Skaner detekcji magnetycznej z mieszaniem częstotliwości do obrazowania cząstek magnetycznych w próbkach planarnych

Ogólnym celem tej procedury jest wykorzystanie dwuwymiarowych mieszanych skanów detekcji magnetycznej do analizy cienkich próbek biologicznych zawierających cząstki nanomagnetyczne. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania z zakresu biochemii i diagnostyki medycznej, takie jak analiza skrawków tkanek wykorzystujących cząstki nanomagnetyczne jako związek wyrównujący. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala ona na spotkanie rozkładu cząstek nanomagnetycznych.

Procedurę zademonstrują Eul-Gyoon Lim, Jae-chan Jeong i Jiho Chang, trzej badacze z mojego laboratorium. Głowica pomiarowa p-FMMD powinna być zaprojektowana zgodnie z protokołami tekstowymi. Szczegółowe informacje znajdują się we wszystkich specyfikacjach okablowania i zwijania.

Montaż i konfiguracja są szczegółowo opisane w protokole tekstowym. Obejmuje to regulację balansu wysokich częstotliwości i napięcia indukowanego. Następnie ustawiana jest elektronika pomiarowa, która obejmuje sekcję wzbudzenia, sekcje sterujące niskimi i wysokimi częstotliwościami oraz sekcję detekcji FMMD.

Następnie ustawiany jest przedwzmacniacz, pierwszy demodulator, wzmacniacz pośredni z filtrowaniem, drugi demodulator i wzmacniacz końcowy z filtrowaniem. Na koniec zamontowany jest skaner 2D i połączony ze sterowaniem komputerowym. Do tej procedury należy użyć cząstek magnetytu o średnicach 50 nanometrów i 100 nanometrów oraz cząstek maghemitu o średnicy 1 mikrona.

Umyj roztwory podstawowe cząstek w wodzie i zbierz cząstki za pomocą magnesu. Wylej wodę i umyj je jeszcze dwa razy. Następnie rozcieńczyć cząstki do roztworów 25 miligramów na mililitr za pomocą wody destylowanej.

Z roztworu cząstek o wielkości 100 nanometrów wykonaj pięciokrotną serię rozcieńczeń dla stężeń pięciu, jednego, 0,2 i 0,04 miligrama na mililitr. Następnie wybij kawałki absorpcyjnej bibuły za pomocą stempla do biopsji. Następnie zanurz dziurkacze w różnych roztworach cząstek o wielkości 100 nanometrów na 30 sekund.

Po namoczeniu pozostaw dziurkacze do wyschnięcia na powietrzu. Następnie przygotuj wycięte kawałki nitrocelulozy o wymiarach dwa na 18 milimetrów. Namocz jeden kawałek nitrocelulozy w nierozcieńczonym roztworze cząstek o średnicy jednego mikrona na 10 do 15 sekund i wysusz suszarką przy użyciu nieogrzanego powietrza.

Namocz drugi kawałek nitrocelulozy w dwóch roztworach o różnych stężeniach, aby uzyskać gradient stężeń i wysusz go jak drugi. Na koniec, wykorzystując działanie kapilarne, załaduj rurkę kapilarną 30 mikrolitrami nierozcieńczonego roztworu cząstek o średnicy 50 nanometrów. Następnie załaduj drugą kapilarnę 10 mikrolitrami 20-krotnego rozcieńczenia tych samych cząstek.

Kierunek skanowania powinien być krótszy z dwóch wymiarów płaskich. Ustaw punkt początkowy i długość skanowania za pomocą znaczników linijki na palecie. Wprowadź te wartości w oprogramowaniu do skanowania, a następnie ustaw przesunięcie skanowania tak, aby było nieco mniejsze niż osiągalna rozdzielczość przestrzenna.

Następnie ustaw prędkość skanowania, biorąc pod uwagę redukcję sygnału, która następuje z powodu filtrowania dolnoprzepustowego. Użyj wartości z zakresu od jednego do siedmiu milimetrów na sekundę. Teraz ustaw odległość kroku.

Całkowity czas skanowania jest obliczany przy użyciu formuły podanej w protokole tekstowym. Przed skanowaniem należy zabezpieczyć próbkę taśmą klejącą. Na potrzeby skanowania wygeneruj plik NVD dla programu do sterowania ruchem.

Otwórz program do sterowania ruchem PMC i załaduj plik NVD. Naciśnij przycisk Home, aby ustawić mechaniczne punkty początkowe. Zamknij program sterowania ruchem i wróć do programu skanera.

Następnie wykonaj skanowanie. W przypadku tych skanów intensywność sygnału analizowano jako funkcję stężenia kulek magnetycznych, a prędkość skanowania wynosiła 10 milimetrów na minutę. Stwierdzono silną korelację między stężeniem kulek a sygnałem.

Zależność między prędkością stopnia skanującego a natężeniem sygnału sprawdzono za pomocą papierowych granulek nasączonych kulkami magnetycznymi. Wyższe sygnały uzyskano przy niższych prędkościach skanowania. Porównanie skanu p-FMMD z obrazem optycznym próbki membrany nitrocelulozowej wyraźnie wykazało użyteczność p-FMMD jako skanera MPI.

Szerokość skanu wynika głównie z profilu czułości głowicy pomiarowej. Podobnie, dwie kapilary wypełnione cząstkami magnetycznymi o różnych stężeniach magnetycznych zostały sfotografowane i zeskanowane za pomocą p-FMMD. Oczywiste jest, że stężenia różniące się 20-krotnie są łatwe do odróżnienia.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak analizować 10 próbek zawierających cząstki nanomagnetyczne za pomocą techniki FMMD. Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w około godzinę, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Po opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom w dziedzinie biochemii i diagnostyki medycznej do zbadania rozkładu cząstek nanomagnetycznych, które raczej wskazują na specyficzne przeciwciała w układzie narządów.