켭니다. 광학 펄스 에너지 미터로 빔 에너지를 측정하고, Q 스위치를 조정합니다.시료에 전달되는 펄스 에너지가 10 millijoules per centimeter squared를 초과하지 않도록 지연 시간을 설정하십시오. 다음으로, 동물의 모든 생리학적 파라미터가 정상 생리학적 범위 내에 있는지 확인하십시오. 그런 다음, 적정 중량의 산소 민감성 인광 프로브를 용해하십시오.Libi Dev 등이 개발한 Oxy four R three를 생리식염수 1 mL에 녹여 혈중 농도 40 µM이 되도록 준비합니다. 이 용액을 대퇴정맥에 천천히 주입합니다. 이제 전두골의 천공을 통해 1 M potassium chloride 용액 약 1 µL를 주입하여 피질 확산성 억제(cortical spreading depression)를 유도하고 데이터 수집 소프트웨어를 실행합니다.인광 이미징은 약 10분 동안 진행해야 합니다. 실험 중에 인광 이미지는 화면에 실시간으로 표시됩니다. 이미징 후, 동물의 혈액 가스가 여전히 정상적인 생리학적 범위 내에 있는지 확인하기 위해 혈액 샘플을 다시 채취하십시오.피질 확산성 억제(cortical spreading depression) 동안 PO O2의 광시야 CCD 이미징을 통해 얻은 몇 가지 대표적인 결과입니다. 이 그림의 왼쪽은 CSD 파동이 도달하기 전 산소 분압의 광시야 이미지를 보여줍니다. 오른쪽은 왼쪽에 표시된 관심 영역 내에서 CSD 전파 동안 평균 산소 분압의 시간적 변화를 나타냅니다.이 영상은 전체 두개창 내 산소 분압의 시간적 변화를 보여줍니다. CSD 파동이 전파되는 동안, 스케일 바는 마우스의 산소 분압 및 피질 미세혈관의 이광자 이미징을 위한 수은 밀리미터(mmHg) 단위의 산소 분압을 나타냅니다. 기사 번호 680의 Jo에 설명된 대로 두개창을 준비하고 대퇴동맥에 캐뉼라를 삽입하십시오.이미징을 위해 Olympus 20 x 적외선 코팅 수침 대물렌즈를 사용하며, Kova 등이 개발한 산소 민감성 인광 프로브인 PTPC 3 43을 적정량 정밀하게 측정하여 0.2 mils의 식염수에 용해시킨 후 2 µm 필터로 여과합니다. 동물의 생리적 지표가 정상 범위 내에 있는지 확인한 후, PTP C3 43 용액을 대퇴동맥에 매우 천천히 주입합니다. 실험 장치의 주요 구성 요소는 840 nm로 설정된 펨토초 레이저, 전기 광학 변조기, 갈바노미터 스캐너, Olympus 스캔 및 튜브 렌즈, 그리고 PMT가 장착된 4채널 검출기입니다.하나의 검출 채널에는 PMT와 판별기가 모두 포함되어 있습니다. 광자 수는 고속 디지털 보드를 통해 수집됩니다. 실험의 모든 과정은 LabVIEW 및 C로 작성된 소프트웨어에 의해 제어됩니다.염료 들뜸(excitation) 및 방출 수집을 위한 원하는 시간 간격을 설정하여 실험을 시작합니다. 각 픽셀에서 먼저 설베이 스캔(survey scan)을 수행하는데, 이는 현재 깊이에서의 혈관 구조를 보여주는 인광 강도 감쇠의 느린 2차원 래스터 스캔입니다. 설베이 스캔 이미지를 사용하여 PO₂를 측정할 혈관 내 위치를 선택합니다. 측정 중에 소프트웨어는 검류계 스캐닝 미러(galvanometer scanning mirrors)의 위치를 변경하여 들뜸 레이저를 선택한 위치로 리다이렉트합니다.원하는 평균 측정 간격과 실험 시간을 설정하고 측정을 시작합니다. 설정된 측정 간격에 따라 실험 시간 동안 선택한 위치에서 두 번의 PO 측정이 수행됩니다. 다양한 피질 깊이에서 데이터를 수집한 후, 이미징을 위해 덱스트린 결합 형광 염료를 혈관에 주입합니다.미세혈관 구조. 4채널 검출기의 녹색 채널을 사용하여 fit c 형광의 이광자 이미징을 수행함으로써 혈관의 구조적 이미지 스택을 얻습니다. 여기에서는 이미징된 미세혈관 스택의 3D 투영 이미지를 제시합니다.회색 음영은 구조 영상을 기반으로 생성된 체적 혈관 마스크를 나타냅니다. 측정된 두 가지 PO 값은 색상으로 구분하여 표시하였습니다. 스케일 바는 200 micrometers입니다.지금까지 소형 설치류의 피질 미세혈관 내 산소 분압을 측정하기 위해 인광체의 산소 의존적 소광(quenching)을 이용한 두 가지 실험 절차를 살펴보았습니다. 이 절차를 수행할 때는 뇌 수술을 매우 정밀하고 깨끗하게 진행하는 것이 중요하며, 레이저 작동 시에는 반드시 보안경을 착용해야 합니다. 이것으로 모든 설명을 마치겠습니다.시청해주셔서 감사하며, 귀하의 실험에 좋은 결과가 있기를 바랍니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

우리는 인광 담금질 및 생물 학적 시스템에서 산소 이미징을위한 포르피린 기반 돌기 nanosensors의 검토 설계에 의해 산소 측정의 원칙을 제시.

생물 학적 시스템에서 산소 이미징에 대한 인광을 발하는 나노 프로브의 합성 및 교정

여기에 직접 마우스 피질의 microregional 조직 hypoxia을 시각화하는 방법을...

내생 NADH 형광의 2 광자 이미징에 의한 마우스 대뇌 피질의 Microregional Hypoxia의 탐지

우리는 산소 신진 대사의 색인을 예측할 수 뇌성 혈액 흐름 지수의 확산 상관 분광법 대책과 뇌성 헤모글로빈 산소의 주파수 영역에 가까운 적외선 분광 조치를 결합. 우리는 신생아 뇌의 건강과 발전을 평가하기 위해 침대 옆 심사 도구로이 법안의 유틸리티를 테스트.

유아의 뇌 신진 대사와 혈류 역학의 비 침습적 광학 측정

인간 저산소증 시뮬레이션 보통 저산소 가스 혼합물을 흡입에 의해 수행되었다. 이 연구를 위해, apneic 다이버는 인간의 동적 저산소증을 시뮬레이션하는 데 사용되었다. 또한, 불포화 재 포화 반응 속도의 생리적 변화는 이러한 근 적외선 분광법 (NIRS) 및 말초 산소 포화도 (SPO 2)와 같은 비 침습적 도구를 사용하여 평가 하였다.

A 모델은 인간의 임상 관련 저산소증을 시뮬레이션하기

여기, 우리는 산소가 없는 조건에서 나노초 밀리초 날짜 표시줄에 시간 해결 photoluminescence 분광학에 의하여 유기 분자의 분 광 특성의 방법 제시. 또한 효율적으로 샘플에서 산소를 제거 하 고, 따라서, 발광 냉각 제한 하는 방법은 설명 합니다.

시간 해결 Photophysical 특성화 Triplet 수확 유기 화합물은 산소가 없는 환경을 사용 하 여는 iCCD 카메라

2DO2 분포를 광학 센서 포일로 매핑하기 위한 새로운 주파수 영역 발광 수명 카메라의 사용에 대해 설명합니다. 카메라 시스템 및 이미지 분석 절차는 수생 식물의 뿌리 구에서O2 미세 환경을 시각화하기위한 센서 포일의 준비, 교정 및 적용과 함께 설명됩니다.

주파수 도메인 기반 카메라 시스템을 갖춘 O2의 발광 평생 이미징

이 프로토콜은 맞춤형 확산 상관 분광법 계측기를 사용하여 인간 전두엽 피질에서 휴식 상태 기능 연결을 측정하는 방법을 보여줍니다. 이 보고서는 또한 실험의 실질적인 측면과 데이터 분석을 위한 자세한 단계에 대해서도 논의합니다.

광학 확산 상관 분광법을 사용하여 인간의 뇌의 대뇌 혈류 기반 휴식 상태 기능 적 연결

여기에 제시된 것은 확산 광학을 사용하여 실시간으로 그리고 침대 옆에서 신경위독한 환자의 뇌 혈역학을 비침습적으로 모니터링하기 위한 프로토콜입니다. 특히, 제안된 프로토콜은 하이브리드 확산 광학 시스템을 사용하여 대뇌 산소화, 대뇌 혈류 및 대뇌 대사에 대한 실시간 정보를 감지하고 표시합니다.

확산 광학 분광법을 이용한 신경중증 환자의 실시간 모니터링

이 프로토콜은 표준 형광 현미경 상에서 그들의 산소화 및 세포 사멸에 대한 다중 파라메트릭 분석을 사용하여 바이오프린팅을 위한 고처리량 스페로이드 생성을 기술한다. 이러한 접근법은 구상체 생존력을 제어하고 표준화를 수행하기 위해 적용될 수 있으며, 이는 3D 조직, 종양 미세환경 및 성공적인 (마이크로)조직 생물제작을 모델링하는데 중요하다.

다세포 구상체의 저렴한 산소 현미경 보조 생물 제조

이 논문은 긴 붕괴 방출 샘플의 거시적 광발광 수명 이미징을 위한 새롭고 빠른 광학 이미저의 사용에 대해 설명합니다. 통합, 이미지 획득 및 분석 절차는 이미징을 위한 센서 재료의 준비 및 특성화와 생물학적 샘플 연구에서 이미저의 적용과 함께 설명됩니다.

생물 의학 응용 분야를 위한 Fluorescence Lifetime Macro Imager

근적외선 확산 광학을 기반으로 하는 다중 모드 장치를 사용하여 절대 미세혈관 혈류 지수와 혈중 산소 포화도를 비침습적으로 지속적으로 측정하는 프로토콜을 설명합니다. 그런 다음 혈관 폐색 검사를 사용하여 산소 소비량과 반응성 충혈의 대사율을 평가합니다.

중환자 치료를 위한 하이브리드, 근적외선 확산 광학 분광법을 사용한 미세혈관 산소화 및 반응성 충혈의 비침습적 모니터링

배우세요 쥐와 생쥐의 대뇌 미세혈관 산소장력 측정 방법을 인광 산소 의존 담금질 기법으로. 이 기술은 뇌 산소 공급과 소비 연구에 활용됩니다.

인광의 산소에 의존 담금질을 바탕으로 대뇌 혈액 산소 측정

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