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As publicações recentes de nosso grupo mostraram que os testes padrões do raio X do músculo esqueletal do rato podem ser usados para derramar a luz na informação estrutural sarcomérica do músculo na saúde e na doença1,2,3 especial com a disponibilidade aumentada de modelos genéticos modificados do rato para vários myopathies. Estudos mecânicos de alta resolução em fibras únicas ou pequenos feixes combinados com difração de raios-X é melhor feito por especialistas. Se, entretanto, a informação mecânica mais modesta bastará para seus propósitos, a preparação inteira do músculo permite a coleção de testes padrões detalhados do raio X de uma preparação simples.
Uma dissecção limpa é a chave para uma experiência combinada bem-sucedida de raio-X e mecânica. É muito importante não puxar o músculo alvo, bem como outros músculos associados com os músculos sóleo ou EDL durante a dissecção, uma vez que isso poderia rasgar partes do músculo e levar à força reduzida. Pode igualmente conduzir à estrutura interna danificada que degradará os testes padrões do raio X. Uma vez que tudo vai se espalhar no feixe de raios-X, é importante para limpar qualquer gordura extra, o colágeno na fáscia, bem como todos os pêlos ou pedaços soltos de tecido ao fazer o seguinte protocolo. Para reduzir a conformidade adicional na preparação do músculo, é igualmente importante amarrar firmemente os tendões aos ganchos, tão perto como possível ao corpo do músculo sem danificá-lo.
Os tempos de exposição diferentes do raio X podem fornecer tipos diferentes da informação do mesmo músculo. Usando o feixe completo em 18id, um teste padrão Equatorial analisáveis pode ser obtido em uma exposição de 1 senhora (veja Figura 2D). Para uma primeira reflexão de linha de camada de miosina analisáveis, um tempo de exposição total de 10 ms é normalmente necessário. Para coletar reflexões meridianos de ordem superior, como a M15 (reflexão meridional de miosina de 2,8 nm) e a reflexão meridional da actina 2,7 nm, normalmente é necessária uma exposição total de pelo menos 1 s, mas é recomendada uma exposição total de mais de 2 s para alta precisão Medidas.
A escolha do detector de raios-X ideal para o experimento é importante. Para os padrões de raios-X mais detalhados um detector CCD personalizado, como o da BioCAT com ca. 40 μm pixels e ~ 65 μm ponto spread funções no fósforo, pode fornecer padrões com alta gama dinâmica e boa resolução espacial, mas só pode tomar um quadro de cada vez. Para experimentos com tempo resolvido, o detector de pixel array de contagem de fótons na BioCAT pode coletar padrões de raios-X em 500 Hz. O tamanho do pixel de 172 μm com este detector, entretanto, não fornece a suficiente definição espacial para estudos detalhados da parte interna do meridiano mas é adequado para a maioria outros de finalidades. A Biocat adquiriu um detector de contagem de fótons de alta resolução proporcionando 75 μm de resolução real a uma taxa de quadros máxima de 9.000 Hz. detectores semelhantes deste tipo são esperados para suplantar detectores de corrente para estudos musculares ao longo dos próximos anos.
Com os fluxos muito elevados de raios-X em síncrotrons de terceira geração, o dano de radiação é uma preocupação séria. É sempre uma boa escolha para atenuar o feixe para entregar não mais feixe do que é necessário para observar as características de difração desejada. A mesma exposição total do raio X pode ser conseguida prolongando o tempo da exposição de um feixe atenuado. Uma vantagem do fóton contando detectores de pixel array é que os quadros individuais podem ser somados juntamente com nenhuma penalidade de ruído. Mesmo assim, o dano de radiação é possível. Sinais de dano de radiação inclui gota de força máxima de contração, manchas de reflexos de linha de camada, até mesmo a mudança de cor muscular.
Uma das limitações da preparação do músculo esquelético do rato intacto é a dificuldade em obter o comprimento do sarcômero do músculo intacto durante os experimentos. Os músculos são muito grossos para microscopia de vídeo e difração de laser. Quando com desenvolvimentos futuros pode ser possível estimar o comprimento do sarcômero diretamente dos testes padrões da difração14, no termo próximo a única opção é medi-la após o experimento como descrito aqui.