멀티 모달 이미징 및 비 침습적에 대한 분광학 섬유 다발 Microendoscopy 플랫폼, 생체 조직 분석

이 절차의 전반적인 목표는 고해상도 구조 정보와 정량적 스펙트럼 데이터를 결합하여 생체 내 조직의 기능적 특성을 분석하는 것입니다. 이 방법은 조직 미세 구조 및 관류에 대한 치료의 효과를 정량화하는 것과 같은 암 생물학 분야의 주요 질문에 답하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 단일 프로브를 사용하여 동일한 위치에서 이미지와 분광학 데이터를 모두 수집할 수 있다는 것입니다.

이 기술의 의미는 프로브가 기존의 내시경 기술과 호환되기 때문에 위장암 치료로 확장됩니다. 일반적으로 이 방법을 처음 사용하는 개인은 프로브 배치의 작은 불규칙성이 데이터 정확도에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 어려움을 겪을 것입니다. 이 방법에 대한 아이디어는 고해상도 이미징 기술과 정량적 분광학 방법을 결합하는 것의 중요성을 깨달았을 때 처음 떠올랐습니다.

이 방법의 시각적 시연은 구성과 보정의 복잡성으로 인해 준비 단계를 배우기가 어렵기 때문에 매우 중요합니다. 멀티모달 마이크로 내시경의 고해상도 형광 현미경 검사 방식을 조립하려면 30mm 케이지 큐브에 470나노미터 다이크로익 미러를 장착합니다. 케이지 어셈블리 로드를 케이지 큐브의 앞면, 오른쪽 및 왼쪽에 부착합니다.

응력 없는 리테이닝 링을 나사산 케이지 플레이트에 부착하고 렌즈 튜브를 리테이닝 링에 나사로 고정합니다. 첫 번째 케이지 플레이트와 정렬된 렌즈 튜브에 다른 케이지 플레이트를 부착합니다. 다음으로, UV 강화 알루미늄 미러를 직각 미러 마운트에 고정합니다.

미러 마운트 전면에 4개의 막대를 부착하고 마운트 오른쪽에 대각선으로 2개의 막대를 부착합니다. 렌즈 튜브 어셈블리를 케이지 큐브의 왼쪽으로 밀어 넣습니다. 미러 마운트 어셈블리의 오른쪽을 렌즈 튜브 어셈블리에 연결합니다.

Z축 변환 마운트를 어셈블리의 오른쪽으로 밉니다. 10x achromatic objective lens를 translation mount에 부착합니다. 다음으로, 광섬유 어댑터 플레이트를 XY-axis translation lens mount에 고정합니다.

대물 렌즈 앞의 어셈블리에 마운트를 밀어 넣습니다. 리테이닝 링을 사용하여 렌즈 튜브에 적절한 여기 필터와 방출 필터를 고정합니다. 여기 필터 렌즈 튜브를 케이지 큐브 전면에 나사로 고정합니다.

그리고 방출 필터 렌즈 튜브를 직각 미러 마운트의 전면에 연결합니다. 에폭시를 사용하여 455나노미터 LED를 여기 필터 앞의 케이지 플레이트에 부착합니다. 각 필터 렌즈 튜브 앞에 케이지 플레이트를 밀어 넣습니다.

retaining ring을 사용하여 achromatic doublet tube lens를 다른 lens tube에 고정하여 lens 외부의 화살표가 lens tube의 외부 나사산 면을 향하도록 합니다. 튜브 렌즈를 왼쪽 케이지 플레이트에 부착하고 튜브 렌즈 앞에 다른 케이지 플레이트를 놓습니다. 스트레스 없는 리테이닝 링을 사용하여 USB 흑백 카메라를 케이지 플레이트에 부착합니다.

sub-diffuse reflection spectroscopy modality를 조립하기 시작하려면 에폭시가 있는 텅스텐 할로겐 광원 전면에 나사산 케이지 플레이트를 부착합니다. 4개의 케이지 어셈블리 로드를 케이지 플레이트에 삽입하고 Z축 변환 마운트를 로드에 밀어 넣습니다. 20x achromatic 대물 렌즈를 Z축 트랜슬레이션 마운트에 나사로 고정합니다.

광섬유 어댑터 플레이트를 XY축 변환 마운트에 연결하고 마운트를 대물 렌즈 앞의 어셈블리에 밀어 넣습니다. 마지막으로, 적절한 장착 장치를 사용하여 두 어셈블리를 서로 가까운 광학 테이블에 고정합니다. 소스 검출기 분리 스위칭 장치 구성을 시작하려면 외부 나사산 SMA 파이버 어댑터 플레이트를 알루미늄 모터 암에 나사로 고정합니다.

모터 암 어댑터를 모터 암 뒷면에 부착합니다. 그런 다음 스테퍼 모터를 알루미늄 모터 하우징에 나사로 고정합니다. 모터 암 어셈블리를 모터 로드에 끼우고 잠금 나사를 조입니다.

그런 다음 3개의 광섬유 어댑터 플레이트를 광 스위치에 나사로 고정한 다음 전면 플레이트를 광 스위치에 나사로 고정합니다. 스테퍼 모터 로드를 광 스위치의 중앙 구멍에 끼웁니다. 스테퍼 모터 드라이버를 더더가 없는 빨간색 보드의 중심선을 가로질러 놓습니다.

드라이버를 적절한 전원 공급 장치와 스테퍼 모터에 연결합니다. 광 스위치를 광 테이블에 고정합니다. 550마이크로미터 0.22na 패치 케이블을 모터 암에 연결합니다.

다른 쪽 끝을 USB 분광계에 연결합니다. 광섬유 프로브를 연결하려면 중앙 1mm 이미지 광섬유 케이블을 고해상도 형광 현미경 검사 양식 어셈블리에 연결합니다. 왼쪽 200마이크로미터 다중 모드 케이블을 sub-diffuse reflection spectroscopy modality assembly에 연결합니다.

왼쪽에서 계속 진행하여 나머지 다중 모드 케이블을 광 스위칭 장치의 왼쪽, 중간 및 오른쪽 어댑터에 순서대로 연결합니다. 실험에 대한 보정을 시작하려면 모든 USB 주변 장치를 컴퓨터에 연결하십시오. 모든 기기를 켜고 텅스텐 할로겐 lamp 셔터가 열려 있습니다.

그런 다음 실내 조명을 끄고 다른 주변 광원을 닫습니다. 데이터 수집 소프트웨어를 엽니다. 보정을 진행하기 전에 장비를 30분 동안 작동시키십시오.

20% 확산 반사 표준을 교정 장치의 하단 부분에 놓습니다. 광섬유 프로브를 장치의 왼쪽 슬롯에 삽입하고 전동 광 스위치를 왼쪽으로 설정하여 374마이크로미터를 DS 설정으로 선택합니다. 소프트웨어에서 통합 시간을 500밀리초로 설정합니다.

그런 다음 스펙트럼 획득을 클릭하여 이 SDS에 대한 RMAX 획득을 시작합니다. RMAX 획득이 완료되면 지정된 폴더에 스펙트럼을 저장합니다. 텅스텐 할로겐 램프 셔터를 닫고 이 SDS에 대한 R 다크 스펙트럼을 획득합니다.

셔터를 열고 프로브를 보정 장치의 오른쪽 슬롯으로 이동한 다음 전동 광학 스위치를 730마이크로미터 SDS 설정의 중간 위치로 설정합니다. 이 SDS에 대한 RMAX 및 RDARK를 획득하여 보정을 완료합니다. 먼저 데이터 수집에 적합한 피부 부위를 결정합니다.

노란색 형광펜을 피라닌 공급원으로 사용하여 선택한 부위를 가볍게 염색합니다. 고해상도 형광 현미경 검사를 시작하려면 455 나노미터 LED를 켜고 텅스텐 할로겐 램프의 셔터를 닫습니다. 광섬유 프로브를 피부에 부드럽게 닿도록 놓습니다.

피라닌 염색 조직을 가로질러 프로브를 이동하여 정점 전류 인사이트 아키텍처를 표시합니다. 소프트웨어에서 이미지 채도를 피하기 위해 적절한 노출 시간과 게인을 설정합니다. 그런 다음 이미지 획득을 클릭하여 정적 이미지를 얻습니다.

sub-diffuse reflectance spectroscopy를 위해 프로브를 제자리에 유지하십시오. 455나노미터 LED를 끄고 텅스텐 할로겐 l을 엽니다.amp 셔터. 그런 다음 왼쪽의 374마이크로미터 SDS 설정으로 전환합니다.

스펙트럼 획득을 클릭하여 이 SDS에 대한 R-조직 스펙트럼을 획득합니다. 그런 다음 중간 위치로 전환하고 730 마이크로미터 SDS R-조직 스펙트럼을 획득합니다. 후처리 소프트웨어를 열고 실행을 클릭합니다.

메시지가 표시되면 보정 스펙트럼, in vivo 스펙트럼 및 고해상도 형광 이미지를 선택하여 조직 이미지를 얻습니다. 고해상도 형광 현미경 검사 방식은 조직 부위의 초점이 맞는 고해상도 이미지를 제공합니다. 피라닌 염색은 개별 각질 세포 윤곽을 보여줍니다.

후처리 소프트웨어는 sub-diffuse reflectance spectroscopy 데이터를 사용하여 헤모글로빈 농도, 멜라닌 농도 및 조직 산소 포화도를 계산합니다. 양성 멜라닌 세포 모반은 이 다중 모드 마이크로 내시경을 사용하여 인접한 정상 피부 조직과 비교되었습니다. 멜라닌세포 모반은 정상 조직에 비해 헤모글로빈 농도가 약간 낮고 멜라닌 농도가 약간 높아졌습니다.

이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 한 시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 텅스텐 할로겐 램프를 15분 동안 예열하고 데이터를 수집하기 전에 반사율 표준으로 기기를 보정하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 컨포칼 현미경 또는 다광자 현미경과 같은 다른 기술을 사용하여 단백질 구조 또는 대사의 세포 내 변화를 탐색할 수 있습니다.

개발 후 이 기술은 연구자들이 화학 요법에 대한 반응으로 조직 관류와 미세 구조 사이의 관계를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 하이브리드 마이크로 내시경 이미징 및 분광학 장치를 구성하고 사용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.