Name: Yüksek çözünürlüklü Fourier Patoloji iyileştirilmesi yönünde İnsan Doku Bölümler Kızılötesi (FT-IR) Spektroskopik Görüntüleme Dönüşümü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-01-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 5 s
Description: Keşfedin FT-IR spektroskopik görüntüleme yöntemiyle insan doku örneklerinden yüksek çözünürlüklü biyokimyasal veri elde etme tekniğini. Bu etiketsiz yöntem patolojide hastalık tanısı ve prognozunu iyileştirir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Chicago'daki Illinois Üniversitesi Patoloji Bölümü'ne finansal destek için teşekkür ederiz. Histoloji ve görünür görüntüleme hizmetleri, Araştırma Rektör Yardımcısı'nın desteğiyle kurulan Chicago'daki Illinois Üniversitesi'nde Araştırma Kaynakları Merkezi - Araştırma Histolojisi ve Doku Görüntüleme Çekirdeği tarafından sağlandı, özellikle Ryan Deaton ve Andy Hall'a uzmanlıkları için teşekkür ederiz. Ayrıca Agilent Technologies'e, özellikle de Frank Weston'a ek IR lensi desteği ve ödünç vermesi için teşekkür ederiz.

1. Doku Görüntüleri bir FT-IR Mikroskop kurma ve Kazanılması <ol><li> Bölüm bir mikrotomu kullanarak IR uyumlu slayta 4 mikron kalınlığında bir formalin ile fikse parafine gömülü doku bloğu. Seçenek olarak ise, bölüm bir kriyostat kullanarak bir IR uyumlu slayt üzerine 4 mm kalınlığında bir sıvı azot dondurulmuş doku. NOT: Genellikle, bir seri bölüm cam slayt üzerinde elde edilecek ve ya immünohistokimyasal leke (örneğin Hematoksilen ve Eosin (H &amp; E) gibi) özel ile boyandı. Buna ek olarak, kültürlenmiş hücre çizgileri İR uyumlu slaytlar üzerinde yetiştirilir. IR uyumlu slaytlar iletim modu görüntüleme için yansıma modu görüntüleme (örneğin, MirrIR slayt, altın) veya IR şeffaf slaytlar IR yansıtıcı slaytlar olabilir (örneğin, BaF 2, CaF2). </li><li> Sistemden atmosferik su çıkarmak için kuru hava veya kuru azot gazı kullanarak FT-IR mikroskop ve spektrometresi temizleyin. Ayrıntılı purg sağlamak için görüntüleme öncesi en az 45 dakika bekleyinör. </li><li> Serin FPA dedektör hem (79 K) ve sıvı azot kullanılarak FT-IR mikroskop iç MCT dedektör. Dedektörleri yaklaşık her 6 saat soğutulur. DİKKAT! Sıvı nitrojen bir kriyojenik sıvı ve soğuk yanıklara, donmaya ve kapalı alanlarda boğulma içinde neden olabilir. </li><li> FT-IR görüntüleme için mikroskop sahnede örnek slayt monte edin. </li><li> Görünür ışık emin olun sonra ya dürbün ya da (bir gerçek zamanlı doku görünür görüntü sağlar) örnek yakalama programı kullanarak &quot;AÇIK&quot; ve bir numune üzerinde odaklanmak. </li><li> Böyle yanlısı kararları gibi paket yazılım paketi açın ve &#39;Toplama&#39; tıklayın, ardından &#39;Tanı&#39; ve ardından &#39;Hizala Spektrometre&#39; tıklayın. Spektrometre iç dedektöre ışın yolu tıkalı olmadığından emin olun. </li><li> &#39;Görüntüleme Kur&#39; üzerine tıklayın. </li><li> &#39;Elektronik&#39; sekmesinde, Sa Altında &#39;, uygun&#39; Speed ​​&#39;seçeneğinimpling Oranı (SDR) &#39;ve&#39; sistemine bağlı Filtreler &#39;ayarları. NOT: Bu örnekte, ayar, SDR = 4 ve Filtreler = Yok Hız = 2.5 KHz olduğunu. </li><li> &#39;Optics&#39;in sekmesinde&#39; Orta IR kaynağı &#39;,&#39; Açık diyafram &#39;ve&#39;% 100 kiriş zayıflatıcı &#39;seçili olduğundan emin olun. </li><li> &#39;Optics&#39;in sekmesinde&#39; Ground &#39;olarak seçin&#39; Dedektör &#39;sistemini, kalibre etmek için,&#39; Sol &#39;olarak&#39; Mikroskop Dedektörü &#39;, ve sonra türüne bağlı olarak&#39; Geçirgenlik &#39;ya da&#39; Optik modu &#39;altında&#39; Yansıtılması &#39;birini seçin kullanılarak hazırlanmıştır kaydırın. </li><li> &#39;Lancer Kontrolü&#39; pencere açılacaktır, Kur&#39;u tıklatın. NOT: yansıma modu 1.12 ve 1.13 ve iletim modu 1,14-1,16 yönergeleri izleyin talimatlarını takip edin. Yansıma ve iletim hem de 1.17 den devam edin. </li><li> Yansıma modu için, içinde &amp;# 8216; Raw &#39;Lancer Denetimi&#39; üzerine tıklayın &#39;. Sahne Kontrol çubuğunu kullanarak ve FT-IR interferogram görüntüde (sağ üst resim) canlı görünümünü izlerken, slayt üzerinde temiz bir alana taşıyın. </li><li> Yaklaşık 8.000 sayıları entegrasyon süresini ayarlayın. Sonraki, yapıyla doku parçası, bir doku tercihen kenarına bulmak için sahneye taşımak ve görüntünün odağını mükemmel. Değişim &#39;Sıcaklık&#39; ve odaklama geliştirmek için bir görüntü oluşturmak yardımcı olmak için &#39;Kontrast&#39; seçeneği, bu kızılötesi veri üzerinde hiçbir etkisi olmayacaktır. 1.18 den devam edin. </li><li> &#39;Raw&#39; üzerinde &#39;Lancer Denetimi&#39; tıklama iletim modu için. Sahne Kontrol çubuğunu kullanarak ve FT-IR interferogram görüntüde (sağ üst resim) canlı görünümünü izlerken, slayt temiz bir alana taşıyın. </li><li> Yaklaşık 8.000 sayıları entegrasyon süresini ayarlayın. </li><li> Onun büyük zıplama için sayıyı artırmak için odaklama / kondansatör hedefi alt ayarlayınm. Bu görünüşte Gauss ve nispeten homojen olduğundan emin olmak için Lancer Kontrol sağ alt görüntünün şeklini izlemek. Yaklaşık 8.000 sayıları yeniden entegrasyon süresini ayarlayın. NOT: FT-IR interferogram görüntüdeki piksellerin herhangi bir beyaz açarsanız, entegrasyon süresini azaltmak. </li><li> Yapısı ile bir doku parçası, bir doku tercihen kenarını bulmak ve görüntünün odağını mükemmel sahne taşıyın. İsteğe bağlı olarak, odaklama geliştirmek için bir görüntü oluşturmak yardımcı olmak için sıcaklık ve kontrast seçeneklerini değiştirmek, ancak kızılötesi veri üzerinde hiçbir etkisi olmayacaktır. </li><li> Sahne Kontrol çubuğunu kullanarak, slayt temiz bir alana taşıyın. &#39;CALIBRATE&#39; düğmesine basın. Emin olun &#39;Range (OOR) Out Of&#39; değeri 50&#39;den az olan ve &#39;High Flux&#39; ve &#39;Düşük Flux&#39; sayımları arasındaki fark en az 4.000 sayar. </li><li> Iki kez &#39;Tamam&#39; seçeneğini seçin. Optik sekmelerde seçin; &#39;Dedektörü&#39; = &#39;MCT&#39;, &#39;MicrosDedektörü &#39;=&#39; Sağ baş &#39;ve ardından&#39; Setup &#39;. Bu noktada, ekranda bir FT-IR interferogram olacaktır. &#39;Centerburst Bul&#39; üzerine tıklayın. &#39;Tamam&#39; düğmesine tıklayın. </li><li> &#39;Optics&#39;in sekmesinde,&#39; Dedektörü &#39;=&#39; Ground &#39;,&#39; Mikroskop Dedektörü &#39;=&#39; Setup &#39;&#39; Sol &#39;ve seçin yeniden seçin. </li><li> Lancer Denetim - resim temiz bir alanda hala sağlamak ve tekrar &#39;Kalibre&#39; tıklayın. &#39;Tamam&#39; düğmesine tıklayın. </li><li> Sonraki, atmosfer, sistem ve slayt absorbans düzeltmek için bir plan FT-IR görüntü toplamak. &#39;Electronics&#39;in&#39; sekmesine gidin ve 4 cm -1 veya 8 cm -1 dokusu için tipik, uygun spektral çözünürlüğü seçin. </li><li> &#39;Arka Plan&#39; sekmesine gidin ve &#39;işbirliği eklemek için tarar&#39; de 128 yazın. &#39;Yeni Dosya ...&#39; düğmesini seçin ve uygun kat arka plan dosyasını yerleştiriner. Mosaicing 1. Click &#39;Arka Plan&#39; 1 sağlamak için &#39;Imaging&#39;e&#39; sekmesini kontrol edin, bitirmek ve nerede dosyayı kaydetmek için onaylamak için tarama bekleyin. Arka plan FT-IR görüntü üzerinde bir bölgeyi tıklayın ve spektrumu kontrol edin. </li><li> Numunenin büyük bir mozaik görüntü çekmek için, &#39;Imaging&#39;e&#39; sekmesini seçin ve kazanmak isteyen mozaik boyutu için X ve Y kare sayısını yerleştirin. </li><li> &#39;Setup&#39; tıklayın ve Lancer Kontrol ilgi alanı bulmak için canlı IR görünümünü kullanın. Bir mozaik alarak Eğer, ilgi alanının ortasında canlı yem merkezi. &#39;Tamam&#39; düğmesine tıklayın. &#39;Electronics&#39;in&#39; sekmesine gidin ve (doku için 2 ve 16 taramalar arasında tipik bir değer) işbirliği eklemek için taramalar sayısını yazın. &#39;Tara&#39; tıklayın. </li><li> O odaklanmış görünüyor emin olmak için ekranda toplanan FT-IR görüntü kontrol edin. Bu konumdan bir IR spektrumunu getirmek ve gürültü kabul edilebilir bir sinyal var görünüyor olmadığını kontrol için resmin üzerine tıklayınız. Acquiörnek bir görünür bir görüntü yeniden. </li><li> Görüntü kaydetme ve ENVI-IDL gerekli biçime ihracat. </li></ol> 2. Yüksek çözünürlüklü Yetenekleri için bir FT-IR Mikroskop Uyarlama NOT: Çoğu FT-IR sistemleri yaklaşık objektif 15X büyütme ve 0.5 sayısal açıklık (NA) ile donatılmıştır. Yüksek çözünürlüklü modunda görüntü, bir kızılötesi uyumlu 36X veya YOK 74X objektif kırınım sınırlı görüntüleme yetenekleri vermek için kullanılabilir. <ol><li> Saat yönünün tersine sökerek sistemin 15X objektif çıkarın. </li><li> Onun yerine 36X veya YOK 74X objektif ya vidalayın. Kullanmadan önce hedefi hizalayın. Numune yeterince objektif yakın getirmek için objektif uzatma tüpleri kullanın. </li><li> Yeni hedef altında dokuyu yerleştirin ve dürbün ya da örnek Yakalama programı kullanarak görünür ışık kullanarak odak. NOT: Yüksek çözünürlüklü görüntüleme iletim modunda yapılmalıdır. çok yakın çalışma mesafesise hedefleri (1-2 mm) ve odak derinliği çok sığ örneği dokunmadan hedefi düşürmek için zaman ayırdığınız, yavaş ve dikkatli bir şekilde odaklama gerektirir. </li><li> 1,6-1,11 yönergeleri izleyin. NOT: anlamlı odaklanmak için daha zor ve dedektör ulaşan çok daha az ışık olmak nedeniyle, aşağıdaki protokol 1.14 dayalı ayarlanır. </li><li> İletim modunda, &#39;Raw&#39; üzerine tıklayın. Sahne Kontrol çubuğunu kullanarak ve FT-IR interferogram görüntüde (sağ üst resim) canlı görünümünü izlerken, dokuya taşımak ve (bir kenarında ideal) odaklanmak. NOT: Bu nedenle (bu seçenekler IR verileri etkilemez var) odaklama geliştirmek için bir görüntü oluşturmak yardımcı olmak için &#39;Sicakkanlilik&#39; ve &#39;Kontrast&#39; seçeneklerini ayarlamak zor olabilir. </li><li> Bir kez sahne kontrol joystick ve slayt temiz bir alanda canlı IR görünümü hareket kullanarak, odaklı. Yaklaşık 8.000 sayıları entegrasyon süresini ayarlayın. Amacını odaklama alt ayarlayınonun maksimum sayıyı artırmak. Yaklaşık 8.000 sayıları yeniden entegrasyon süresini ayarlayın. </li><li> Yapısı ile bir doku parçası, bir doku tercihen kenarına bulmak için sahneye taşımak ve görüntünün odağını mükemmel. </li><li> Yüksek çözünürlükte bir görüntü Mozaikleme ise, doğru mozaikleme için mesafeler boyunca gereken doğru hareketine izin vermek üzere sahneye ayarlayın. Sahne mesafe ayarlarını değiştirmek için, Lancer Kontrolü &#39;Kur aşamasında&#39; gidin ve doğru Mozaikleme sağlamak için yatay ve dikey hizalama ayarlarını. </li><li> Slayt temiz bir alanda sahne kumanda kolu hareket kullanma. &#39;CALIBRATE&#39; düğmesine basın. Menzil (OOR) değeri Out Of olun hem 36x ve YOK 74X hedefleri için daha az 50&#39;dir. Yüksek Flux ve Düşük Akı değerleri arasındaki fark YOK 74X hedefi için en az 1.000 sayımları ve 36X objektif için 2.000 sayımları olduğundan emin olun. </li><li> 1,19-1,27 devam edin. 1.23 yılında tarama sayısı ve1.25 arka plan görüntüsü için yaklaşık 256 tarama ve doku görüntüsü için 16-128 taramalar indirgenmiş sinyal nedeniyle ayarlanması gerekir. </li></ol> 3. görselleştirme ve Sınıflandırılması IR spektral veri kümeleri NOT: Bu bölümde, biz görselleştirmek ve ENVI + IDL gibi yazılımları coğrafi görüntü işleme kullanarak ve analiz spektral görüntü veri ayıklamak nasıl görüşecek, ancak süreç gibi MATLAB gibi CytoSpec gibi özgür yazılım olarak herhangi bir alternatif yazılım için çok benzer veya alet geliştirici kendi yazılım. İR veri gerçekleştirilebilir birkaç farklı spektral işleme teknikleri vardır. <ol><li> Açık coğrafi görüntü işleme ve analiz yazılımları ve kızılötesi veri dosyası yüklenemedi. </li><li> &quot;Spektral araçları&quot; seçerek IR verilerine bir temel düzeltme algoritması uygulayın ve aşağı kaydırın ve &quot;Absorbans spektrumları&quot; tıklayın. Bir pop-up menü gözlemlemek ve &quot;Temel correction &quot; NOT: Temel düzeltme nedeniyle saçılma veri bir başlangıç ​​ofset eğim kaldıracaktır </li><li> Spektrumları tanımlanmış bir bölge altında belli bir spektral tepe (genellikle Amid I (1.650 cm -1) veya Amid II (1.550 cm -1)) ya da bölgeye verileri oranlama yoluyla, spektral normalleşme gerçekleştirin. &quot;Absorbans Spectra&quot; menü seçenekleri altında &quot;Normal spektrumları&quot; seçerek yapın. NOT: spektrumları herhangi bir farklılık gerçek biyokimyasal farklılıklar ve kalın nedeniyle veya numune arasındaki yoğunluk farkı böylece spektral normalleşme yapılır. </li><li> Gerekli 28 ise spektrumları gürültü çıkarmak için bir gürültü azaltma algoritması kullanın. . Başlangıç ​​düzeltme, spektral normalleşme ve gürültü azaltma çoğu yazılım inşa otomatik algoritmalar sahip, elde edilebilir ulaşabilirsiniz birden yaklaşımlar vardır ek olarak, düzeltmek olacak yaklaşımlar ortaya çıkan bir sayısı vardır: NOTdetaylı 29-42 tartışılmıştır spektral sapmaları; Ancak, toplum henüz gerekli bu hangi kabul etmez. </li><li> (Tipik olarak 900 ile 4000 cm spektral aralıkta -1) görüntü içinde toplanan tüm IR frekansları listesi gözlemleyin. Seçilen frekansta doku bir görüntü gözlemlemek için özel biyomoleküllerin karşılık frekanslarda tıklayın. <ol><li> Örneğin, numunedeki protein dağılımını gözlemlemek için 1650 cm -1 bant tıklayın. Alternatif olarak numune nükleik asitlerin dağılımını gözlemlemek için 1080 cm -1 bant tıklayın. 1.650 cm dalgasayısı kullanın -1. </li></ol></li><li> Farklı biyomoleküler bileşenlerin görünüm için izin verecek vb spektral pik yükseklik oranları, pik alanı oranları hesaplanarak ek görüntüler oluşturun. &#39;Spektral Araçlar&#39; üzerine tıklayın ve ardından seçin ya &#39;Tepe Yükseklik Oranlarını&#39; veya &#39;Görüntü Alan hesaplayın&#39;görüntüler oluşturmak için. </li><li> Aydınlık görüntüleri yakalar ayrı bir bütün slayt görüntüleyici sistemi kullanılarak lekeli karşılık gelen komşu doku bölümü tarayın. IR görüntüsünün yanı sıra, görünür bir görüntü programı ile boyanmış doku dijital görüntüsünü getirmek. </li><li> Sağ ilgi bölgede resmin üzerine tıklayın ve &#39;Z profili&#39; seçeneğini seçin. Bu seçilen piksel spektral bilgi verecektir. </li><li> Bu hücre tipleri, hastalık durumlarını karşılaştırılması gibi çeşitli sınıflar, birden fazla piksel IR spektrumları bak. &#39;İlgi Bölgeler&#39; (ROI) aracını kullanarak resmin Mark belirli piksel. Bu gerçekleştirmek için, resmin üzerine sağ tıklayın ve &#39;ROI aracını&#39; seçeneğini seçin. Normal örneğin, displazi ve kanser sınıfları için, etiketlenmesine sınıfları oluşturun. &#39;Nokta&#39; - Sonra, &#39;ROI türünü&#39; seçin. Ardından için piksel seçmek ve IR görüntüsünün uygun piksel çizmek için sınıfı seçin. Ortalama spektrumları f türetveya &#39;Ortalama ROI&#39; aracını kullanarak sınıfların her. </li><li> Grafik yazılımı komplo ile elde spektrumları karşılaştırın. </li></ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

FT-IR patoloji tanı mevcut standart iyileştirmede önemli bir role sahip potansiyeline sahip, doku kesitlerinin etiket ücretsiz biyokimyasal görüntüleme için gelişmekte olan bir yöntemdir. patoloji mevcut altın standart dokular, parafin gömülü, formalin sabit, biopsi birden çok kez kesitli ve birden fazla lekeler ile boyanmış gerektirir. Bir yüksek eğitimli patolog öznel görsel bir tanıyı belirlemek için doku yapısı ve hücresel morfoloji değerlendirmek zorundadır. Burada bölümlerin aynı tip yüksek çözünürlüklü kızılötesi görüntüleri toplamak ve hücre tipleri ve hastalık durumlarında arasındaki kimyasal farklılıkları incelemek için hesaplamalı yaklaşımlar bazı tartışmak nasıl gösterir. Bu protokol kapsamında kritik adımlar dokular çok dikkatli odaklı olmasını sağlamak için vardır ve sistem de çok kaliteli spektroskopik verileri sağlamak için kalibre edilir. sisteminin kurulması bakım özellikle criti olduğunu<html> cal yüksek büyütme hedefleri ile çalışırken. Sorun giderme yardımcı olmak için, aşağıdaki liste karşılaşılan olası bazı zorlukları kapsar; Sorun: yansıma görüntüleme Düşük IR şiddeti. Çözüm: yansıtıcı kaplama slayt yanlış tarafında olabilecek IR slayt yönünü kontrol edin. Sorun: Lancer Kontrol Düşük sinyal / Kırmızı uyarı işareti. Çözüm: LN2 ile serin dedektörler. Sıvı azot çalışması FPA dedektörler için gereklidir ve periyodik tepesinde olmak gerektirir. Sorun: Hız hatası / hareket hataları. Çözüm: spektrometre Reset ve titreşimleri azaltır. Titreşimler interferometreye hareketli ayna rahatsız neden olur. Sorun: veri Su buharı ani. Çözüm: sistemde tasfiye artırın ve havadan örnek korumak. Sorun: Geçersiz centerburst. Çözüm: centerburst bulun. e_content &quot;&gt; Sorun:. iletim Düşük akı fark odaklı olsa Çözüm:. kızılötesi ışık örnek üzerinde bir noktaya odaklanmış değil gibi alt kondansatörü ayarlayın Bu oluşacaktır. Bu yazıda, iletim veya transflectance modunda ya dokuların yüksek çözünürlüklü kızılötesi görüntüleri elde etmek için nasıl odaklanmıştır. FT-IR görüntüleme doğası, bu tür alt-tabaka tipine tespit tekniği, örnek kalınlığı, spektral çözünürlük, interferometre ayna hızı vb Bu parametrelerin etkisi olarak veri toplama ile yapılabilir çok modifikasyonlar olmasıdır var Son zamanlarda 4,5,17,51 geniş detaylı olarak tartışılmıştır. ATR modunda 10,24,26 içinde görüntüleme de dahil olmak üzere yüksek çözünürlüklü IR görüntüleme sağlamak için nano ölçekli termal yaklaşımlar 52,53 kullanılarak görüntüleme sistemi yapılabilir değişiklikler vardır. yüksek çözünürlüklü kızılötesi görüntüleme ile ana sınırlama ti olduğunussues (tipik olarak 4 um kalınlığında) üzerinden geçmesi için dikkatli bir şekilde hazırlanan ve IR için yeterince ince olması gerekir. Buna ek olarak, iletim ve yansıtma FT-IR görüntüleme nedeniyle su IR absorbans kuru olmasını örnekleri gerektirir. Ancak, FT-IR görüntüleme ki, diğer tekniklere göre önemli avantajlara sahiptir it can doku çok hızlı görüntü büyük alanlar, zengin ve ayrıntılı biyokimyasal bilgi türetmek ederken. Bir etiket-serbest bir şekilde biyokimyasal bilgileri elde Diğer benzer teknikler Raman spektroskopisi, ancak veri toplama zamanı görüntüleri elde etmek için çok daha yavaş olduğunu bulunmaktadır. Yeni Raman görüntüleme yaklaşımları Uyarılmış Raman saçılımı (SRS) ve Tutarlı Antistokes Raman saçılımı (CARS) dahil ortaya çıkıyor; Ancak, onlar erişim sınırlı spektral aralığı veya tek frekanslı görüntüleme var. veri toplama, uzamsal çözünürlük ve hesaplamalı yaklaşımlar durumu hızındaki gelişmeler FT-IR imag yapımında büyük değeri olmuşturpatolojide yeni bir görüntüleme aracı olarak çeviri için bir daha uygun bir yaklaşım ing. mekansal çözünürlükte son gelişmeler nedeniyle konvansiyonel FT-IR görüntüleme sistemleri kullanılarak çözülebilir olmayan anahtar hücre tiplerine doku patolojisi için özellikle önemli olmuştur. Reddy ve ark son kağıt. FT-IR görüntüleme sisteminin 5 optimum uzaysal çözünürlüğü elde etmek için ideal bir sistemi modellemek için nasıl gösterdi. Bu yazıda sunulan böbrek doku örneği glomerüler yapılar (Şekil 3 ve Şekil 5) biyokimyasal bilgileri ayıklamak amacıyla daha yüksek uzaysal çözünürlükte önemini ortaya koymaktadır. Gelecekte, Kuantum Cascade Lazerler çok parlak kızılötesi ışık kaynaklarının yeni gelişmeler 54-57, 3D spektral görüntüleme 58, ve nano ölçekli IR teknolojileri alanında devrimler 52,53,59,60 olabilir araştırma heyecan verici yeni yollar tutun doku görüntüleme gelecekte büyük etkileri. <p cldiagnostik değere sahip olabilir ek biyokimyasal bilgi için bir ihtiyaç vardır burada eşek = &quot;jove_content&quot;&gt; ve karaciğer ve böbrek hastalığı uygulama örnekleri sunulmuştur. Chicago Illinois Üniversitesi Patoloji Anabilim spektral Patoloji Laboratuarı hastalığı tanısı iyileştirilmesine yönelik IR görüntüleme teknolojilerinin çeviri odaklı ve hasta sonucun tahmin artırıldı. FT-IR görüntüleme kantitatif ve objektif bilgiler gerekli patoloji uygulamada mevcut sınırlamalar bazılarının üstesinden gelmek olabilir. Özellikle, gelecekteki iş akım teknikleri yeterli tanı duyarlılığını sağlamak veya sınırlı bilgi sağlamak için başarısız mevcut patoloji uygulamada alanların belirlenmesi üzerine odaklanmıştır. Bir açık bir ihtiyaç patoloji mevcut uygulamaların iyileştirilmesi ve yüksek çözünürlüklü FT-IR görüntüleme kullanarak ulaşılabilir olabilecek bir hastanın hastalık durumu hakkında patolog, daha fazla bilgi vererek doğru var.

IR spektroskopisi 1930&#39;lardan beri bazı şeklinde kullanılabilir bir analitik araç olmuştur; Ancak, sadece FT-IR ile doku görüntüleme alanı patladı son on yıl içinde be. nedeniyle büyük Odak Düzlemi Array durumu (FPA) genellikle IR duyarlı dedektörler 1 binlerce dedektörler için veri toplama 1) artış hızı: doku görüntüleme için FT-IR gelişmeler üç temel gelişmelerin büyük bir bölümünde tahrik edilmiştir gelişmiş işleme algoritmaları ve büyük hiperspektral verileri işlemek için hesaplama gücü 2, 2) geliştirme 3. setleri, ve FT-IR görüntüleme sistemlerinin 3) modelleme uzaysal çözünürlüğü 4,5 maksimize etmek. Dokulardan 17 point spektrumları veya haritalar elde etmek için adımlar detayı Doğa Protokolleri kağıda ek olarak çok sayıda yüksek kaliteli ve son zamanlarda 6-16 FT-IR spektroskopisi alanını gözden çok geniş makaleler, olmuştur. Bu yazıda, prot üzerinde durulacakocol yüksek çözünürlüklü yetenekleri ile modifiye FT-IR sisteminde 128 x 128 FPA dedektör kullanılarak dokuların görüntüleri elde etmek. FT-IR görüntüleme uzun nedeniyle her piksel biyokimyasal bilgi hazinesi olan görüntüleri elde etmek için yeteneği hücre ve doku görüntüleme için bir potansiyel arzu araç olarak öne sürülmüştür. FT-IR görüntüleme, bir numunedeki farklı biyomoleküllerin kantitatif orta kızıl ötesi farklı bölgelerini emeceği ilkesine dayanmaktadır; Bu bir &#39;biyokimyasal parmak izi&#39; türetilmesi için izin verir. Bu parmak izi farklı hücre tipleri ve hastalık durumları arasında değiştirmek için birçok çalışmalarda gösterilmiştir olmuştu. Lekeleri ve immünohistokimyasal belirteçler görselleştirmek ve tanı ve tedavi seçeneklerini yönlendirmek için kullanılan hücre tiplerini ve doku yapıları belirlemek için kullanılması gereken geleneksel patoloji uygulamada aksine, FT-IR görüntüleri doku doğal biyokimya dayanarak oluşturulmuştur. Mevcut techniqTanı için boyama dokusunun vi zaman alıcı, zahmetli, yıkıcı ve FT-IR Bu süreç, hızlı tahribatsız, yüksek otomasyonlu ve daha objektif hale getirmek için potansiyeli sunmaktadır ise, patolog öznel uzmanlık gerektirir. Buna ek olarak, FT-IR, geleneksel boyama teknikleri kullanılarak kolayca erişilebilir olmayabilir ilave biyokimyasal bilgi elde etmek için yeni bir yol sağlar. Son yılların en heyecan verici gelişmelerden biri artık hücre tipleri ve kapsamlı bir hastalık tanısı için kritik olan doku yapılarının görselleştirme ve karakterizasyonu için izin yüksek çözünürlüklü görüntüleme yaklaşımlarının kullanılabilirliği olmuştur. Bu tekniklerden biri de birçok heyecan verici çalışma uygulamaları 19-25 gösteren, yüksek çözünürlüklü görüntüleme 18 sağlayan bir yüksek kırılma indeksi, bir katı daldırma lens (SIL) içerir zayıflatılmış Toplam Yansıtma (ATR) FT-IR olduğunu. Buna ek olarak, ağırlıkolarak son zamanlarda ATR görüntüleme ile ilişkili artmış uzaysal çözünürlüğü endotelyal ve meme kanseri teşhisi 26 kilit bileşeni oluşturan meme dokusunda miyoepitelyal hücrelerin görselleştirme ve sınıflandırılması için izin olduğunu göstermiştir. ATR görüntüleme çok yararlı olmakla birlikte, bu teknik, FT-IR görüntü oluşturmak için doku ile iletişim kurmak için SIL gerektirmektedir; bu nedenle, bir kullanımı bir bakıma dokuların büyük bir kısmının hızlı bir şekilde görüntülenmiştir gereken doku patolojisi ile sınırlıdır. İkinci bir yaklaşım IR parlak bir kaynağı olarak bir sinkrotron kullanan varolan bir FT-IR, sisteme yüksek bir büyütme amacı birleştirilmesi ile gösterilmiştir, tamamen 0.54 x 0.54 um etkili bir piksel boyutuna sahip bir FPA ve resmi de aydınlatılması mümkündür. Bize konvansiyonel FT-IR sistemleri 4 kullanılarak çözülebilir değildi meme ve prostat dokularında önemli yapıları görselleştirmek için bu izin. IR görüntü mekansal çözünürlük bu dramatik artışlar olurkenn kullanımı nedeniyle sinkrotron gerektiren sınırlı kalmıştır, heyecan verici idi. Daha sonra, optimal sistem aynı zamanda yüksek çözünürlüklü görüntüleme bir sinkrotron kaynağı gereksinimi olmadan 1.1 x 1.1 mikron piksel boyutu ile yetenekleri değil, geleneksel bir globar IR kaynağı 5 kullanmak için izin verebilir dizayn edilmiştir. Bu makalede, biz çoklu IR hedefleri (15X, 36X ve YOK 74X) kullanarak gürültü oranı kabul edilebilir bir sinyal ile dokuların kırınım sınırlı IR görüntüleme için izin varolan ticari FT-IR görüntüleme sistemi değiştirmek için nasıl gösterir. Üç hedefleri ile etkin piksel boyutu 5.5 x 5.5 mm (15X), 2.2 x 2.2 mm (36X) ve 1.1 x 1.1 mm (YOK 74X). Daha sonra karaciğer ve böbrek biyopsileri 27 hastalık tespiti için mekansal çözünürlükte kazanımların önemini bazı örnekler vermek.

<table><tbody><tr><td>Cary 600 Serisi FT-IR sistemi</td><td>Agilent</td><td>Çoklu konfigürasyonlar&nbsp;</td><td>Alternatif FT-IR görüntüleme sistemleri mevcuttur</td></tr><tr><td>Ayarlanabilir ReflX Objektif 74X/0.65 NA IR</td><td>Edmund Optik</td><td>66-592</td><td></td></tr><tr><td>Ayarlanabilir ReflX Objektif 36X/0.5 NA IR</td><td>Edmund Optik</td><td>66-586</td><td></td></tr><tr><td>MirrIR slayt</td><td>FT-IR yansıma modu ölçümleri için</td><td>Kevley Technologies</td><td>CFR</td></tr><tr><td>Baryum Florür slaytları</td><td>Uluslararası Kristal Laboratuvarları</td><td></td><td>FT-IR iletim modu ölçümleri için çoklu boyutlar</td></tr><tr><td>Kalsiyum Florür slaytları</td><td>Uluslararası Kristal Laboratuvarları</td><td>FT-IR iletim modu ölçümleri için</td><td>birden fazla boyut</td></tr><tr><td>Kuru Azot/Kuru Hava gazı</td><td>Çoklu gaz tedarikçileri</td><td>Birden fazla boyut</td><td></td></tr><tr><td>Hekzan</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Dokuyu ayrıştırmak için</td><td>birden fazla boyut</td></tr><tr><td>Sıvı Nitrojen</td><td>Çoklu kriyojenik sıvı tedarikçileri</td><td>Birden fazla boyut</td><td></td></tr><tr><td>ENVI-IDL yazılımı</td><td>Exelis-Vis</td><td></td><td>Mevcut diğer yazılım paketleri</td></tr><tr><td>Tüm slayt Görüntüleyici</td><td>Scanscope (Aperio) veya Nanozoomer (Hamamatsu)</td><td></td><td>Lekeli slaytları görüntülemek için</td></tr></tbody></table>

yüksek çözünürlüklü fourier patoloji iyileştirilmesi yönünde İnsan doku bölümler kızılötesi (ft-ir) spektroskopik görüntüleme dönüşümü

High-definition Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopic Imaging of Human Tissue Sections towards Improving Pathology

Yüksek çözünürlüklü Fourier Kızılötesi (FT-IR) spektroskopik görüntüleme biyokimyasal bilgi ilişkili olan detaylı görüntüler elde etmek gelişmekte olan bir yaklaşımdır Transform. Doku FT-IR görüntüleme orta kızıl ötesi farklı bölgeleri, varlığı ve bileşimine bağlı olabilir (örneğin, C = O, CH, NH) hücre veya doku içinde farklı kimyasal bağlar tarafından absorbe edilir prensibine dayanır biyomoleküllerin (örneğin, lipidler, DNA, glikojen, protein, kollajen). FT-IR görüntüsü olarak, görüntü içindeki her bir piksel daha sonra, hücre tipi veya hastalık tipi sınıflandırma için yararlanılabilir hücrelerin biyokimyasal durumu hakkında bilgi verebilir tüm Kızılötesi (IR) spektrum içerir. Bu yazıda göstermek: Bir FT-IR sistemini kullanarak insan dokularından IR görüntüleri edinme, yüksek çözünürlüklü görüntüleme yetenekleri için izin ve nasıl FT-IR görüntüleri görselleştirmek için mevcut enstrümantasyon değiştirmek nasıl. Daha sonra FT-IR bazı uygulamaları sunmakpatoloji için örnek olarak karaciğer ve böbrek kullanarak. FT-IR görüntüleme hastalık süreçlerinin bir parçası olarak biyomoleküler değişiklikler yeni fikir veren yönelik tamamen etiket ücretsiz olmayan bozucu rota hücreleri ve doku biyokimyasal bilgi edinmek için yeni bir rota sağlayan heyecan verici uygulamaları tutar. Ayrıca, bu biyokimyasal bilgiler potansiyel hastalık tanısı bazı yönlerinin nesnel ve otomatik analiz için izin verebilirsiniz.

FT-IR görüntüleme ilgi IR frekansına bağlı olarak farklı kontrastlar verebilir doku IR görüntülerinin türetilmesi için izin verir. Buna ek olarak, bir IR görüntüsü ile, her bir piksel hücresi türleri veya hastalık hallerinin (Şekil 1) biyokimyasal özellikleri hakkında bilgi verebilir farklı biyomoleküllerin karşılık gelen farklı zirveleri ile tüm İR spektrumu içerir. Burada, biz ancak daha gelişmiş otomatik sınıflandırma yapılabilir gibi Bayes sınıflandırma, Rastgele Orman, Yapay Sinir Ağları, ve Hiyerarşik Kümeleme Analizi gibi ek algoritmaları 3,43-50 kullanarak mümkündür, sınıflar arasındaki spektral imza karşılaştırmak nasıl göstermiştir Eldeki. Kontrollü Sınıflandırma yaklaşımlar hücre tipi veya hastalık durumunun otomatik tanıma izin verecek şekilde eğitilmiş bir sınıflandırıcı yapımı için izin verir. Denetimsiz sınıflandırma yaklaşımları doğal dif oluşan bakmak için kullanılabilirdokuda farklar veya biyokimyasal varyans nedeniyle hücreler. FT-IR enstrümantasyon, Cassegrain hedeflerini kullanarak görüntüleme modu IR opak delikleri kullanarak tek bir nokta / eşleme modunda ölçüm kullanarak ya da iletim modunda bir toplama amaç ya da tek bir amacı ile birleştiğinde bir aydınlatıcı objektif gelen, son birkaç on yıl içinde gelişti yanar ve yansıma modda toplar (Şekil 2), hem o. Son zamanlarda iletim modunda toplama hedefi toplanan IR görüntülerin 4,5 mekansal çözünürlükte önemli artışlara yol açar kırılma sınırlı IR görüntüleme için izin vermek için daha yüksek büyütme ve sayısal açıklık hedefi için dışarı açık olması ispatlandı. Şimdi, örneğin, böbrek, glomerüllerinde fonksiyonel birimleri hücre tiplerini ve doku yapıları belirlemek gibi doku görüntüleme için mekansal çözünürlükte gelişmeler içi uyarlanmış kullanarak, kritik öneme olmuşturFT-IR sistemleri (Şekil 3). Yüksek çözünürlüklü FT-IR görüntüleme anormal bölgeleri tespit etmek ve farklı hücre tipleri arasındaki biyokimyasal farklılıkları belirlemek için incelenecek dokuların ayrıntılı görüntüler sağlar. Bir karaciğer dokusu çekirdek olarak, displazi ve olmayan displastik siroz (Şekil 4) iki farklı alanlarını ayıran fibrozis infiltratif hepatositlerin ve bölgeleri görselleştirmek mümkündür. Biz karaciğer hastalığı zor durumlarda kullanılmak üzere otomatik tanı araçları haline getirme yolunda bu yararlanabilmesi için çalışıyoruz. Önemlisi, artan uzaysal çözünürlüğü şimdi bize histolojik değişiklikler belirgindir önce kimyasal hastalık modifiye edilebilir spesifik yapısal özellikleri izole etmek izin verebilirsiniz. Örneğin, daha önce, böyle Bowman kapsül, mesangium, glomerüler bazal membran ve boru şeklindeki bazal membran olarak böbrek glomerüler yapılarında biyokimyasal değişikliklerin belirlenmesi odaklandık<html> patolog tarafından belirlenen değişiklikler (Şekil 5) görülebilir. Özellikle, biz mevcut teknikler başarılı müdahale için erken yeterli şekilde değişiklikleri tanımlamak için başarısız transplant hastalarında, diyabetik nefropati ve kronik rejeksiyon ilerlemesi ile ilişkili değişikliklerin belirlenmesi ilgilendi. <img alt="Şekil 1," src="/files/ftp_upload/52332/52332fig1.jpg" /> (A), H &amp; E (B) karaciğer biyopsisi ve aynı iç bölmede seri IR absorbans görüntülerden çekirdek lekeli 3286 cm-1 ve (C) 2603 bir karaciğer çekirdek Şekil 1. FT-IR görüntü ve spektrumu. Resim farklı yapısal özellikler vurgulanan cm -1. Etiketli önemli tepe noktalarının (D) doku Tipik IR spektrumu,. Ölçek çubuğu = 100 mikron.fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/52332/52332fig2.jpg" /> Şekil 2. Optik şematik detaylandırma FT-IR mikroskop çalışma modları. (A) iletim modunda, numune alt amaç ile aydınlatılmış ve numune geçen ışık üst hedefi ile toplanır. Yansıma modunda (B), üst amacı hem örnek aydınlatmak ve yansıyan ışık toplamak için hizmet vermektedir. Alt amaç kullanılmaz. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52332/52332fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/52332/52332fig3.jpg" /> Ayırıcı Şekil 3. Karşılaştırılması2,925 cm -1 NA ile. (A) 15X toplama hedefi = 0.5 (5.5 x 5.5 mikron piksel boyutu) bir böbrek glomerül FT-IR görüntüleri t mikroskop hedefleri. NA ile (B) 36X toplama amacı = 0.5 (2.2 x 2.2 mikron piksel boyutunda). NA ile objektif toplama (C) YOK 74X 0.65 (1.1 x 1.1 mikron piksel boyutu) =. Ölçek çubuğu = 50 mikron. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52332/52332fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52332/52332fig4.jpg" /> Şekil karaciğer çekirdeğinde fibrozis ve hepatositler arasında 4. spektral farklılıklar. Karaciğer biyopsisi (A) H &amp; E boyalı çekirdek. (B) FT-IR taranan bir seri bölüm çekirdek (36X objektif kurulum) resmi. (C) Tecrüberesentative (A) &#39;de oklarla gösterilmektedir doku bölgelerden alınan hepatositlerin ve fibrozis spektrumu ve (B). Ölçek çubuğu = 100 mikron. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52332/52332fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/52332/52332fig5.jpg" /> Yüksek çözünürlüklü bir FT-IR görüntüleme kullanılarak böbrek doku biyopsisi özellikler Şekil 5 farklılaşması. Özelliklere sahip, (A) periyodik asit-Schiff Kesitler etiketli ekstre edilecek. (B), aynı doku seri bölümünün CH 2 asimetrik uzanan coğrafyada (36X objektif kurulum) Yüksek çözünürlüklü FT-IR görüntü. (C), (A) kimyasal dif edebilmek için (B) FT-IR görüntü kullanılarak ekstre etiketli ÖzelliklerDört doku özelliklerini farklılaştıran. Ölçek çubuğu = 50 mikron. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52332/52332fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FT-IR) spektroskopik görüntüleme, hücre ve dokuların biyokimyasal veri setlerini elde etmek için hızlı ve etiketsiz bir yaklaşımdır. Burada, hastalık teşhisini iyileştirmek için doku kesitlerinin yüksek çözünürlüklü FT-IR görüntülerinin nasıl elde edileceğini gösteriyoruz.

Yüksek çözünürlüklü Fourier Patoloji iyileştirilmesi yönünde İnsan Doku Bölümler Kızılötesi (FT-IR) Spektroskopik Görüntüleme Dönüşümü

High-definition Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopic imaging is an emerging approach to obtain detailed images that have associated ...

Bu prosedürün genel amacı, doku örneklerinin yüksek çözünürlüklü kızılötesi görüntülerini elde etmektir. Bu işlem, öncelikle doku örneklerinin kızılötesiyle uyumlu lamlar üzerine kesilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise uygun objektifler takılarak yüksek çözünürlüklü bir görüntüleme düzeneğinin kurulmasıdır.Ardından, substratın arka planı toplanır ve doku örneği taranır. Son adım, veri işleme ve görselleştirme için uygun yazılımın kullanılmasıdır. Nihayetinde, biyolojik dokulardan bozucu olmayan bir yöntemle biyokimyasal bilgiler elde etmek ve bunları görselleştirmek için yüksek çözünürlüklü kızılötesi görüntüleme kullanılır.Bu tekniğin ışık mikroskobisi gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, dokunun doğal biyokimyasının boyalar veya problar kullanılmadan incelenebilmesidir. Bu yöntem, diyabetik nefropati nüksünün öngörülmesi ve HEPA kar osteogenezi yoluyla karaciğer hastalığının ilerlemesinin sınıflandırılması gibi patoloji alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Geleneksel histopatolojiden elde edilemeyen çok miktarda biyokimyasal bilgi sağlaması nedeniyle, bu tekniğin etkileri hastalık teşhisi ve prognozuna kadar uzanmaktadır.Bu yöntem tanı koymak için kullanılabileceği gibi, yara iyileşmesi sürecindeki değişimleri takip etmek ve GI kanalı ile beyindeki kök hücreler gibi temel doku özelliklerini belirlemek için de kullanılabilir. İlk olarak, formalinle fikse edilmiş ve parafine gömülmüş doku bloğundan bir mikrotom kullanarak IR uyumlu bir lama dört mikrometre kalınlığında kesitler alınır.Bundan sonra, sistemdeki atmosferik suyu uzaklaştırmak için FTIR mikroskobunu ve spektrometresini kuru hava ile temizleyin. Ardından, mikroskoptaki hem odak düzlemi dizi dedektörünü hem de dahili cıva kadmiyum tellürür dedektörünü sıvı azot kullanarak soğutun; görünür ışığın açık olduğundan emin olduktan sonra, FTIR görüntüleme için numune lamını mikroskop tablasına yerleştirin ve numune yakalama programını kullanarak numuneye odaklanın.Ardından, paket yazılımı açın ve collect seçeneğine tıklayın. Diagnostics sekmesine tıklayın ve bir çizgi spektrometresi seçin. Daha sonra sistemi kalibre etmek için imaging setup kısmına tıklayın.Optik sekmesinde, dedektörü ground microscope detector as left olarak seçin ve ardından optik modu altından geçirgenliği (transmittance) seçin. Lancer kontrolündeki iletim modu için lancer kontrol penceresini açacak olan kurulum (setup) düğmesine tıklayın. Sahne kontrol joystick'ini kullanarak ham görüntüye (raw) tıklayın ve FTIR İnterferogram görüntüsünün canlı izlemesini takip ederek lamın temiz bir alanına gidin.Bu aşamada, entegrasyon süresini yaklaşık 8.000 sayıma ve alt kondansatör objektifine ayarlayın. Sayım sayısını maksimuma çıkarmak için, görüntünün Gauss görünümünde ve nispeten homojen olduğundan emin olmak amacıyla lancer kontrolündeki sağ alt görüntüdeki şekli izleyin. Entegrasyon süresini ayarladıktan sonra, yapıya sahip bir doku parçası, tercihen bir dokunun kenarını bulmak için tablasını tekrar hareket ettirin.Ardından görüntünün odağını mükemmelleştirin. Sahne kontrol joystick'ini kullanarak lamın temiz bir alanına gidin. Seçim yaptıktan sonra kalibrasyon düğmesine basın.Optik sekmesinde, dedektör kısmından MCT'yi ve mikroskop dedektörü kısmından sağ olanı seçin. Ardından kurulum seçeneğine tıklayın. FTIR interferogramı ekranda görüntülendiğinde, merkez patlamasını bul seçeneğine ve ardından tamam'a tıklayın.Optikler sekmesinde, dedektör kısmını ground microscope detector equals left olarak yeniden seçin. Ardından kurulumu (setup) seçin. Lancer kontrolünde görüntünün hâlâ temiz bir alan üzerinde olduğundan emin olduktan sonra, tekrar kalibre et (calibrate) düğmesine ve ardından tamam (okay) düğmesine tıklayın.Arka plan FTIR görüntüsü toplamak için elektronik sekmesine gidin ve genellikle dört veya sekiz ters santimetre olan uygun bir spektral çözünürlük seçin. Doku için arka plan sekmesine gidin ve toplanacak tarama sayısına 128 yazın. Yeni dosya düğmesini seçin ve arka plan dosyasını uygun klasöre yerleştirin.Arka plana tıklayıp taramanın bitmesini bekledikten sonra, dosyanın nereye kaydedileceğini onaylayın. Arka plan üzerinde bir bölgeye tıklayarak FTIR görüntüsünü ve spektrumu kontrol edin. Bu noktada, kuruluma tıklayın ve başlatıcı kontrolünde canlı IR görünümünü kullanın.İlgilenilen alanı bulmak için elektronik sekmesine gidin ve toplanacak tarama sayısını girin. Ardından tara butonuna tıklayın. FTIR mikroskobunu yüksek çözünürlüklü analize hazırlamak için 15x objektif yerine yüksek büyütmeli objektifi vidalayarak yerleştirin. Bu aşamada, görüntü işleme ve analiz yazılımını açın ve IR veri dosyasını yükleyin.Spektral araçları seçerek ve aşağı kaydırıp absorbent spectra seçeneğine tıklayarak IR verilerine bir taban çizgisi düzeltme algoritması uygulayın. Açılır menü göründüğünde, baseline correction seçeneğini belirleyin. Absorbent spectra menü seçenekleri altındaki normalized spectra seçeneğini seçerek spektral normalizasyonu gerçekleştirin.Bunun ardından, görüntü içinde toplanan tüm IR frekanslarının listesini inceleyin. Farklı biyomoleküler bileşenlerin görselleştirilmesine olanak tanıyan görüntüler oluşturmak için, belirli biyomoleküllere karşılık gelen frekanslara tıklayarak dokunun seçilen frekanstaki görüntüsünü gözlemleyin. Spektral araçlara tıklayın ve ardından pik yükseklik oranlarını seçin.IR görüntüsünün yanı sıra parlak alan görüntüleri de yakalayan ayrı bir tam slayt görüntüleyici sistem kullanarak karşılık gelen komşu boyalı doku kesitini tarayın. Boyalı dokunun dijital görüntüsünü görünür görüntü programı ile açın. Ardından, görüntü üzerinde ilgilenilen bir bölgeye sağ tıklayın ve seçilen pikseldeki spektral bilgileri almak için Z profilini seçin.Görüntü üzerindeki belirli pikselleri işaretlemek için görüntüye sağ tıklayın ve ROI aracını seçin. Etiketlenecek sınıfları, örneğin Glomerulus ve Bowman kapsülü sınıflarını oluşturun. Ardından ROI tipini nokta olarak seçin, ardından pikselleri seçilecek sınıfı belirleyin ve IR görüntüsündeki uygun pikseller üzerine işaretleme yapın.Ortalama ROI aracını kullanarak her bir sınıf için ortalama spektrumları türetin. Son olarak, türetilen spektrumları grafik çizerek karşılaştırın. Grafikleme yazılımlarında, FT IR görüntüleme, IR frekansına bağlı olarak farklı kontrastlar sağlayabilen doku IR görüntülerinin türetilmesine olanak tanır.Her piksel, hücre tiplerinin veya hastalık durumlarının biyokimyasal özellikleri hakkında bilgi verebilen, farklı biyomoleküllere karşılık gelen farklı piklere sahip tüm spektrumdan oluşur. FTIR cihazları, opak açıklıklar kullanan tek noktalı haritalama modunda ölçüm yapmaktan; transmisyon modunda toplama objektifi ile eşleşmiş bir aydınlatma objektifi veya refleksiyon modunda hem aydınlatma hem de toplama yapan tek bir objektif kullanan CASA tane objektifli görüntüleme moduna doğru evrilmiştir. Hücre tiplerinin ve doku yapılarının artık tanımlanabiliyor olması nedeniyle, doku görüntülemedeki uzaysal çözünürlükteki ilerlemeler kritik öneme sahip olmuştur.Bu vakada, böbrek glomeruli fonksiyonel birimleri bir karaciğer doku örneğinde gözlemlenmiştir. Hepatositlerin ve displazi ile displastik olmayan sirozun iki ayrı bölgesini ayıran infiltre fibrozis bölgelerinin görselleştirilmesi mümkündür. Artırılmış uzamsal çözünürlük, histolojik değişiklikler belirgin hale gelmeden önce hastalık tarafından kimyasal olarak modifiye edilebilecek spesifik yapısal özelliklerin izole edilmesine olanak tanır.Bowman kapsülü, mezangiyum, glomerüler bazal membran ve tübüler bazal membran gibi böbrek glomerüler yapılarındaki biyokimyasal değişiklikler FTIR görüntüleme ile belirlenebilir. Bu prosedürü uygularken, tarama işleminden önce lamların tamamen deparafinize edilmesi gerektiğini unutmamak önemlidir. Biyokimyasal imzalar ile doku morfolojisini ilişkilendirmek amacıyla, aynı doku kesiti üzerinde geleneksel immünokimyasal analiz gibi diğer yöntemler de uygulanabilir.İlk geliştirmemiz olan bu teknik, doku görüntüleme alanındaki araştırmacıların dokular içindeki küçük hücre tiplerinin ve yapıların biyomoleküler durumlarını incelemelerine zemin hazırlamıştır. Bu videoyu izledikten sonra, doku örneklerinin yüksek çözünürlüklü FTR görüntülerini nasıl elde edeceğiniz ve temel spektral analizleri nasıl gerçekleştireceğiniz konusunda temel bir anlayış kazanmış olmalısınız. Sıvı azotla çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu prosedürü gerçekleştirirken kriyojenik güvenlik eldivenleri ve koruyucu gözlükler gibi güvenlik önlemlerinin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.

high-definition-fourier-transform-infrared-ft-ir-spectroscopic

Research

JoVE Journal

Medicine

Tıp

Optik Frekans Domain Görüntüleme<em&gt; Ex vivo</em&gt; Pulmoner Rezeksiyon Örnekler: Histopatoloji Korelasyon için Birebir Görüntü Alınması

Protein fonksiyonunun temel adımları, özellikle omurga konformasyonel değişiklikleri ve proton transfer reaksiyonları, genellikle mikrosaniye ila milisaniye zaman ölçeğinde gerçekleşir. Bu dinamik süreçler, özellikle işlevi ışık tarafından tetiklenen proteinler için, zaman çözümlü adım taramalı Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi ile incelenebilir.

Tarafından Işığa Proteinler Proton Transferi ve Protein Konformasyon Dynamics Zamanda çözülmüş kızılötesi spektroskopi Fourier-dönüşümü Step-tarama

Plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol ile şeffaf görünümü-liman görünür ve kızılötesi ışık görüntüleme için tanımlanır.

Görünüm-bağlantı noktaları görünür ve kızılötesi ışık şeffaf plastik mikrosıvısal cihazlar üretmek için yumuşak tekniğinde yordamı

Atomik Kuvvet Mikroskopisi-Kızılötesi Spektroskopi (AFM-IR), bakteriyel çalışmalar için güçlü bir platform sağlayarak nano ölçekli çözünürlük elde etmeyi sağlar. Her ikisi de, hücre altı değişikliklerin haritalandırılması (örneğin, hücre bölünmesi üzerine) ve kimyasal bileşimin karşılaştırmalı çalışmaları (örneğin, ilaç direncinden kaynaklanan) bakterilerde tek bir hücre düzeyinde yapılabilir.

Atomik Kuvvet Mikroskopisi, Tek Bakteri Kimyasını Araştırmak için Bir Araç Olarak Kızılötesi Spektroskopi ile Birleştirildi

Bu protokol, üç boyutlu çok polimerik numunelerin karakterizasyonunda fototermal nano ölçekli kızılötesi spektroskopinin performansını değerlendirmek için atomik kuvvet mikroskobu ve nano ölçekli kızılötesi spektroskopinin uygulanmasını açıklar.

Çok Fazlı Polimerik Sistemleri Keşfetmek için Nano Ölçekli Kızılötesi Spektroskopideki Gelişmeler

Burada, tek tek hücreleri tanımlamak ve metabolizmalarını anlamak için orta kızılötesi fototermal-FISH (MIP-FISH) olarak da bilinen optik fototermal kızılötesi floresan yerinde hibridizasyon (OPTIR-FISH) kullanan bir protokol sunuyoruz. Bu metodoloji, tek hücre çözünürlüğü ile hücresel metabolizmanın haritalanması da dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için geniş çapta uygulanabilir.

Optik Fototermal Kızılötesi-Floresan Yerinde Hibridizasyon (OPTIR-FISH)

Bu çalışma, doğrusal olmayan optik spektroskopi ve kütle spektrometresi görüntüleme kullanılarak yumuşak dokulardaki ilaçların korelasyon görüntülemesi için bir yöntem sunmaktadır. Yüksek çözünürlüklü cilt görüntülemeyi hassas ilaç tespiti ile birleştirmek, üstün topikal ürünlerin geliştirilmesi için kritik olan ciltteki ilaç dağılımını incelemek için değerli bir yaklaşım sunar.

Yumuşak doku kesitinde ilaç dağılımını görselleştirmek için korjunik optik spektroskopi ve kütle spektrometresi görüntüleme metodolojisi

Kompakt ve ultra stabil bir çift kırma interferometresine dayanan geniş alanlı Fourier dönüşümlü mikroskobu, 2D dedektörün tüm pikselleri için paralel spektrum elde edilmesini sağlar. Zaman alanı yaklaşımı, fotolüminesans ve Raman sinyallerinin çözülmesini sağlar ve ~1-μm uzaysal ve 23-cm-1 spektral çözünürlükle hızlı Raman eşlemesi (~5 ms/piksel) sağlar.

Multimodal Geniş Alanlı Fourier Dönüşümlü Raman Mikroskobu

Biz, ayrıntılı 2-boyutlu plak biyoloji intravasküler moleküler görüntüleme için yeni bir yakın-kızılötesi floresan (NIRF)...

İnflamatuar Plak Kızılötesi Floresans (NIRF) İntravasküler Moleküler Görüntüleme, Multimodal Yaklaşım civarında in vivo Ateroskleroz Görüntüleme

Onun 4x1-halkası montaj ile yüksek çözünürlüklü transkranial doğru akım uyarımı (HD-TEKMER), artan focality geleneksel TEKMER olan nöromodülatör etkileri hem birleştiren bir non-invaziv beyin stimülasyonu tekniktir. Bu makalede, 4x1 HD-TEKMER, ve güvenli ve etkili uyarılması için gerekli olan hususlar kullanımı sistematik bir kanıtıdır.

4x1 Yüzük Kullanımı Yüksek çözünürlüklü Transkraniyal Doğru Akım Uyarım (HD-TEKMER) olarak Teknik ve Düşünceler

Keşfedin FT-IR spektroskopik görüntüleme yöntemiyle insan doku örneklerinden yüksek çözünürlüklü biyokimyasal veri elde etme tekniğini. Bu etiketsiz yöntem patolojide hastalık tanısı ve prognozunu iyileştirir.

Yüksek çözünürlüklü Fourier Patoloji iyileştirilmesi yönünde İnsan Doku Bölümler Kızılötesi (FT-IR) Spektroskopik Görüntüleme Dönüşümü (Video) | JoVE Journal

Yüksek çözünürlüklü Fourier Patoloji iyileştirilmesi yönünde İnsan Doku Bölümler Kızılötesi (FT-IR) Spektroskopik Görüntüleme Dönüşümü

Daha fazla video keşfet