Methodenartikel

Multiplexing gericht echografie stimulatie met fluorescentie microscopie

8K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/58781

⸱

7 januari 2019

 , 
1Graduate College of Biomedical Sciences, Western University of Health Sciences

In dit artikel

Samenvatting

Low-Intensity Pulsed echografie stimulatie (LIPUS) is een modaliteit voor niet-invasieve mechanische stimulatie van endogene of gemanipuleerde cellen met hoge ruimtelijke en temporele resolutie. In dit artikel wordt beschreven hoe implementeren van LIPUS om een epi-fluorescentie Microscoop en minimaliseren van akoestische impedantie mismatch langs het pad van de echografie om te voorkomen dat ongewenste mechanische artefacten.

Samenvatting

Door zich te concentreren in lage-intensiteit ultrageluid pulsen die doordringen van de zachte weefsels, vertegenwoordigt LIPUS een veelbelovende biomedische technologie voor het op afstand en veilig manipuleren neurale afvuren, hormonale secretie en genetisch geherprogrammeerd cellen. Echter wordt de vertaling van deze technologie voor medische toepassingen momenteel gehinderd door een gebrek aan biofysische mechanismen waarmee gericht weefsels gevoel en te reageren op LIPUS. Een geschikte benadering voor het identificeren van deze mechanismen zou moeten gebruiken van optische biosensoren in combinatie met LIPUS om te bepalen onderliggende signaalroutes. Echter, de LIPUS tot en met een fluorescentie Microscoop kan leiden tot ongewenste mechanische artefacten als gevolg van de aanwezigheid van fysieke interfaces die weerspiegelen, absorberen en akoestische golven breken. Dit artikel bevat een stapsgewijze procedure om op te nemen LIPUS aan verkrijgbare rechtop epi-fluorescentie microscopen terwijl het minimaliseren van de invloed van fysieke interfaces de akoestische weg. Een eenvoudige procedure is beschreven te bedienen een transducer één element echografie en voldoen aan de focale zone van de transducer brengen het objectieve focal point. Het gebruik van LIPUS is geïllustreerd met een voorbeeld van LIPUS-geïnduceerde calcium transiënten in gekweekte menselijke glioblastoma cellen gemeten met behulp van calcium imaging.

Inleiding

Veel ziekten vereist enige vorm van invasieve medische interventie. Deze procedures zijn vaak duur en riskant en vereisen herstel periodes dus het toevoegen van een last aan stelsels voor gezondheidszorg. Niet-invasieve therapeutische modaliteiten hebben het potentieel om veiligere en goedkopere alternatieven voor conventionele chirurgische ingrepen. Huidige niet-invasieve benaderingen zoals farmacotherapie of Transcraniële magnetische stimulatie zijn echter vaak beperkt door afwegingen tussen weefsel penetratie, Spatio resolutie en ongewenste effecten van de af-target. In dit verband vormt een gerichte echografie een veelbelovende niet-invasieve technologie met het potentieel om te manipuleren van de biologische functies diep in de weefsels met hoge Spatio nauwkeurigheid en beperkte af-target effecten.

Gerichte echografie stimulatie bestaat uit het leveren van akoestische energie op exacte locaties diep in levende organismen. Afhankelijk van de akoestische pulse parameters, kan deze energie hebben een verscheidenheid van medische toepassingen. Bijvoorbeeld, heeft de Food and Drug Administration het gebruik van High-intensity geconcentreerd ultrageluid (HiFU) goedgekeurd voor thermische ablatie van tumoren van de prostaat, tremor-veroorzakende hersengebieden, uteriene vleesbomen en zenuwuiteinden pijn veroorzaakt in de botmetastasen1 . HiFu-gemedieerde microbubble cavitatie wordt ook gebruikt voor Transient openen de bloed - hersen barrière voor de beoogde levering van systemisch bestuurde therapeutics2. De ruimtelijke-piek pulse-gemiddelde intensiteit (Isppa) en de ruimtelijke-piek temporele-gemiddelde intensiteit (iknieuwsagentschap) gebruikt voor HiFU toepassingen zijn meestal boven verschillende kW cm-2 en produceren pulse druk van enkele tientallen MPa. Deze intensiteitswaarden zijn ver boven de FDA-goedgekeurde iksppa en iknieuwsagentschap limieten voor diagnostische echografie, 190 W cm-2 en 720 mW cm-2, respectievelijk3. In tegenstelling, hebben recente studies aangetoond dat niet-destructieve gepulseerde echografie stimulatie die binnen of in de buurt van het bereik van de plafonds voor de intensiteit diagnostische echografie (LIPUS) kan worden effectief te ver en veilig manipuleren neurale afvuren4, 5,6,7,8, hormonale secretie9,10 en bioengineered cellen11. Toch zijn de cellulaire en moleculaire mechanismen waarmee cellen voelen en reageren op echografie nog steeds onduidelijk, uitschakeling van klinische vertaling van LIPUS. Vandaar, in de afgelopen jaren onderzoek naar kunstmatige membranen, gekweekte cellen en dieren gestimuleerd met echografie hebben een stroomversnelling te onthullen biofysische en fysiologische processen gemoduleerd door LIPUS12,13, 14,,15.

Geluid bestaat uit een trilling teeltmateriaal via een fysiek medium. Een echografie is een geluid met een frequentie hoger dan de mens hoorbare bereik (i.e., boven 20 kHz). In de omgeving van een laboratorium, zijn ultrasone golven over het algemeen geproduceerd door piëzo-elektrische omvormers die bevatten een materiaal dat naar aanleiding van een elektrisch veld oscillerende in een specifieke bandbreedte van hoge-frequentie trilt. Er bestaan twee soorten omvormers: één element transducers en transducer matrices. Piëzo-elektrische omvormers van één element bezitten een gebogen oppervlak dat fungeert als een focus lens en vandaar concentreert akoestische energie in een bepaald gebied genaamd de focale zone. Enkel element omvormers zijn veel goedkoper en gemakkelijker te bedienen dan transducer matrices. Dit artikel zal zich richten op één element omvormers.

De grootte van de focale zone van een gerichte enkel element transducer hangt af van de geometrische eigenschappen van de akoestische lens en de akoestische frequentie. Om te bereiken een focale millimeter-grootte-zone met een enkel element transducer, zijn ultrasone frequenties in het bereik MHz in het algemeen vereist. Akoestische golven op deze frequentie zijn helaas zeer snel verzwakt wanneer doorgegeven in een ijle medium zoals lucht. Aldus, moeten MHz ultrasone golven worden gegenereerd en doorgegeven aan het monster in een dichtere materiaal zoals water. Dit is de eerste uitdaging bij de integratie van de LIPUS modaliteit aan een microscoop.

Een tweede uitdaging is om te minimaliseren van de fysieke interfaces tussen materialen met verschillende akoestische impedances (dat is een product van materiële dichtheid en de akoestische snelheid) langs het akoestische pad. Deze interfaces kunnen reflecteren, breken, scatter en absorberen van akoestische golven, waardoor het moeilijk te kwantificeren van het bedrag van akoestische energie effectief geleverd aan een monster. Ze kunnen ook ongewenste mechanische artefacten maken. Bijvoorbeeld, maken reflecties geproduceerde loodrecht op akoestische mismatch impedantie interfaces backpropagating golven die met vooruit-teeltmateriaal ones interfereren. De storing weg annuleren de golven elkaar op vaste regio's van ruimten genaamd knooppunten en samengevat op afwisselende regio's anti-knooppunten, creëren van zogenaamde staande golven (Figuur 1). Het is belangrijk voor de Vejle te kunnen beheren of elimineren van deze experimentele interfaces in vitro als ze niet in vivo bestaat.

Meting van de fluorescentie van optische verslaggevers is een bekende methode om te ondervragen transparante biologische monsters in real-time en met geen fysieke storingen. Deze aanpak is dus ideaal voor LIPUS studies zoals elke fysieke sondes aanwezig in het sonicated gebied mechanische artefacten introduceren zal. Dit protocol beschrijft de uitvoering en de werking van LIPUS naar een commerciële epi-fluorescentie Microscoop.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. groeiende cellen op akoestisch transparant Polyester Film

  1. De grootte van een 12 mm gat aan de onderkant van een standaard 35 mm cultuur schotel met behulp van een verticale pers-boor boor. De boor langzaam en Oogbescherming dragen. Verwijderen van stukken van plastiek gekoppeld aan de onderkant van de schotel een mes gebruiken voor het maken van een glad oppervlak aan de externe zijde (Figuur 2).
  2. Breng een dunne laag van de marine-grade epoxy of lijm aan de oppervlakte van de externe onderkant van de schotel.
  3. Plaats een foliën van polyester (2,5 µm dikte) tegen de externe onderkant van de schotel en druk stevig om ervoor te zorgen dat de epoxy/lijm verspreidt zich gelijkmatig tussen de film en de dikke plastic oppervlak. Trek voorzichtig de film in een centrifugale wijze met vingers maken een vlakke ondergrond (Figuur 2).
  4. Wanneer de epoxy/lijm is opgedroogd, kort spoelen-droog de polyester-onderkant schotel met 95% ethanol en steriliseren door het plaatsen van de schotel en de binnenkant oppervlakte van het deksel onder een sterke 254 nm UV excitatie bron. Aanpassen van de duur en intensiteit te leveren een dosis UV van ongeveer 330 mJ cm-2 voor de volledige vernietiging van de meeste soorten micro-organismen. Deze energie komt ongeveer overeen met een duur van 5 min. het gebruik van een 1000 μW cm-2 UV belichting.
  5. Aliquot verkrijgbare extracellulaire matrix eiwitten mengsels (EMPM) in kleine buizen (50-100 µL) en winkel hen bij-20 ° C of minder onder steriele omstandigheden.
  6. Verdund in een steriele omgeving (bijvoorbeeld binnen een bioveiligheid kabinet), een bevroren voorraad van EMPM met een gewenste kweekmedium aan 1:100. Werken op het ijs om te voorkomen dat EMPM polymerisatie bij kamertemperatuur. Snel Breng 100 µL van het middellange mengsel op de polyester film. Plaats het deksel terug op de schotel te handhaven van de steriliteit.
  7. Incubeer EMPM-gecoate polyester onder gerechten in een cel cultuur CO2 incubator bij 37 ° C gedurende 6-12 uur.
  8. Na incubatie het overtollige medium gecombineerd en direct het zaad van het oppervlak met cellen bij de gewenste dichtheid. Werken onder steriele toestand te handhaven van de steriliteit.

2. LIPUS uitvoering

  1. Plaats een waterreservoir onder de doelstelling van een rechtop Microscoop met groot volume van de werken en zonder verlichting hardware in het transmissiepad.
  2. Met behulp van verkrijgbare optomechanische onderdelen, plaats een monsterhouder onder de doelstelling en een transducer houder onder de monsterhouder. Voor latere monster zoeken en echografie uitlijning, deze twee houders op vertaling stadia te koppelen.
    1. Plaats de bewegende delen en aandrijvingen van vertaling stadia buiten de tank of boven de waterlijn om waterschade te voorkomen. Gebruik alleen niet-corrosieve materialen zoals geanodiseerd aluminium of roestvrij staal voor ondergedompeld optomechanische onderdelen.
  3. Vul de tank met gedeïoniseerd en ontgaste water vóór gebruik te maken van de onderdompeling transducer. De waterlijn moet samenvallen met het horizontale vlak van de monsterhouder (Figuur 3).
    Noot: Gedeïoniseerd water voorkomt dat elektrische koppeling in aanwezigheid van hoge elektrische velden. Ontgassing zal ook voorkomen dat verstrooiing en wijzigingen van akoestische golven. Afvoer water na elk experiment met behulp van een pomp of het ventiel zodat de waterlijn is lager dan de positie van de transducer. Ook, vervangen of filteren van water vaak en sanering de watertank om te voorkomen dat de groei van micro-organismen.

3. schuine akoestische excitatie

  1. Met behulp van commercieel verkrijgbare optomechanische onderdelen, oriënteren de transducer in een schuine positie ten opzichte van de optische weglengte. Dit zal ervoor zorgen dat om het even welk weerspiegeld golven zal uitgaan uit de buurt van het monster (Figuur 3 en Figuur 4).

4. rijden van de Transducer

Opmerking: Echografie omvormers oscillerende elektrische energie omzetten in mechanische expansie/contractie van een piëzo-elektrische materiaal. Deze conversie produceert energieverlies in de vorm van warmte-energie. Vandaar, terwijl omvormers een piek ingangsspanning limiet bezit, ze ook te beschikken over een elektrische stroom te beperken om te voorkomen dat schade door hitte op het piëzo-elektrisch element:
figure-protocol-1
Fietsen met de plicht de relatieve fractie van tijd van elektrische simulatie, P de elektrisch vermogen (in watt), Vrms de kwadratische-gemiddelde Ingangsspanning (in volt) van de alternatieve spanningsbron en Z de elektrische impedantie (in ohm).
figure-protocol-2
met Vpp de piek-tot-piek ingangsspanning toegepast op de transducer.

  1. Maak een sinusgolf formulier met de gewenste frequentie, aantal cycli per puls, en pulse herhaling frequentie met behulp van een commerciële functiegenerator. De relatief hoge Vpp moest effectief rijden standaard ultrasoon transducers vaak vereist echter de toevoeging van een versterker aan het versterken van de output (dat wil zeggen, verhoging van de amplitude van Vpp) van de functiegenerator.
    Opmerking: bijvoorbeeld een transducer de fabrikant geeft aan dat de macht-limiet voor een bepaalde transducer 35 is W. Zal een sinusoïdale piek-tot-piek Ingangsspanning (Vin) van 500 mV bij een plicht cyclus van 50% en versterkt door een 50 dB/100 W versterker worden binnen de grenzen van de macht van deze transducer?
    1. Bereken de spanning na versterking voor de beantwoording van deze vraag. Voor een radio-frequentie (RF)-eindversterker, wordt de amplificatie factor (dB) gedefinieerd door:
      figure-protocol-3
      De versterkte spanning heeft dus een amplitude uitvoer Vpp (Vpp = Vuit) van:figure-protocol-4
      Met behulp van de vergelijkingen 1 en 2, en het gebruik van 50 Ω als elektrische impedantie, wordt de bijbehorende kracht gegenereerd door deze spanning is:
      figure-protocol-5
      Deze stimulatie is daarom binnen de grenzen van de macht van de transducer.
    2. Met behulp van het voorbeeld hierboven, berekenen de golfvorm parameters (Vpp, frequentie, impulstijd en pulse herhaling frequentie) die overeenkomen met de maxima van het vermogen en de spanning die door de fabrikant van de transducer. Zorg ervoor dat deze grenzen om te voorkomen beschadiging van de transducer en andere verbonden instrumenten respecteren.
  2. Kies een functiegenerator die binnen een frequentiebereik compatibel met de echografie transducer werkt. Stel de frequentie van de functiegenerator op de piek van de nominale frequentie van de transducer.
  3. Maak een sinusvormige spanning puls van de gewenste duur en frequentie van de herhaling met behulp van de burst-modus van de functiegenerator. Piek-tot-piek de kruisspanning naar een gewenste waarde. Zorg ervoor dat de impulstijd is korter dan de verstreken tijd tussen twee opeenvolgende pulsen.
  4. Controleer of de golfvorm correspondeert met het gewenste signaal door de uitvoer van de functiegenerator te koppelen aan de inbreng van een oscilloscoop.
  5. Sluit de uitgang van de functiegenerator voor de ingang van een RF-eindversterker (Figuur 4). Zorg ervoor dat de stimulatie parameters binnen de grenzen van de transducer van fabrikant.

5. beam uitlijning

  1. Kies een hydrofoon die met een frequentie bereik en akoestische intensiteit compatibel met de frequentie en intensiteit van de echografie transducer werkt.
  2. Zorgvuldig brengen de punt van een sonde hydrofoon de focus binnen het objectieve gezichtsveld op de positie die overeenkomt met de positie van het monster (Figuur 4).
  3. Zorg ervoor dat zowel de sonde en de transducer in gedeïoniseerd en ontgaste water worden ondergedompeld. Het puntje van de hydrofoon met een fysiek object dan water niet bult als dit zal haar coating veranderen en invloed hebben op de waardering.
  4. Een bruto pre uitlijning van de transducer door visueel positionering van de akoestische as richting de sonde hydrofoon uitvoeren Zorgt ervoor dat de afstand tussen de transducer van oppervlak en de tip hydrofoon overeen met ongeveer van de transducer brandpuntsafstand.
  5. Sluit de uitgang aan op een van de de oscilloscoop signaalingang hydrofoon. De trigger van de synchronisatie van de functiegenerator verbinding te maken met een andere oscilloscoop-ingang. Visualiseren van beide signalen gelijktijdig op de oscilloscoop.
  6. Rijden de transducer met paar echografie cycli bij een lage taakcyclus en lage amplitude om te voorkomen beschadiging van de sonde. Neem contact op met de de hydrofoon fabrikant veilige exploitatie voorwaarden om te voorkomen beschadiging van de hydrofoon tip.
  7. Pas de knop s/divisie volgens de reistijd van echografie van de transducer van oppervlak aan de hydrofoon. Zoekt u een hydrofoon signaal op de oscilloscoop na de synchronisatie trigger.
  8. Langzaam actuate de transducer met behulp van een gemotoriseerd of handmatig XYZ-fase. Laat de transducer in de positie die correleert met de maximale hydrofoon signaal (Figuur 4).
    Opmerking: Als er geen signaal is gevonden, is het mogelijk dat de intensiteit van de akoestische pulsen is te laag of die de lichtbundel is verkeerd uitgelijnd of wordt verspreid door een object. Controleer regelmatig de hydrofoon en transducer visueel vooraf uitgelijnd zijn en dat geen bubbels of fysiek voorwerp in het pad behalve de polyester film aanwezig zijn. Als geen signaal nog steeds gevonden wordt, verhogen de ingangsspanning met een klein bedrag te verhogen van de amplitude van hydrofoon signaal.

6. bepaling van echografie Pulse druk en intensiteit

  1. Met de lichtbundel uitgelijnd, meten de amplitude van de piek-tot-piek van de uitgang op de oscilloscoop voor verschillende spanningen rijden de transducer hydrofoon. Zorg ervoor dat niet te overschrijden de limiet van de druk door de hydrofoon de fabrikant aanbevolen.
  2. Het omzetten van deze metingen in druk en/of akoestische intensiteitswaarden met behulp van de methode van de kalibratie van de hydrofoon fabrikant.
    Opmerking: De akoestische intensiteit kan worden bepaald uit de druk en vice versa met behulp van de formule:
    figure-protocol-6
    met ik de akoestische druk (in W m-2), P de akoestische druk (in Pa), ρ de dichtheid van het teeltmateriaal (1.000 kg m-3 voor water) en c de snelheid van het geluid in het medium teeltmateriaal (voor water, c = 1.500 m s-1).
  3. Maak met behulp van deze metingen kalibratiekrommen.
    Opmerking: De druk vs. spanning en intensiteit vs. spanning bochten hebben een lineaire en parabolische vorm, respectievelijk.
  4. De waarde van het druk en/of intensiteit van een gewenste drijvende spanning bepalen met behulp van de bijbehorende kalibratiekromme.

7. calcium-gevoelige/LIPUS Live-cel fluorescentie Imaging

  1. Vervangen van de cel kweekmedium met een gewenste beeldvorming buffer met 5 µM van een cel-permeant calcium-gevoelige kleurstof (bijvoorbeeld Fluo-4 AM). Incubeer de cultuur schotel in een incubator van de CO-2 bij 37 ° C gedurende 1 uur.
  2. Cellen met de zelfde buffer vrij van kleurstof grondig te wassen.
  3. Plaats de schotel in de monsterhouder. Prikkelen van de cellen met behulp van blauw licht verlichting (490 nm) en excitatie-intensiteit en de camera belichting om te voorkomen dat buitensporige bleken of pixel verzadiging aanpassen.
  4. Uitvoeren van time-lapse geschikt zijn met behulp van de instellingen van de overname van de gewenste afbeeldingen. Gebruik een onderdompeling doelstelling voor betere beeldkwaliteit en met lange afstand om ongewenste reflecties (Zie Figuur 4).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Figuur 5 is een voorbeeld van LIPUS experiment multiplexed met calcium beeldvorming. Glioblastoma cellen (A-172) werden geteeld op EMPM gecoat polyester film in standaard kweekmedium (aangevuld met 10% serum en 1% antibiotica) en geïncubeerd met de calcium-gevoelige fluorescerende verslaggever Fluo-4 AM. Cellen werden beeld met behulp van een 10 X onderdompeling lens en verlicht met een witte LED lichtbron en fluorescentie licht werd verzameld met behulp van ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Een grote voordeel van geconcentreerd ultrageluid is haar vermogen om te leveren niet-gebeurt mechanisch en/of thermische energie aan biologische monsters met een hoge spatio-temporele precisie. Andere technieken die mechanisch stimuleren cellen meestal dienst invasieve fysische sondes (bijvoorbeeld cel-prikken) of de interactie van energierijke laserstralen met vreemde voorwerpen (bijvoorbeeld optisch pincet) vereist. Magnetische verwarming kan verhitten specifieke ruimtelijke locaties binnen biologisc...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Wij danken Drs. Mikhail Shapiro en Nikita Reznik voor vruchtbare discussies. Dit werk werd gesteund door start-up fondsen van Western University of Health Sciences en NIH grant R21NS101384.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
upright microscope with large working volumeThorlabsCERNA
upright microscope with large working volumeScientificaSliceScope
optomechanical componentsThorlabsn/a
needle hydrophoneONDA CorporationHNP/C/R/A/T series + AH/G pre-amplifier
needle hydrophonePrecision Acousticsn/a
fiber optic hydrophoneONDA CorporationHFO series
fiber optic hydrophonePrecision Acousticsn/a
oscilloscopeKeysight TechnologyDSOX2004A (4-channels 70MHz)
function generatorKeysight Technology33500B (20MHz single-channel)
RF power amplifierElectronic Navigation Industries (ENI)325LA, 525LA, 240L, 350L, A075, 2100L, 3100LA
RF power amplifierElectronics & Innovation (E&I)
immersion ultrasound transducerOlympusfocused immersion transducers
immersion ultrasound transducerBenthowave InstrumentHiFu transducer BII-76 series
immersion ultrasound transducerPrecision AcousticsPiezo-ceramic or HiFu transducers
immersion ultrasound transducerUltrasonic-S-labHiFu transducers made to order
high-density MatrigelCorningVWR 80094-330
Mylar film 2.5 micronsChemplexCAT.NO:107

Referenties

  1. Elhelf, I. A. S., et al. High intensity focused ultrasound: The fundamentals, clinical applications and research trends. Diagnostic and Interventional Imaging. 99 (6), 349-359 (2018).
  2. Toccaceli, G., Delfini, R., Colonnese, C., Raco, A., Peschillo, S. Emerging strategies and future perspective in neuro-oncology using Transcranial Focused Ultrasound Technology. , World Neurosurgery. (2018).
  3. Duck, F. A. Medical and non-medical protection standards for ultrasound and infrasound. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 93 (1-3), 176-191 (2007).
  4. Legon, W., et al. Transcranial focused ultrasound modulates the activity of primary somatosensory cortex in humans. Nature Neuroscience. 17 (2), 322-329 (2014).
  5. Tyler, W. J. The mechanobiology of brain function. Nature Reviews: Neuroscience. 13 (12), 867-878 (2012).
  6. Tyler, W. J. Noninvasive neuromodulation with ultrasound? A continuum mechanics hypothesis. Neuroscientist. 17 (1), 25-36 (2011).
  7. Tufail, Y., et al. Transcranial pulsed ultrasound stimulates intact brain circuits. Neuron. 66 (5), 681-694 (2010).
  8. Tyler, W. J., et al. Remote excitation of neuronal circuits using low-intensity, low-frequency ultrasound. PloS One. 3 (10), e3511(2008).
  9. Suarez Castellanos, I., et al. Calcium-dependent ultrasound stimulation of secretory events from pancreatic beta cells. Journal of Therapeutic Ultrasound. 5, 30(2017).
  10. Suarez Castellanos, I., Jeremic, A., Cohen, J., Zderic, V. Ultrasound Stimulation of Insulin Release from Pancreatic Beta Cells as a Potential Novel Treatment for Type 2 Diabetes. Ultrasound in Medicine and Biology. 43 (6), 1210-1222 (2017).
  11. Ibsen, S., Tong, A., Schutt, C., Esener, S., Chalasani, S. H. Sonogenetics is a non-invasive approach to activating neurons in Caenorhabditis elegans. Nature Communications. 6, 8264(2015).
  12. Prieto, M. L., Firouzi, K., Khuri-Yakub, B. T., Maduke, M. Activation of Piezo1 but Not NaV1.2 Channels by Ultrasound at 43 MHz. Ultrasound in Medicine and Biology. 44 (6), 1217-1232 (2018).
  13. Kubanek, J., et al. Ultrasound modulates ion channel currents. Scientific Reports. 6, 24170(2016).
  14. Prieto, M. L., Omer, O., Khuri-Yakub, B. T., Maduke, M. C. Dynamic response of model lipid membranes to ultrasonic radiation force. PloS One. 8 (10), e77115(2013).
  15. Sato, T., Shapiro, M. G., Tsao, D. Y. Ultrasonic Neuromodulation Causes Widespread Cortical Activation via an Indirect Auditory Mechanism. Neuron. 98 (5), 1031-1041 (2018).
  16. O'Brien, W. D. Ultrasound-biophysics mechanisms. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 93 (1-3), 212-255 (2007).
  17. Shapiro, M. G., Homma, K., Villarreal, S., Richter, C. P., Bezanilla, F. Corrigendum: Infrared light excites cells by changing their electrical capacitance. Nature Communications. 8, 16148(2017).
  18. Shapiro, M. G., Homma, K., Villarreal, S., Richter, C. P., Bezanilla, F. Infrared light excites cells by changing their electrical capacitance. Nature Communications. 3, 736(2012).
  19. Shapiro, M. G., Priest, M. F., Siegel, P. H., Bezanilla, F. Thermal mechanisms of millimeter wave stimulation of excitable cells. Biophysical Journal. 104 (12), 2622-2628 (2013).
  20. Hwang, J. Y., et al. Investigating contactless high frequency ultrasound microbeam stimulation for determination of invasion potential of breast cancer cells. Biotechnology and Bioengineering. 110 (10), 2697-2705 (2013).
  21. Nakano, M., et al. Genetically encoded ratiometric fluorescent thermometer with wide range and rapid response. PloS One. 12 (2), e0172344(2017).
  22. Donner, J. S., Thompson, S. A., Kreuzer, M. P., Baffou, G., Quidant, R. Mapping intracellular temperature using green fluorescent protein. Nano Letters. 12 (4), 2107-2111 (2012).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Ultrasoon geluid met lage intensiteitcalcium imagingglioblastoomcellenuitlijning van de ultrasone transducerhydrofoonprobeopstelling van het waterbadcoating van de extracellulaire matrixtime lapse imaging

Gerelateerde artikelen