Fosforesans Oksijen bağımlı Quenching dayanarak Serebral Kan oksijenasyon Ölçüm
Summary
Biz fosforesans oksijen bağımlı ısıl işlem dayalı serebral vasküler yapılarda kısmi oksijen basıncı (pO2) ölçmek için deneysel bir prosedür mevcut. Hayvan hazırlama ve görüntüleme yöntemleri pO2 görüntüle CCD tabanlı görüntüleme büyük alan sıçanlarda ve farelerde pO2 2-foton uyarma bazlı görüntüleme için özetlenen.
Abstract
Serebral kan ve doku oksijenasyonu uzaysal özelliklerinin izlenmesi nöro-metabolik-vasküler ilişkinin daha iyi anlaşılması için çok önemlidir. PO2 bakış daha geniş alanlarda daha yüksek uzaysal ve / veya zamansal çözünürlük ile eş zamanlı olarak izlenmesi ile yeni pO2 ölçüm yöntemlerinin geliştirilmesi, normal beyin işleyişi daha iyi kavramanızı sağlayacak gibi nörovasküler hastalıkların tanı ve tedavisi üzerinde önemli bir etkiye sahip olacak inme, Alzheimer hastalığı ve kafa travması.
Optik görüntüleme yöntemleri, optik spektrum görünür ve yakın kızılötesi aralığında hemoglobin emilimi dayalı yüksek uzaysal çözünürlük ve pO2 kantitatif görüntüleme sağlamak için büyük bir potansiyel göstermiştir. Ancak, serebral kan oksijenlenme multispektral ölçümü son derece saçılma beyin dokusu ile foton göç dayanmaktadır. Tahmin ve deney sırasında dinamik değişikliklere doku optik parametreleri, modelleme, genellikle kan oksijenlenme doğru tahmini için gereklidir. Öte yandan, fosforesans oksijen bağımlı ısıl işlem dayalı kısmi oksijen basıncı (pO2) tahmini doku optik parametreleri değişiklikler önemli ölçüde etkilenen ve pO2 mutlak bir ölçü sağlar olmamalıdır. Oksijen duyarlı boyalar kullanan Deneysel sistemleri yanı sıra fizyolojik pO2 aralığı doğru oksijen görüntüleme yeteneğine sahip güçlü bir teknoloji olduğunu fosforesans su verme gösteren, doku kültürleri oksijen içeriğini izlemek için perfüze doku in vivo çalışmalarda gösterilmiştir.
Burada nasıl fosforesans ömrü görüntüleme dayalı kortikal damarsal ölçümü pO2 gerçekleştirmek için iki farklı görüntüleme yöntemleri ile ortaya koymaktadır. Ilk gösteride bir sıçan kortikal yüzeyde pO2 görüntüle görüntüleme geniş alan mevcut. Bu görüntüleme yöntemi, nispeten basit bir CCD kamera ve darbeli bir yeşil lazer dayalı deney düzeneği vardır. Oxyphor R3 boya fosforesans ömrü dayalı kortikal yayılan depresyon izlenmesi bir örnek sunuldu. Ikinci gösteri yüksek çözünürlüklü iki foton bir fare kortikal mikro vasküler yapılarda pO2 görüntüleme sunuyoruz. Deney düzeneği, femtosecond lazer, elektro-optik modülatör ve foton sayma fotoğraf çarpan tüp ile özel bir dahili 2-foton mikroskop içerir. Biz PtP-C343 boya ile gelişmiş bir roman 2-foton ikaz kesiti kullanarak, kılcal damarlar da dahil olmak üzere kortikal mikrodolaşımını pO2 heterojenite görüntüleme bir örnek sunuyoruz.
Ilgili makaleyi görüntülemek için buraya tıklayın Biyolojik Sistemleri Oksijen Görüntüleme Fosforlu Nanoprobes sentezi ve Kalibrasyon.
Protocol
Discussion
Biz fosforesans oksijen bağımlı ısıl işlem dayalı kortikal mikrodolaşımını pO2 ölçüm iki uygulama göstermiştir. CCD görüntüleme dayalı ilk yöntem 2-foton mikroskopi dayalı kortikal mikrodolaşımını oksijen kısmi basıncı ölçme, pO2 bakış izleme geniş bir alan sağlarken, kapiller çözünürlüğü sağlar ve derinlemesine görüntüleme sağlar. Her iki yöntem de yüksek hız ve yüksek sinyal-gürültü ölçümleri sağlar. Buna ek olarak, pO2 fosforesans ömrü ölçümü, genellikle…
Acknowledgements
Biz, ABD Ulusal Sağlık hibe R01NS057476, P50NS010828, P01NS055104, R01EB000790, K99NS067050 R01HL081273 ve R01EB007279 ve Amerikan Kalp Birliği hibe 0855772D Enstitüsü'nün desteğiyle kabul etmek istiyorum.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Glycopyrrolate | Reagent | American Regent Inc. | NDC 0517-4605-25 | Used to control pharyngeal, tracheal, and bronchial secretions. |
| Lidocaine HCL | Reagent | Hospira Inc. | NDC 0409-4277-01 | Used as the local anesthesia during surgeries. |
| Isoflurane | Reagent | Baxter Healthcare Corp. | NDC 10019-360-40 | Used as a general inhalation anesthetic drug during surgeries and as a general anesthesia during experiments with mice. |
| Alpha Chloralose | Reagent | Sigma | C0128 | Used as a general anesthesia during experiments with rats. |
| Fluorescein isothio-cyanate–dextran | Reagent | Sigma | FD2000S | Administrated to create ~ 500 nM concentration in blood. |
References
- Kleinfeld, D., Friedman, B., Lyden, P. D., Shih, A. Y., Chen, J., Xu, Z., Xu, X., Zhang, J. Targeted occlusion to surface and deep vessels in neocortex via linear and nonlinear optical absorption, Animal Models of Acute Neurological Injuries. Contemporary Neuroscience Series. , (2007).
- Mostany, R., Portera-Cailliau, C. A Craniotomy Surgery Procedure for Chronic Brain Imaging. J Vis Exp. , (2008).
- Lebedev, A. Y., Cheprakov, A. V., Sakadzic, S., Boas, D. A., Wilson, D. F., Vinogradov, S. A., A, S. Dendritic Phosphorescent Probes for Oxygen Imaging in Biological Systems. Applied Materials & Interfaces. , (2009).
- Finikova, O. S., Lebedev, A. Y., Aprelev, A., Troxler, T., Gao, F., Garnacho, C., Muro, S., Hochstrasser, R. M., Vinogradov, S. A. Oxygen microscopy by two-photon-excited phosphorescence. Chemphyschem. 9, 1673-1679 (2008).
- Sakadžić, S., Yuan, S., Dilekoz, E., Ruvinskaya, S., Vinogradov, S. A., Ayata, C., Boas, D. A. Simultaneous imaging of cerebral partial pressure of oxygen and blood flow during functional activation and cortical spreading depression. Appl Opt. 48, D169-D177 (2009).
- Yaseen, M. A., Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Wu, W., Ruvinskaya, S., Vinogradov, S. A., Boas, D. A. Optical monitoring of oxygen tension in cortical microvessels with confocal microscopy. Opt Express. 17, 22341-22350 (2009).
- Sakadzic, S., Roussakis, E., Yaseen, M. A., Mandeville, E. T., Srinivasan, V. J., Arai, K., Ruvinskaya, S., Devor, A., Lo, E. H., Vinogradov, S. A., Boas, D. A. Two-photon high-resolution measurement of partial pressure of oxygen in cerebral vasculature and tissue. Nat Methods. 7, 755-759 (2010).
