Yöntem makalesi

Biyomedikal Uygulamalar için Floresan Ömür Boyu Makro Görüntüleyici

DOI:

10.3791/64321

⸱

7 Nisan 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Biochemistry and Cell Biology, University College Cork, 2Cancer Research@UCC, University College Cork, 3Centre for Microscopy, Characterisation and Analysis (CMCA), The University of Western Australia, 4Physics Department, Brookhaven National Laboratory

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu yazıda, uzun bozunma yayan numunelerin makroskopik fotolüminesans ömür boyu görüntülenmesi için yeni, hızlı bir optik görüntüleyicinin kullanımı açıklanmaktadır. Entegrasyon, görüntü toplama ve analiz prosedürleri, görüntüleme için sensör malzemelerinin hazırlanması ve karakterizasyonu ve görüntüleyicinin biyolojik numunelerin incelenmesinde uygulanması ile birlikte açıklanmaktadır.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makalede, katı hal, O2'ye duyarlı kaplamalardan çözünür O2'ye duyarlı problarla boyanmış canlı hayvan dokusu örneklerine kadar farklı fosforesan numunelerdeki moleküler oksijen (O2) konsantrasyonunu haritalamak için tasarlanmış yeni bir fotolüminesans ömür boyu görüntüleyici sunulmaktadır. Özellikle, 625 nm ışık yayan diyot (LED) ile uyarılabilen ve 760 nm'de yayılan nanopartikül tabanlı yakın kızılötesi prob NanO2-IR kullanıldı. Görüntüleme sistemi, Timepix3 kameraya (Tpx3Cam) ve aynı zamanda bir görüntü yoğunlaştırıcı barındıran opto-mekanik adaptöre dayanmaktadır. O2 fosforesans ömür boyu görüntüleme mikroskobu (PLIM) çeşitli çalışmalar için yaygın olarak gereklidir, ancak mevcut platformların doğrulukları, genel esneklikleri ve kullanılabilirlikleri konusunda sınırlamaları vardır.

Burada sunulan sistem, entegre bir optik sensör ve okuma çipi modülü olan Tpx3Cam üzerine inşa edilmiş hızlı ve son derece hassas bir görüntüleyicidir. Yüzey lekeli bağırsak dokusu örneklerinden veya kalın bağırsağın intraluminal olarak boyanmış parçalarından yüksek yoğunluklu fosforesans sinyalleri ve stabil ömür değerleri ürettiği gösterilmiştir ve dokuO2 seviyelerinin yaklaşık 20 s veya daha kısa sürede ayrıntılı haritalanmasını sağlar. Bilinçsiz hayvanlarda aşılanmış tümörlerde hipoksi görüntülemeye yönelik ilk deneyler de sunulmuştur. Ayrıca, görüntüleyicinin, uyarma için 390 nm LED ve emisyon için 650 nm bandpass filtre kullanılarak Pt-porfirin boyalarınadayanan O2'ye duyarlı malzemelerle kullanım için nasıl yeniden yapılandırılabileceğini de açıklıyoruz. Genel olarak, PLIM görüntüleyicinin, kullanılan problar veO2 konsantrasyonunun ilgili iki boyutlu haritaları için yaşam boyu değerlerin doğru nicel ölçümlerini ürettiği bulunmuştur. Ayrıca ex vivo doku modellerinin ve canlı hayvanların metabolik görüntülemesi için de yararlıdır.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

O2, canlı sistemler için anahtar çevresel parametrelerden biridir veO2'nin dağılımı ve dinamikleri hakkında bilgi sahibi olmak birçok biyolojik çalışma için önemlidir 1,2,3. Doku oksijenasyonununfosforlu problar 4,5,6,7,8 ve PLIM 9,10,11,12,13 ile değerlendirilmesi biyolojik ve tıbbi araştırmalarda popülerlik kazanmaktadır 3,9,14,15,16, 17,18,19. Bunun nedeni, PLIM'in, floresan veya fosforesans yoğunluğu ölçümlerinin aksine, prob konsantrasyonu, fotobeyazlatma, uyarma yoğunluğu, optik hizalama, saçılma ve otofloresan gibi dış faktörlerden etkilenmemesidir.

Bununla birlikte, mevcut O2 PLIM platformları hassasiyetleri, görüntü yakalama hızları, doğrulukları ve genel kullanılabilirlikleri ile sınırlıdır. Zaman korelasyonlu tek foton sayımı (TCSPC), raster tarama prosedürü ile birlikte, PLIM ve floresan ömür boyu görüntüleme mikroskobu (FLIM) cihazlarında sıklıkla kullanılır20,21,22. Bununla birlikte, PLIM uzun bir piksel bekleme süresi gerektirdiğinden (milisaniye aralığında), görüntü alma süresi FLIM uygulamaları için gerekenden çok daha uzundur20,22,23. Kapılı CCD / CMOS kameralar gibi diğer teknikler, tek foton hassasiyetinden yoksundur ve düşük kare hızlarına sahiptir20,24,25,26. Ayrıca, mevcut PLIM sistemleri çoğunlukla mikroskobik formatta kullanılırken, makroskobik sistemler daha az yaygındır27.

TCSPC tabanlı PLIM makro görüntüleyici28 , bu sınırlamaların çoğunun üstesinden gelmek için kurulmuştur. Görüntüleyicinin tasarımı, aşağıdakilere sahip yeni bir opto-mekanik adaptör olan Cricket'in kullanılmasıyla büyük ölçüde kolaylaştırılmıştır: i) arka taraftaki kamera modülünün ve ön taraftaki objektif lensin kolay bağlanmasını sağlayan iki C montaj adaptörü; ii) Kriketin dış tarafında bir görüntü yoğunlaştırıcı için bir iç mahfaza ve ikincisi için bir elektrik prizi; iii) yoğunlaştırıcının önüne standart bir 25 mm emisyon filtresinin yerleştirilebileceği ön taraftaki C-mount adaptörünün arkasındaki bir iç alan; ve iv) kamera çipinde net görüntüler üretmek için lens ve kamera arasında optik hizalama/odaklama sağlayan halka regülatörleri ile optikleri harmanlayan dahili bir ışık.

Birleştirilmiş görüntüleyicide, kamera modülü, bir fotokatottan oluşan bir görüntü yoğunlaştırıcıyı ve ardından bir mikrokanal plakasını (MCP), bir amplifikatör ve hızlı bir sintilatör, P47 fosforu barındıran Kriket adaptörünün arka tarafına bağlanır. Cricket'in içine 760 nm ± 50 nm emisyon filtresi takılmıştır ve ön taraftaki C-mount adaptörüne NMV-50M11 '' objektif bir lens takılmıştır. Son olarak, lens ve kamera halka regülatörleri ile optik olarak hizalanmıştır.

Yoğunlaştırıcının rolü, gelen fotonları tespit etmek ve bunları kamera çipinde emisyon bozunumları ve ömür boyu görüntüler üretmek için kaydedilen ve kullanılan hızlı ışık patlamalarına dönüştürmektir. Kamera modülü, gelişmiş bir TCSPC tabanlı optik sensör dizisi (256 piksel x 256 piksel) veyeni nesil bir okuma çipi 29,30,31,32,33'ten oluşur ve görüntüleme yongasının her pikselinde 1,6 ns zaman çözünürlüğü ve 80 Mpixel/s okuma hızı ile foton patlamalarının varış zamanının (TOA) ve eşik aşımı süresinin (TOT) eşzamanlı olarak kaydedilmesini sağlar.

Bu konfigürasyonda, yoğunlaştırıcılı kamera tek foton hassasiyetine sahiptir. Veriye dayalıdır ve hızlı piksel dedektörü okuma (SPIDR) sistemi34'e dayanır. Görüntüleyicinin uzamsal çözünürlüğü daha önce düzlemsel fosforesanO2 sensörleri ve bir çözünürlük plakası maskesi ile karakterize edildi. Cihaz tepki fonksiyonu (IRF), diğer tüm ölçümlerde kullanılanla aynı ayarlarda düzlemsel bir floresan sensörün görüntülenmesiyle ölçülmüştür. Yaklaşık 2,6 ns'lik boyanın ömrü, PLIM modunda IRF ölçümü için kullanılabilecek kadar kısaydı. Görüntüleyici, sırasıyla 39,4 μm ve 30,6 ns (yarı maksimumda tam genişlik) uzamsal ve zamansal çözünürlüklerle 18 mm x 18 mm boyutlarına kadar nesneleri görüntüleyebilir28.

Aşağıdaki protokoller, makro görüntüleyicinin montajını ve daha önce karakterize edilen yakın kızılötesi O2 probuNanO2-IR 35 ile boyanmış biyolojik numunelerdeO2 konsantrasyonunun haritalanması için daha sonraki kullanımını açıklamaktadır. Prob, platin (II) benzoporfirin (PtBP) boyasına dayanan parlak, fotostabil, hücre geçirgen birO2 algılama probudur. 625 nm'de uyarılabilir, 760 nm'de yayılır ve fizyolojik aralıktaO2'ye sağlam bir optik yanıt sağlar (% 0 -% 21 veya 0-210 μMO2). Görüntüleyicinin ayrıca Pt(II)-porfirin boyalarına dayalı farklı sensör malzemelerini karakterize ettiği gösterilmiştir. Genel olarak, görüntüleyici yaygın bir fotoğraf makinesine benzer şekilde kompakt ve esnektir. Mevcut kurulumda, görüntüleyici farklı geniş alan PLIM uygulamaları için uygundur. LED'in hızlı bir lazer kaynağı ile değiştirilmesi, görüntüleyicinin performansını daha da artıracak ve potansiyel olarak nanosaniye FLIM uygulamalarını etkinleştirebilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hayvanlarla ilgili tüm prosedürler, Avrupa Toplulukları Konseyi Direktifi (2010/63/EU) uyarınca Sağlık Ürünleri Düzenleme Kurumu (HPRA, İrlanda) tarafından verilen izinler altında gerçekleştirilmiş ve University College Cork Hayvan Deneyleri Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır.

1. Numune hazırlama

  1. Canlı doku örneklerinin ex vivo probu ile boyanması
    1. Ex vivo uygulamalar için, 4 haftalık dişi Balb / c farelerinden taze izole edilmiş doku örnekleri kullanın.
    2. Deney gününde, bir fareyi kafa keserek ötenazi yapın ve yaklaşık 10 mm büyüklüğündeki kolon parçalarını (kalın bağırsak) hızla disseke edin. Hemen PBS tamponu ile yıkayın, 10 mM Hepes tamponu (pH 7.2) ile takviye edilmiş DMEM ortamına yerleştirin ve 37 ° C'de inkübe edin36.
    3. Bağırsağın serozal tarafının yüzey boyaması için, canlı doku örneklerini bir mini kaba aktarın, doku örneklerini örtmek için 1 mg / mL NanO2-IR probu içeren 2 mL tam DMEM uygulayın ve 37 ° C'de 30 dakika boyunca inkübe edin.
      NOT: Post-mortem dokudaki hücreler kültürde saatlerce canlı kalır. NaNO2-IR küçük sitotoksisite gösterir, bu nedenle tüm deneyler doku izolasyonundan sonra 4 saat içinde tamamlanmıştır.
    4. Derin doku intraluminal ex vivo boyama için, bağırsak parçalarını kuru bir Petri kabına aktarın ve fazla DLEM'yi filtre kağıdı ile çıkarın.
    5. Bir Hamilton şırıngası ile lümene 1 mg / mL NanO2-IR 35 içeren 1 μL DMEM enjekte edin ve numuneleri15 dakika veya 4 saate kadar inkübe edin.
      NOT: NaNO2-IR küçük uzun süreli sitotoksik etkiler gösterir; Bu nedenle tüm deneyler doku izolasyonundan sonra 4 saat içinde tamamlanmalıdır.
  2. Canlı hayvanlarda lekeli tümör dokusunun hazırlanması
    1. İn vivo uygulamalar için, CT26 hücrelerini 0.05 mg / mL'de NaNO2-IR probu içeren serumsuz ortamda 18 saat boyunca önceden boyayın.
    2. Bir fare alın, enjeksiyon alanını sağ kanattan tıraş edin ve NanO2-IR ile önceden boyanmış 1 × 10 5 lekesiz hücre ve 1 × 105 hücreden oluşan bir şırınga 200 μL karışımı enjekte edin.
    3. Tümörlerin farelerde büyümesine izin verin, tümör boyutunu bir kumpas ile ve hayvan ağırlığını periyodik olarak izleyin37. Aşılanmış tümörleri olan hayvanlar, tümör büyümesinin yedinci gününde görüntüleme için hazır hale gelir.
      NOT: Tümör hacmi denklem (1) kullanılarak hesaplanmıştır:
      V = (L × G 2)/2 (1)
      burada L , tümörün çapıdır ve Wis, L çapına dik çaptır.
    4. Görüntülemeden hemen önce servikal çıkıkla hayvanları kurban edin.

2. PLIM görüntüleme kurulumu

  1. Kriket adaptörünü alın ve içindeki yoğunlaştırıcı muhafazaya erişmek için arka taraftaki C-mount adaptörünü çıkarın. MCP-125 görüntü yoğunlaştırıcıyı bu bölmeye takın ve C yuvalı adaptörü geri takın.
  2. Cricket'in ön taraftaki C-mount adaptörünü çıkarın, 760 nm ± 50 nm emisyon filtresini takın ve C-mount'u geri takarak sabitleyin.
  3. Tpx3Cam kamera modülünü, C-mount adaptörü aracılığıyla Kriket modülünün arka tarafına bağlayın
  4. Lensi, C-mount adaptörü aracılığıyla Kriket modülünün ön tarafına bağlayın.
  5. Tüm kamera düzeneğini optik kara kutunun üzerine, örneklerin görüntüleneceği aşamaya bakacak şekilde monte edin (Şekil 1).
  6. 624 nm süper parlak LED'i kara kutunun içindeki bir breadboard'a bağlı bir direğe monte edin.
  7. LED'i bir güç kaynağına ve bir darbe jeneratörüne bağlayın. LED'i açın ve görüntülenen numunelerin etkili ve homojen bir şekilde uyarılmasını sağlamak için LED'e odaklanın.
  8. Fotoğraf makinesini başka bir darbe üretecine bağlayın ve kameraya ve LED38'e gönderilen darbeleri senkronize edin.
  9. Kriket ünitesindeki özel kabloyu ve soketi kullanarak, yoğunlaştırıcıyı standart bir güç kaynağına bağlayın ve kazancı 2,7 V'a ayarlayın.
  10. Lensin ve Kriket adaptörünün odaklama özelliklerini kullanarak, iyi kontrast ve parlaklığa sahip örneklerin net görüntülerini oluşturmak için kamera optiklerini örnek aşamasına odaklayın.
  11. Pt-porfirin boyalarla görüntüleyici kullanımı için, 625 nm LED'i uyarma için 390 nm LED ile değiştirin ve 760 nm ± 50 nm filtreyi Kriket modülünde 650 nm ± 50 nm filtreyle değiştirin.

3. Görüntü alma

  1. Örneği kamera lensinin önüne yerleştirin.
    NOT: İyi bir odaklanma için numune konumunu ayarlamak üzere numune tutucu olarak x-y-z ayarlanabilir bir sahne alanı kullanın.
  2. Odadaki tüm ışıkları kapatın.
  3. Odaklama ve numune hizalaması gibi operasyonel parametreleri ayarlamak için Sophy yazılımını açın.
    NOT: Sophy yazılımı, görüntüleme parametrelerini ayarlamak ve verileri kaydetmek için kamera ile birlikte sağlanır. Fotoğraf makinesi kodunu kontrol ederek yazılımın fotoğraf makinesine bağlı olduğundan emin olun. Ancak veri toplama için farklı bir program kullandık.
  4. Modüller'de sonsuz kareler seçin ve piksel çalışma modunu eşik üzerinde zamana ayarlayın.
  5. Modüller'de Önizleme'ye gidin ve Etkin modül'ü seçin. Bu, Medpix/Timpix Frames penceresini açar.
  6. Bu pencerede, renk ölçeğini değiştirin ve görüntüyü istediğiniz yöne döndürün .
  7. Yoğunlaştırıcıyı açın ve kaydı başlatın.
    NOT: Numunenin hizalamasını ve odağını görsel olarak onaylamak ve kayıt için LED uyarma parametrelerini optimize etmek için Sophy yazılımının kayıt ekranını kullanın.
  8. Kaydı durdurun ve Sophy yazılımını kapatın.
  9. Terminale gidin ve ham verileri ikili biçimde almak ve işlem sonrası işlemek için özel olarak tasarlanmış yazılımı kullanın (https://github.com/svihra/TimePix3).
    1. Terminalde, verileri kaydetmek için aşağıdaki komutları çalıştırın:
      Cd Belgesi/SPIDR/trunk/Release/
       Ls
      ./Tpx3daq - i 1 - b 50 - m - s {Dosyanın adı} - t {edinme süresi}
      NOT: "ls" yazdıktan sonra, geçerli dizindeki dosyaların listesini kontrol edin; Tpx3daq'ın görüldüğünü onaylayın.
    2. Tüm kareler kaydedilene kadar bekleyin.
    3. Verileri işlemek için terminalde aşağıdaki komutları çalıştırın:
      cd Belgeleri/Veri İşleme/Timepix3/Timepix3/
      kök
      . L dataprocess.cpp++
      .x DRGUI. C
    4. Bir RRGui penceresinin açılmasını bekleyin. Soldaki tüm değişkenleri ve sağdaki Tüm Veriler, Tek Dosya ve Centroid'i seçin.
    5. İşlenecek dosyayı seçin ve veri düşürücüyü çalıştırın.
      Not: işlenen tüm dosyalar ham dosya ile aynı klasörde görünür.

4. Veri analizi

  1. Sonradan işlenen verileri, verileri bir .ics görüntü dosyasına (https://github.com/lmhirvonen/timepix3cam) yazacak olan C dilinde yazılmış özel bir programla analiz edin.
  2. Ücretsiz olarak sunulan Time Resolved Imaging yazılımını kullanarak .ics görüntü dosyalarını açın (bkz. Fosforesans bozunumlarına uymak için iki üstel fonksiyon kullanın.
  3. Takılı .ics görüntü dosyalarını mevcut görüntü analiz yazılımıyla açın (bkz.
  4. Arama Tabloları'nı kullanarak fosforesans ömrü görüntüleri oluşturun ve bunları sahte renk ölçeğinde kodlayın (ör. kısa ömürler için mavi renk ve uzun ömürler için kırmızı). Görüntünün tamamı veya belirli ilgi alanları (YG) için ortalama yaşam boyu değerlerini hesaplamak üzere Ölçüm işlevini kullanın.
  5. Prob36'nın O2 kalibrasyonunun takılmasından elde edilen denklemi kullanarak ömür boyu değerleri oksijen konsantrasyonuna dönüştürün.
    NOT: Bu çalışma için (2) numaralı denklem kullanılmıştır:
    O 2 [μM] = −86,16 + 770,35 × e−0,049 × LT (2)

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ex vivo görüntüleme uygulamaları için, dokunun serozal tarafına NanO2-IR probunun topikal uygulaması ile bağırsak dokusunun parçaları boyandı. Daha derin boyama için, probun 1 μL'si lümene enjekte edildi. İkinci durumda, 0.2-0.25 mm kalınlığındaki bağırsak duvarı, probu kameradan korudu. İki boyama işlemi Şekil 2A'da gösterilmiştir.

Elde edilen yoğunluk ve PLIM görüntüleri Şekil 2B-G'de sunul...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yukarıdaki protokoller, yeni görüntüleyicinin montajının ve mikrosaniye FLIM/PLIM modunda çalışmasının ayrıntılı bir açıklamasını verir. TCSPC tabanlı yeni nesil Tpx3Cam kamera, görüntü yoğunlaştırıcı, emisyon filtresi ve makro lens ile opto-mekanik adaptör Cricket ile birleştiğinde, kullanımı kolay, kararlı, kompakt ve esnek bir optik modül üretir. Görüntüleyicinin, fosforlu malzemelerin karakterizasyonu ve canlı dokuO2 görüntülemeyi içeren bir dizi farklı numune ve analitik görevle iyi performans gösterdiği ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların beyan edecekleri çıkar çatışmaları yoktur.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

İrlanda Bilim Vakfı'ndan bu çalışma için mali destek, SFI / 12 / RC / 2276_P2, SFI / 17 / RC-PhD / 3484 ve 18 / SP / 3522 ve Breakthrough Cancer Research (Precision Oncology Ireland) için minnetle kabul edilmektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
627 nm LEDParçaları Ekspres: Sensörün uyarma dalga boyuna bağlı olarak farklı LED ile değiştirilebilir. Pt-porfirin boyaları için 390 nm LED kullanılmıştır.
760 ± 50 nm emisyon filtresiEdmund Optics84-788Sensörün emisyon dalga boyuna bağlı olarak farklı bir filtre ile değiştirilebilir. Kullanılmış 650 ± Pt-porfirin boyaları için 50 nm bant geçiren filtre.
Balb / c fareleriEnvigo, İngiltereBalb / c
Kara kutuThorlabsXE25C9 / M Kriket
AdaptörüPhotonisCricket-2
CT26 hücreleri ve nbsp;ATCCCT26. WThttps://www.atcc.org/products/crl-2638
DMEMSigma-AldrichD0697Diğer ortamlar da kullanılabilir
ImageJ Yazılımı ImageJÜcretsiz Görüntü analiz yazılımı. Şuradan indirilebilir: https://imagej.nih.gov/ij/index.html
P47 fosfor ekranlı MCP-125 görüntü yoğunlaştırıcıPhotonisPP0360EF
Minitabaklar Sarstedt83.3900.30035 mm çap 
Mylar plastik film, 75 mikron RS İrlanda785-0795Diğer plastik yüzeyler de kullanılabilir
NanO2-IRev yapımın/aProb, yayınlanmış 'Tsytsarev V, Arakawa H, Borisov S, Pumbo E, Erzurumlu RS, Papkovsky DB' yöntemine göre sentezlenebilir. Fosforlu oksijene duyarlı bir prob kullanılarak beyin metabolizması aktivitesinin in vivo görüntülenmesi. J Neurosci Yöntemleri. 2013 Haziran 15; 216(2):146-51. doi: 10.1016/j.jneumeth.2013.04.005. Epub 2013 25 Nisan. PMID: 23624034; PMCID: PMC3719178.' veya laboratuvarımız tarafından sağlanır.
NMV-50M11" 50 mm lensNavitarC-mount adators ile uyumlu diğer lensler kullanılabilir
Optik devre tahtasıThorlabsMB1836
Petri KaplarıSarstedt82.1472.00192 mm çaplı
Güç KaynağıTenma72-10495
Darbe JeneratörüTenmaTGP110
SophyAmsterdam Scientific Instrumentsn/zASI tarafından Tpx3Cam Tpx3Cam ile birlikte sağlanmıştır
Amsterdam Scientific InstrumentsTPXCAM
Tri2 YazılımıOxford Üniversitesin/aFree Time Resolved Imaging yazılımı şu adresten indirilebilir: https://users.ox.ac.uk/~atdgroup/index.shtml
XYZ Çeviri AşamasıThorlabsLT3

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Papkovsky, D. B., Dmitriev, R. I. Imaging of oxygen and hypoxia in cell and tissue samples. Cellular and Molecular Life Sciences. 75 (16), 2963-2980 (2018).
  2. Carreau, A., El Hafny-Rahbi, B., Matejuk, A., Grillon, C., Kieda, C. Why is the partial oxygen pressure of human tissues a crucial parameter? Small molecules and hypoxia. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 15 (6), 1239-1253 (2011).
  3. Yoshihara, T., Hirakawa, Y., Hosaka, M., Nangaku, M., Tobita, S. Oxygen imaging of living cells and tissues using luminescent molecular probes. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 30, 71-95 (2017).
  4. Papkovsky, B. Phosphorescence based oxygen sensors essential tools for cell biology and life science research. 17th International Meeting on Chemical Sensors - IMCS. , 71-72 (2018).
  5. Tsytsarev, V., et al. In vivo imaging of brain metabolism activity using a phosphorescent oxygen-sensitive probe. Journal of Neuroscience Methods. 216 (2), 146-151 (2013).
  6. O'Donovan, C., Hynes, J., Yashunski, D., Papkovsky, D. B. Phosphorescent oxygen-sensitive materials for biological applications. Journal of Materials Chemistry. 15, 2946-2951 (2005).
  7. Dmitriev, R. I., Papkovsky, D. B. Optical probes and techniques for O 2 measurement in live cells and tissue. Cellular and Molecular Life Sciences. 69 (12), 2025-2039 (2012).
  8. Papkovsky, D. B., Zhdanov, A. V. Phosphorescence based oxygen sensors and probes for biomedical research. Advanced Environmental, Chemical, and Biological Sensing Technologies XIV. 10215, 102150(2017).
  9. Rumsey, W. L., Vanderkooi, J. M., Wilson, D. F. Imaging of phosphorescence: A novel method for measuring oxygen distribution in perfused tissue. Science. 241 (4873), 1649-1651 (1988).
  10. Hogan, M. C. Phosphorescence quenching method for measurement of intracellular PO 2 in isolated skeletal muscle fibers. Journal of Applied Physiology. 86 (2), 720-724 (1999).
  11. Apreleva, S. V., Wilson, D. F., Vinogradov, S. A. Tomographic imaging of oxygen by phosphorescence lifetime. Applied Optics. 45 (33), 8547-8559 (2006).
  12. Becker, W., Shcheslavskiy, V., Rück, A. Simultaneous phosphorescence and fluorescence lifetime imaging by multi-dimensional TCSPC and multi-pulse excitation. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1035, 19-30 (2017).
  13. Wolfbeis, O. S. Luminescent sensing and imaging of oxygen: Fierce competition to the Clark electrode. BioEssays. 37 (8), 921-928 (2015).
  14. Dmitriev, R. I., Zhdanov, A. V., Nolan, Y. M., Papkovsky, D. B. Imaging of neurosphere oxygenation with phosphorescent probes. Biomaterials. 34 (37), 9307-9317 (2013).
  15. Shcheslavskiy, V. I., Neubauer, A., Bukowiecki, R., Dinter, F., Becker, W. Combined fluorescence and phosphorescence lifetime imaging. Applied Physics Letters. 108, 091111(2016).
  16. Babilas, P., et al. In vivo phosphorescence imaging of pO2 using planar oxygen sensors. Microcirculation. 12 (6), 477-487 (2005).
  17. Babilas, P., et al. Transcutaneous pO2 imaging during tourniquet-induced forearm ischemia using planar optical oxygen sensors. Skin Research and Technology. 14 (3), 304-311 (2008).
  18. Golub, A. S., Pittman, R. N. PO2 measurements in the microcirculation using phosphorescence quenching microscopy at high magnification. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 294 (6), 2905-2916 (2008).
  19. Zhdanov, A. V., Golubeva, A. V., Okkelman, I. A., Cryan, J. F., Papkovsky, D. B. Imaging of oxygen gradients in giant umbrella cells: An ex vivo PLIM study. American Journal of Physiology - Cell Physiology. 309 (7), 501-509 (2015).
  20. Becker, W. Fluorescence lifetime imaging - Techniques and applications. Journal of Microscopy. 247 (2), 119-136 (2012).
  21. Jenkins, J., Dmitriev, R. I., Papkovsky, D. B. Imaging cell and tissue O 2 by TCSPC-PLIM. Advanced Time-Correlated Single Photon Counting Applications. Becker, W. , Springer. Cham, Switzerland. 225-247 (2015).
  22. Becker, W. Advanced TCSPC-FLIM techniques. Multiphoton Microscopy and Fluorescence Lifetime Imaging: Applications in Biology and Medicine. König, K. , De Gruyter. Berlin, Germany. 23-52 (2018).
  23. Wei, L., Yan, W., Ho, D. Recent advances in fluorescence lifetime analytical microsystems: Contact optics and CMOS time-resolved electronics. Sensors. 17 (12), 2800(2017).
  24. Hirvonen, L. M., Suhling, K. Wide-field TCSPC: Methods and applications. Measurement Science and Technology. 28, 012003(2017).
  25. Hirvonen, L. M., Festy, F., Suhling, K. Wide-field time-correlated single-photon counting (TCSPC) lifetime microscopy with microsecond time resolution. Optics Letters. 39 (19), 5602(2014).
  26. Sparks, H., et al. Characterisation of new gated optical image intensifiers for fluorescence lifetime imaging. Review of Scientific Instruments. 88 (1), 013707(2017).
  27. Chelushkin, P. S., Tunik, S. P. Progress in Photon Science: Emerging New Directions. 115, Springer. Cham, Switzerland. (2017).
  28. Sen, R., et al. A new macro-imager based on Tpx3Cam optical camera for PLIM applications. Proceedings of SPIE. , 113591(2020).
  29. Fisher-Levine, M., Nomerotski, A. TimepixCam: A fast optical imager with time-stamping. Journal of Instrumentation. 11, (2016).
  30. Nomerotski, A. Imaging and time stamping of photons with nanosecond resolution in Timepix based optical cameras. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 937. 937, 26-30 (2019).
  31. Poikela, T., et al. Timepix3: A 65K channel hybrid pixel readout chip with simultaneous ToA/ToT and sparse readout. Journal of Instrumentation. 9, 05013(2014).
  32. Nomerotski, A., et al. Characterization of TimepixCam, a fast imager for the time-stamping of optical photons. Journal of Instrumentation. 12, 01017(2017).
  33. Hirvonen, L. M., Fisher-Levine, M., Suhling, K., Nomerotski, A. Photon counting phosphorescence lifetime imaging with TimepixCam. Review of Scientific Instruments. 88, 013104(2017).
  34. Visser, J., et al. SPIDR: A read-out system for Medipix3 & Timepix3. Journal of Instrumentation. 10, 12028(2015).
  35. Tsytsarev, V., et al. In vivo imaging of brain metabolism activity using a phosphorescent oxygen-sensitive probe. Journal of Neuroscience Methods. 216 (2), 146-151 (2013).
  36. Sen, R., et al. Mapping O2 concentration in ex-vivo tissue samples on a fast PLIM macro-imager. Scientific Reports. 10, 19006(2020).
  37. Kersemans, V., Cornelissen, B., Allen, P. D., Beech, J. S., Smart, S. C. Subcutaneous tumor volume measurement in the awake, manually restrained mouse using MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 37 (6), 1499-1504 (2013).
  38. Sen, R., et al. New luminescence lifetime macro-imager based on a Tpx3Cam optical camera. Biomedical Optics Express. 11 (1), 77-88 (2020).
  39. Papkovsky, D. B., et al. Phosphorescent polymer films for optical oxygen sensors. Biosensors and Bioelectronics. 7 (3), 199-206 (1992).
  40. Sen, R., et al. Characterization of planar phosphorescence based oxygen sensors on a TCSPC-PLIM macro-imager. Sensors and Actuators, B: Chemical. 321, 128459(2020).
  41. Lakowicz, J. R., Szmacinski, H., Nowaczyk, K., Berndt, K. W., Johnson, M. Fluorescence lifetime imaging. Analytical Biochemistry. 202 (2), 316-330 (1992).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Floresans m r G r nt lemeFosforesans m r G r nt lemeOksijen HaritalamaTimepix3 KameraTCSPC ModuHayvan Dokusu G r nt lemeNanopar ac k Oksijen ProbuG r nt G lendiriciHipoksi G r nt lemePlatin Porfirin Boyas

İlgili makaleler