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Artigo de método

Uma nova técnica para gerar e Observing Quimioluminescência em um ambiente Biológica

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DOI:

10.3791/54694

9 de março de 2017

Neste artigo

Resumo

Este protocolo descreve uma nova técnica de imagem intraoperatória que usa um complexo de rutênio como fonte de emissão de luz quimioluminescente, produzindo assim altas relações sinal-ruído durante a imagem in vivo. A imagem intraoperatória é um campo em expansão que pode revolucionar a forma como os procedimentos cirúrgicos são realizados.

Resumo

As técnicas de imagem intraoperatória têm o potencial de tornar as intervenções cirúrgicas mais seguras e eficazes; por essas razões, essas técnicas estão se movendo rapidamente para a sala de cirurgia. Aqui, apresentamos uma nova abordagem que utiliza uma técnica ainda não explorada para imagens intraoperatórias: imagens quimioluminescentes. Este método emprega um repórter quimioluminescente à base de rutênio, juntamente com um sistema de nebulização personalizado para produzir imagens ex vivo ou in vivo com altas relações sinal-ruído. O repórter à base de rutênio produz luz após a exposição a uma solução oxidante aquosa e re-redução dentro do tecido circundante. Este método nos permitiu detectar concentrações repórter tão baixas quanto 6,9 pmol/cm2. Neste trabalho, apresentamos um guia visual para nossos estudos in vivo de prova de conceito envolvendo injeções subdérmicas e intravenosas em camundongos. Os resultados sugerem que essa tecnologia é uma candidata promissora para pesquisas pré-clínicas futuras e pode se tornar uma ferramenta útil na sala de cirurgia.

Introdução

Nas últimas décadas, as tecnologias de imagem têm revolucionado a maneira que os médicos diagnosticar e monitorar a doença. Estas tecnologias de imagem, no entanto, foram em grande parte limitada a sistemas de imagem de corpo inteiro, como a tomografia por emissão de positrões (PET), photon emissão única tomografia computadorizada (SPECT), tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (MRI). Particular atenção tem sido dada ao câncer, e os avanços tecnológicos de imagem melhoraram muito a maneira que esta doença é diagnosticada e tratada. Apesar destes avanços, há um lugar onde essas tecnologias de imagem simplesmente não se encaixam: a sala de cirurgia. En....

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Protocolo

Declaração de ética: Todos os experimentos in vivo em animais descritos foram realizados de acordo com um protocolo aprovado e sob as diretrizes éticas do Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSK) Cuidado Institucional Animal e Comitê de Uso (IACUC).

1. Construção de um dispositivo de nebulização

  1. Anexar madeira parte A (12,5 x 2,5 x 1,8 cm 3) na vertical no centro da parte B (12,7 x 10,7 x 1,8 cm 3) com dois parafusos (4 x 25 mm 2). Anexar madeira parte C (11 × 2,5 × 1,8 centímetros 3) para o meio da parte A (12,5 x 2,5 x 1,8 cm 3), utilizando um parafuso, de ta....

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Resultados

O sistema de nebulizador descrito na secção protocolo 1 pode ser construído a partir de materiais facilmente disponíveis, a um baixo custo. Destina-se a ser uma aposta para remoto disparado pulverização do agente de redução / oxidação dentro de um leitor bioluminescente (Figura 1). Nosso projeto permite a operação segura do nebulizador dentro do leitor bioluminescência em um 14 cm de distância da lente. Não se observou qualquer embaciamento ou desfocagem da lente durante.......

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Discussão

Aqui, nós apresentamos uma tecnologia que é capaz de delinear opticamente tecido através da emissão de fotões criada por um repórter quimioluminescente. Em contraste com a outra, mais estabelecido, as tecnologias de 4, 5, 6, 7, 8, 9, este sistema repórter quimioluminescente emprega uma sonda de imagem que é não-radioativo e .......

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Divulgações

Os autores não têm nada a divulgar.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Prof. Jan Grimm e ao Sr. Travis Shaffer por suas discussões úteis e ao Sr. David Gregory pela edição do manuscrito. Os serviços técnicos prestados pelo MSK Animal Imaging Core Facility, apoiados em parte pelo NIH Cancer Center Support Grant P30CA008748-48, são reconhecidos com gratidão. Os autores agradecem ao NIH (K25 EB016673 e R21 CA191679, T.R. e 4R00CA178205-02, B.M.Z.), ao Centro MSK de Imagem Molecular e Nanotecnologia (T.R.), à Tow Foundation (B.C.) e ao National Science Foundation Integrative Graduate Education and Research Traineeship (IGERT 0965983 no Hunter College for B.C. e T.M.S.) por seu generoso apoio. A pesquisa relatada nesta....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Madeira parte A (12,5 &vezes; 2,5 &vezes; 1,8 cm)  Woodcraft131404Corte de uma folha de compensado de bétula de 3/4" x 24" x 30"
Parte de madeira B (12,7 &vezes; 10,7 &vezes; 1,8 cm)131404 de artesanatoem madeira Corte de uma folha de compensado de bétula de 3/4" x 24" x 30"
Parte de madeira C (11 &vezes; 2,5 &vezes; 1,8 cm)de 131404Woodcraftde 3/4" x 24" x 30& rdquo; Parafusos de folha de compensado de bétula
(4 &vezes; 25 mm)Screwfix79939
Valores faciais Harmon Mini pulverizador de 3 ozBed, Bath and Beyond
haste de aço inoxidável (10 cm de aço de 1/16")Metals Depot Int. Inc.2192
Pencil Classic HBPapermate58592
Clipe de papelOffice Depot221720
cabo de alto-falanteRCA Inc.
Bateria alcalina Energizer 9VEnergizer Holdings Inc.EN22
Hitech HS-82MG Micro Servo Motor, torque de saída de 3,4 kg / cm @ 6VHitech RCD USA Inc.32082S
plásticas de 28 cmGeneral Electric Inc.50725
Fita adesiva3M Inc.3939
littleBits w1 fiolittleBits Inc.w1 fio
littleBits p1 poderlittleBits Inc.p1 power
littleBits i2 chave seletoralittleBits Inc.Chave seletora
littleBits 011 servolittleBits Inc.011 servo
20 cm plástico coberto fio torção laçosQuatro Estrelas Plásticos71TIE8000
Tris(2,2′-bipiridil)diclororutênio(II) hexahidratadoSigma-Aldrich Inc.
Nitrato de cério (IV) de amônioSigma-Aldrich Inc.22249
IsofluoranoBaxter Healthcare1001936060
PBSSigma-AldrichPBS1
EtanolSigma-Aldrich2854
TrietilaminaSigma-Aldrich Inc.T0886
ÁguaA água foi purificada usando um Milipore Mili-Q (R ≥ 18 M Ω)
Camundongos fêmeas nus (não consanguíneos)Jackson Laboratories1929idade 5 - 6 semanas
Cepa C57BL/6J   
Camundongos machos NU / J em Jackson Laboratories2019idade 6 - 8 semanas
Leitor de bioluminescência IVIS 200Caliper Live Science
Live Image 4.2 softwarePerkin-Elmer128165
Lâminas de microscópioThermoScientific4951PLUS4
Corte AH1650SN Nome Empresa Número de catálogo Comentários Abraçadeiras i2 224758

Referências

  1. Fong, Y., Giulianotti, P. C., Lewis, J., Koerkamp, B. G., Reiner, T. Imaging and Visualization in The Modern Operating Room: A Comprehensive Guide for Physicians. , Springer. (2015).
  2. Nguyen, Q. T., Tsien, R. Y. Fluorescence-guided surgery with live molecular navigation - ....

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Reimpressões e permissões

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Imageamento QuimioluminescenteRepórter de RutênioSistema de NebulizaçãoRelação Sinal-RuídoLeitor de BioluminescênciaImageamento In VivoTris(bipiridina)rutênioNitrato de Cério e AmônioSolução de TrietilaminaConcentração Mínima Detectável