Name: Gelişmiş Darkfield Mikroskopi ve Hiperspektral Haritalama ile histolojik Örneklerinde Metal Oksit Nanopartiküller Kimlik (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 19 s
Description: Keşfedin metal oksit nanopartiküllerin histolojik örneklerde gelişmiş darkfield mikroskopi ve hiperspektral haritalama ile hızlı tanımlanması. Bu yöntem elektron mikroskopisine göre daha az kaynak gerektirir ve nanotoksikoloji araştırmalarında değerlidir.

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

Yazarlar, DVM, PhD Günter Oberdörster'e ve Alison Elder, PhD (Rochester Üniversitesi) ve Mary Frame, PhD (Stony Brook Üniversitesi) hayvan araştırmaları işbirlikleri için teşekkür eder ve analiz için doku örnekleriyle sonuçlanır. Ek olarak, yazarlar teşekkür eder: Christina Rotondi (Albany Tıp Fakültesi Histoloji Çekirdeği); Rani Sellers, DVM, PhD ve Barbara Cannella, PhD (Albert Einstein Tıp Fakültesi Histoloji ve Karşılaştırmalı Patoloji Tesisi); Leonardo Bezerra ve Ahlam Abuawad (Brenner araştırma ekibi üyeleri); ve Leslie Krauss, Byron Cheatham ve Elyse Johnson (CytoViva). Bu çalışma kısmen CDC-NIOSH hibesi OH-009990-01A1 ve S.B.'ye verilen New York Eyaleti NanoSağlık ve Güvenlik Merkezi tarafından desteklenmiştir.

<ol><li>Sun, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endocytosis+of+a+single+mesoporous+silica+nanoparticle+into+a+human+lung+cancer+cell+observed+by+differential+interference+contrast+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Che%22%5BJournal%5D)">Endocytosis of a single mesoporous silica nanoparticle into a human lung cancer cell observed by differential interference contrast microscopy.</a> Anal Bioanal Che. 391 (6), 2119-2125 (2008).</li>
<li>Anselme, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interaction+of+cells+and+bacteria+with+surfaces+structured+at+the+nanometre+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomate%22%5BJournal%5D)">The interaction of cells and bacteria with surfaces structured at the nanometre scale.</a> Acta Biomate. 6 (10), 3824-3846 (2010).</li>
<li>Anshup, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+gold+nanoparticles+in+human+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Langmui%22%5BJournal%5D)">Growth of gold nanoparticles in human cells.</a> Langmui. 21 (25), 11562-11567 (2005).</li>
<li>Weinkauf, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+dark+field+microscopy+for+rapid+artifact+free+detection+of+nanoparticle+binding+to+Candida+albicans+cells+and+hyphae%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Enhanced dark field microscopy for rapid artifact free detection of nanoparticle binding to Candida albicans cells and hyphae.</a> Biotechnol. 4 (6), 871-879 (2009).</li>
<li>Sondi, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticles+as+antimicrobial+agent%3A+a+case+study+on+E+coli+as+a+model+for+Gram+negative+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sc%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticles as antimicrobial agent: a case study on E coli as a model for Gram negative bacteria.</a> J Colloid Interface Sc. 275 (1), 177-182 (2004).</li>
<li>Berry, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Possible+exploitation+of+magnetic+nanoparticle+cell+interaction+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem%22%5BJournal%5D)">Possible exploitation of magnetic nanoparticle cell interaction for biomedical applications.</a> J Mater Chem. 15 (5), 543-547 (2005).</li>
<li>Chithrani, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elucidating+the+mechanism+of+cellular+uptake+and+removal+of+protein+coated+gold+nanoparticles+of+different+sizes+and+shapes%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Elucidating the mechanism of cellular uptake and removal of protein coated gold nanoparticles of different sizes and shapes.</a> Nano Lett. 7 (6), 1542-1550 (2007).</li>
<li>Chithrani, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+the+size+and+shape+dependence+of+gold+nanoparticle+uptake+into+mammalian+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Determining the size and shape dependence of gold nanoparticle uptake into mammalian cells.</a> Nano Lett. 6 (4), 662-668 (2006).</li>
<li>Elechiguerra, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interaction+of+silver+nanoparticles+with+HIV+1%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Interaction of silver nanoparticles with HIV 1.</a> J Nanobiotechnol. 3 (6), 1-10 (2005).</li>
<li>Carlson, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unique+cellular+interaction+of+silver+nanoparticles+size+dependent+generation+of+reactive+oxygen+species%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem%22%5BJournal%5D)">Unique cellular interaction of silver nanoparticles size dependent generation of reactive oxygen species.</a> J Phys Chem. 112 (43), 13608-13619 (2008).</li>
<li>Roth, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperspectral+microscopy+as+an+analytical+tool+for+nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22WIREs+Nanomed+Nanobiotechnol+In+Press%22%5BJournal%5D)">Hyperspectral microscopy as an analytical tool for nanomaterials.</a> WIREs Nanomed Nanobiotechnol In Press. , (2015).</li>
<li>Williams, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maize+kernel+hardness+classification+by+near+infrared+%28NIR%29+hyperspectral+imaging+and+multivariate+data+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chim+Act%22%5BJournal%5D)">Maize kernel hardness classification by near infrared (NIR) hyperspectral imaging and multivariate data analysis.</a> Anal Chim Act. 653 (2), 121-130 (2009).</li>
<li>Ziph Schatzberg, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperspectral+imaging+enables+industrial+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+Photonic%22%5BJournal%5D)">Hyperspectral imaging enables industrial applications.</a> Industrial Photonic. , (2014).</li>
<li>Sun, D. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSun%2C+DW+%22Hyperspectral+imaging+for+food+quality+analysis+and+contro%22">Hyperspectral imaging for food quality analysis and contro</a>. , Elsevier. (2010).</li>
<li>ElMasry, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperspectral+imaging+for+nondestructive+determination+of+some+quality+attributes+for+strawberry%5BTitle%5D)+AND+%22J+Food+En%22%5BJournal%5D)">Hyperspectral imaging for nondestructive determination of some quality attributes for strawberry.</a> J Food En. 81 (1), 98-107 (2007).</li>
<li>Mortimer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+of+hyperspectral+imaging+microscopy+for+semi+quantitative+analysis+of+nanoparticle+uptake+by+protozoa%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Techno%22%5BJournal%5D)">Potential of hyperspectral imaging microscopy for semi quantitative analysis of nanoparticle uptake by protozoa.</a> Environ Sci Techno. 48, 8760-8767 (2014).</li>
<li>Sarlo, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+distribution+of+20+nm+100+nm+and+1000+nm+fluorescent+polystyrene+latex+nanospheres+following+acute+systemic+or+acute+and+repeat+airway+exposure+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Toxico%22%5BJournal%5D)">Tissue distribution of 20 nm 100 nm and 1000 nm fluorescent polystyrene latex nanospheres following acute systemic or acute and repeat airway exposure in the rat.</a> Toxico. 263, 117-126 (2009).</li>
<li>Husain, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+instillation+of+low+doses+of+titanium+dioxide+nanoparticles+in+mice+leads+to+particle+retention+and+gene+expression+changes+in+the+absence+of+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Appl+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Pulmonary instillation of low doses of titanium dioxide nanoparticles in mice leads to particle retention and gene expression changes in the absence of inflammation.</a> Toxicol Appl Pharmacol. 269, 250-262 (2013).</li>
<li>Meyer, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+uptake+and+associated+toxicity+of+silver+nanoparticles+in+Caenorhabditis+elegan%5BTitle%5D)+AND+%22Aquatic+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Intracellular uptake and associated toxicity of silver nanoparticles in Caenorhabditis elegan.</a> Aquatic Toxicol. 100, 140-150 (2010).</li>
<li>Badireddy, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((characterization+and+abundance+of+engineered+nanoparticles+in+complex+waters+by+hyperspectral+imagery+with+enhanced+darkfield+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">characterization and abundance of engineered nanoparticles in complex waters by hyperspectral imagery with enhanced darkfield microscopy.</a> Environ Sci Technol. 46 (18), 10081-10088 (2012).</li>
<li>Dettmeyer, R. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDettmeyer%2C+RF+%22Staining+techniques+and+microscopy+Forensic+histopathology+fundamentals+and+perspectives%22">Staining techniques and microscopy Forensic histopathology fundamentals and perspectives</a>. , Springer Verlag. Berlin Heidelberg. vol 26 issue 453 370 (2011).</li>
<li>Titford, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+in+the+development+of+microscopical+techniques+for+diagnostic+pathology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Histotechnol%22%5BJournal%5D)">Progress in the development of microscopical techniques for diagnostic pathology.</a> J Histotechnol. 32 (1), 9-19 (2009).</li>
<li>Kumar, G. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKumar%2C+GL+%22Special+stains+and+H%26E%22">Special stains and H&E</a>. , Dako North America. Carpinteria, California. (2014).</li>
<li>Manolakis, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperspectral+image+processing+for+automatic+target+detection+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Lincoln+Laboratory+Journal%22%5BJournal%5D)">Hyperspectral image processing for automatic target detection applications.</a> Lincoln Laboratory Journal. 14 (1), 79-116 (2003).</li>
<li>Mercer, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+fibrotic+response+to+aspiration+of+multi+walled+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Part+Fibre+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Pulmonary fibrotic response to aspiration of multi walled carbon nanotubes.</a> Part Fibre Toxicol. 8 (1), 21(2011).</li>
<li>Kim, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperspectral+reflectance+and+fluorescence+imaging+system+for+food+quality+and+safety%5BTitle%5D)+AND+%22T+Am+Soc+Ag+En%22%5BJournal%5D)">Hyperspectral reflectance and fluorescence imaging system for food quality and safety.</a> T Am Soc Ag En. 44 (3), 721-730 (2001).</li>
<li>Mercer, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extrapulmonary+transport+of+MWCNT+following+inhalation+exposure%5BTitle%5D)+AND+%22Part+Fibre+Toxico%22%5BJournal%5D)">Extrapulmonary transport of MWCNT following inhalation exposure.</a> Part Fibre Toxico. 10 (1), 38(2013).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Geleneksel histolojik lekeleme, metal oksit nanopartiküllerinin belirlenmesini ve analiz geçirmiş doku örnekleri EDFM, HSI haritalama ve görüntü analiz teknikleri bir kombinasyonu ile elde edilebilir için. Bu örnekler uygun görselleştirme için 5-10 um kalınlığında kesitlere ayrıldı edilmesi önemlidir, histoloji ve imünohistokimya için numune hazırlamada esneklik (leke tipi, örneğin, sabit ya da dondurulmuş dokuları kullanılarak) varken. Burada kullanılan örnekler hematoksilin ve eosin ile boyanmış ve dakika, cam mikroskop lamları üzerine monte edilmiş, formalin ile sabitlenmiş ve parafine gömülmüş önce 6 um kalınlığında bir döner mikrotom kesit edildi. Bir ex vivo deri penetrasyon toksikoloji işbirliğinden domuz deri dokuları, bu çalışma için kullanıldı. Dokuların sulu süspansiyonlarda, metal oksit nanopartiküllerinin (alüminyum oksit, silis, seryum oksit) maruz bırakıldı. Ilgi bölgesi (ler) in tespiti (yüksek kontrast elemeNTS) EDFM ile müteakip HSI haritalama ve analiz kolaylaştıran önemli bir ilk adımdır. Pozitif ve negatif kontrol örnekleri görüntülü ve başvuru için bir spektral kütüphane oluşturmak amacıyla ilk analiz edilmelidir. Pozitif kontrol toplanan spektrumları bir pozitif kontrol spektral kütüphane ihraç edilmektedir. Daha sonra, negatif kontrol görüntülerden bütün spektrumlar özgüllüğünün geliştirilmesi için pozitif kontrol spektral kütüphanesinden çıkarılır (yanlış pozitif azaltmak için). Elde edilen filtre spektral kütüphanesi olan söz konusu malzemelerin analizi için karşılık vermektedir RSL olarak kabul edilir. Tüm doku örnekleri aynı görüntüleme sürecinden geçmeleri ve RSL karşı eşleştirilir. Ortaya çıkan görüntü siyah arka plan üzerinde ilgi unsurları ile tek alanlar içerecektir. Bu görüntü daha sonra ImageJ görüş alanı başına eşlenmiş parçacıkların alanı elde etmek onun eşik ve parçacık analizi fonksiyonları kullanılarak analiz edilebilir. ImageJ elde edilen sayısal veri ihracat olabilirdaha fazla analiz için bir elektronik tabloya ed. Bu biyolojik örnekler birbirlerinden doğal farklıdır ve boyama yöntemleri EDFM ve HSI aracılığıyla görselleştirme etkileyebilir olarak, pozlama ayarları numunenin belirli bir tip için en yüksek kontrastlı görüntü üretir ne uygun olarak belirlenmesi gerektiğini dikkate almak önemlidir. Yanlış pozitif azaltılması spektral kütüphanelerin filtrasyon yoluyla elde edilebilmesine rağmen, bu kirlenmeye karşı gelen spektrumları potansiyel olumlu denetimin spektral kütüphanesinden filtrelenmiş olabilir gibi, bu ilgi elemanı ile kirlenmesini kaçınmışlardır güvenilir negatif kontroller elde etmek için önemlidir yanlış negatif oranlarının artırılması. Sp üretmek biriken parçacıkların yüksek sayıda alanları: Ayrıca, hiperspektral görüntüleme yazılımı ile saptanabilir spektrum yoğunluğu aralığı, belirli yazılım sınırını aşmak olamaz (Bu çalışma için, yani 16.000 adettir)yoğunluk sınırının üzerinde ectral yoğunluklarının yanlış negatif sayısının artması riskine karşı, spektral kütüphane dışına bırakılır. HSI sistemi, geleneksel yöntemlere göre birçok avantaj sağladığını da, dikkate alınması gereken bazı dezavantajları ve sınırlamalar vardır. Biri büyük işlem gücü gerekebilir toplanan optik veri büyük miktar. Başka bir referans spektral kütüphaneler oluşturulan edilirken HSI, özellikle başlangıç ​​aşamalarında, zaman yoğun olabilir olduğunu. Ayrıca, görüntüleme süresi, basit karanlık alan görüntüleme olmadığı kadar yavaş yapım, görüntü yakalama başına birkaç dakika gerekebilir; Ancak, yine de elektron mikroskobu ile numune alma hazırlığı ve görselleştirme gerçekleştirmek daha hızlıdır. Ayrıca, karmaşık sistemler son derece uzmanlaşmış kontrollerin geliştirilmesini gerektirmektedir ve 26 zorlu standart, evrensel bir referans kütüphanelerinin kurulması yapmak çoklu karakteristik spektrumları, neden olabilir. Son olarak, teknolojiBireysel atomları çözebilirsiniz gibi atomik kuvvet mikroskobu veya transmisyon elektron mikroskopisi olarak probe- veya elektron mikroskopi teknikleri, daha düşük çözünürlükte nique sonuçları. Bu tekniğin çözünürlüğü nedeniyle nanometre düzeyinde veya hassas bir alt mikron seviyesinde malzemelerin bulmak için partikül boyutlarını ölçmek için yüksek hassasiyetli aracı olmaktan önler onun fotonik doğası, sınırlıdır. Teknik, bazı doku bölmeleri veya hücresel organel içindeki parçacıkları saptamak mümkün olsa da (örneğin hücre çekirdekleri gibi) 1&#39;den büyük um, küçük organelleri veya özellikler bu yöntemle doğru görselleştirmek için zorlamaktadır. Ayrıca kendi uzamsal çözünürlük verilen notun, bir, bu yöntem tek nanopartiküller ve aglomeralarla 11 arasında ayırt edemiyor. Diğer hususlar şunlardır: (böyle asil metaller gibi) bazı malzemeler daha kolay analı yapabilirsiniz, hangi çok daha yüksek yansıtma ve farklı spektral profilleri varze ve bu araç ile Işıksal haritası. Bu tür yarı-metalik araştırıldı oksitler ve karbon bazlı nano 24, 27, gibi diğer nedeniyle temel bileşikler şekline daha zor olabilir, ve matris bağlı olabilir. Tarafından Mercer ve ark., Iki fare soluma çalışmalarında, bu çalışmada kullanılan birine benzer bir sistem akciğer ve çevre dokuların ile son derece yüksek kontrastlı dayalı ikincil organlarda karbon nanotüpler bulmak amacıyla kullanılmıştır. Karbon fiberlerin benzersiz şekli tanımlanması için yeterli bir özelliği olduğu için ancak hiperspektral haritalama, her iki çalışmada da olasılıkla gösterilmemiştir. Normal biyofizik süreçlerle belirli organları ilgilendiren nanopartiküller yatırılması (ve genellikle kendisi çalışmanın konusu) öngörülemeyen olduğundan, uygulanabilir bir pozitif kontrol belirlenmesi zor olabilir ve kontrol m nasıl nesil göz önüne alınmasını gerektirir: Başka bir göz dokularında özellikle ilgilidirilgi konusu bir malzeme durumunu etkilemez uş. Spektral kütüphane ilgi bozulmamış nanopartiküller oluşturulur Örneğin, nedeniyle değişiklik nedeniyle, örneğin parçacık (değişmesi sonucu spektrumları değişikliklere dokuların veya hücrelerin bu aynı nanopartiküller kütüphaneyi eşleme zor olabilir pH, çözünme, aglomerasyon, protein bağlama) ve genel mikroçevresinin veya matris. Son olarak, teknik olarak yarı-kantitatif doğada sınırlıdır: sadece kolay bir malzemenin toplam organı yükünü karakterize gibi görevleri yerine getirmek için kullanılabilir anlamına gelir içindeki çözünürlüğü, diğer iki boyutlu mikroskopi teknikleri gibi nicel olabilir. Genel olarak, EDFM ve HSI, TEM, HAADF ve DIC gibi geleneksel nano malzeme görüntüleme ve karakterizasyon teknikleri, oranla birkaç avantaj sağlamaktadır. EDFM / HSI daha yoğun konvansiyonel kıyasla zaman ve maliyet tasarrufu daha hızlı görüntü elde etme ve analizi için izin verirtional teknikleri. Buna ek olarak, EDFM / HSI için numune hazırlanması zaman kazandırır ve daha sonra diğer teknikler kullanılabilir çünkü bu da belirli bir örnek daha esnek analizi için izin veren, genellikle en az tahribatsız hem de. Bundan başka, bir çok HSI bileşimlerin nano ölçekli maddelerin analizi için matrislerin çeşitli sağlayan çok yönlüdür. Araştırma ekibi teknolojisinin özgüllük derinlemesine bir değerlendirmesi dahil diğer malzemeler ve örnek türleri için burada anlatılan yöntemi geliştirmek için çalışıyor. Araştırma ekibi tarafından soruşturma altında eleştirel bir sonraki adım, geleneksel altın standartlarına karşı bu tekniklerin doğrulama (örneğin, Raman, TEM, SEM) malzeme ve ilgi doku tipleri için.

Nanomalzemeler giderek sanayi ve çeşitli uygulamalar kullanılır, daha hızlı, ekonomik ve böyle elektron mikroskobu gibi geleneksel yöntemlerine daha uygundur nano görüntüleme ve karakterizasyon yöntemlere ihtiyaç vardır. Diferansiyel girişim kontrast (DIC) mikroskopi 1 ve toplam iç yansıma (TIR) ​​ya da sıfıra yaklaşır olarak kaybolan alan bazlı yaklaşımlar dahil olmak üzere birçok optik teknikler istihdam edilmiştir hücre, doku ve canlı sistemlerin, ile nanoparçacık (NP) etkileşimleri için görselleştirmek Alan Tarama optik mikroskopi (NSOM) 2,3. Ancak bu çoğu uzman olmayan laboratuarları 4 ulaşamayacağı high-end analitik yaklaşımlar vardır. Transmisyon elektron mikroskobu (TEM) da dahil olmak üzere elektron mikroskobu, aynı zamanda hücrelerin 5,6,7,8 ile NP etkileşimi incelemek için kullanılır olmuştur. Yüksek açılı halka şeklindeki karanlık alan (HAADF) taramalı transmisyon elektron mikroskopisi NPS etkileşimini incelemek için kullanılır olmuşturvirüs 9. Mikroskopisi NP-hücre etkileşimleri 10 incelemek için kullanılan bir başka popüler bir tekniktir. Son yıllarda, karanlık alan bazlı hiperspektral görüntüleme (SHE) teknikleri biyolojik matrisler 11 NPs çalışmak için gelecek vaat eden bir analitik araç olarak kullanılmıştır. HSI sistemleri hiperküp ya datacube 12 olarak bilinen konumsal ve spektrum verileri, bir üç boyutlu bir temsilini üretir. Spektral varyasyon mekansal harita malzemesi tanımlanması için kullanılır. Bilinen malzemelerin spektral profil oluşturulur ve bilinmeyen numunelerin ile karşılaştırma yapmak için, referans kütüphaneleri olarak kullanılır. HSI sistemleriyle en önemli avantajlarından biri, böylece bilinen, benzer kompozisyon başka referans parçacık bağlayarak yanı sıra ya da ex vivo in vivo konumu ve bilinmeyen NPS dağılımını kuran spektroskopi ile görüntüleme birleştirmek için onun yeteneği olduğunu. Birçok avantajı vardırgeleneksel görüntüleme teknikleri üzerinde HSI sistemleri kullanılarak: minimum numune hazırlama gereklidir; örnek hazırlama doğada genellikle tahribatsız; görüntü toplama ve analiz hızlıdır; teknik, düşük maliyetli 13 olduğu; ve karışık bileşimin ve / veya karmaşık matrisler bileşiklerin uzamsal dağılımı ve analiz daha kolay 14 gerçekleştirilir. Değerli örnekleri içeren nanomateryal araştırma için en önemli hususlar biri potansiyel art arda bir veya birden fazla yöntemlerle örnekleri incelemek için izin veren bir tahribatsız görüntüleme yöntemi, mevcudiyetidir. Tekrarlanan veya birden analizler tek bir yöntemle temin olmaz kapsamlı veri setlerini geliştirilmesi arzu edilebilir. Bu bağlamda için, optik özelliklerini inceleyerek numuneyi analiz etmek en güvenli yoludur. Gelişmiş bir karanlık alan mikroskobu (EDFM) ve HSI sistemi kullanılarak örneğin optik tepkisini incelemek için - yani reflectance, aynı zamanda absorbans ve transmitans - özelliği, kimlik ve karakterizasyonu 15 gerçekleştirilebilir. Potansiyel karakterizasyon uç noktalar göreli büyüklüğü ve numune içindeki nanopartiküller veya aglomera ve nanopartiküllerin dağılımının şekli bir değerlendirmesini içermektedir. Bu yazıda, bir spektral açı eşleyicisi (SAM) olarak ifade edilen bir piksel eşleme spektral algoritmasına dayalı bir HSI sistemi kullanılarak ölüm sonrası dokuda metal oksit nanopartiküller için spesifik eşleme yöntemleri tarif eder. Bu hayvan modelleri mühendislik nanomateryallerin maruziyetin sağlık etkilerini değerlendirmek için kullanılır, burada in vivo Nanotoksikoloji araştırma, güncel ve geleceğe tamamlayacak potansiyele sahip çünkü bu özel uygulamaya seçti. Bu yöntemin uygulanması, aynı zamanda, doku ya da hayvan modelleri kullanan nano ölçekli ilaç verme araştırmayı olabilir. O boyunca, özellikle nano partıkuler emilim, dağılım, metabolizma ve atılım olarakrgans ve dokuların bu sistem ile incelenebilir. Geniş uygulama çeşitli biyomedikal araştırmalar 11 kullanılmak için araştırılmaktadır. Bu yöntem, elementel bileşimler 16-19 çeşitli nanopartiküller maruz kalan (örneğin, çeşitli dokuların türleri, bronkoalveolar lavaj örnekleri, kan smear) farklı biyolojik numunelerin değerlendirilmesi için de kullanılabilir. Bundan başka, bu yöntem, in vivo ve nano ölçekli ilaç verme çalışmaları 11 için ilgili olan, in vitro, in nanopartikül biodistribution araştırılması için de faydalıdıdr. Biyolojik numuneler ötesinde, EDFM ve HSI örneğin atık su 20 çevre numuneleri içinde nano-tanecikleri değerlendirmek için de kullanılabilir. O nanoparçacık penetrasyonu önlemede kişisel koruyucu donanımların etkinliğini değerlendirmek için kullanılabilir çünkü Mesleki maruziyet değerlendirmesi, hem de bu tekniğin kullanılması ile sağlanabilir. Ayrıca, araştırma team şu anda mesleki maruziyet değerlendirmelerinin toplanan nanopartiküller filtre medya örneklerinin değerlendirilmesi için benzer bir EDFM ve HSI protokolünü geliştirmektedir. EDFM ve HSI bu farklı örnek tiplerinin hazırlanması değişebilir olmakla birlikte, bunlar kolaylıkla optik sistem tarafından görüntülenmiştir edilebilir şekilde hazırlanır önemlidir. Geleneksel aydınlık mikroskobu ile görüntülenmiştir eğer Tipik olarak, örnek hazırlanmalıdır. 11 piyasada mevcut birçok hiperspektral görüntüleme sistemleri vardır.

<table><tbody><tr><td>CytoViva 150 Ünitesi (kondenser)</td><td>CytoViva (Auburn, AL)</td><td></td><td>Olympus BX43 mikroskobuna monte</td></tr> edilmiştir <tr>Olympus BX43 Mikroskop - Analiz Yuvası - <td>CytoViva 150 Birim kondansatör ile kullanım için</td><td>CytoViva (Auburn, AL)</td><td></td> aracılığıyla elde edilen<td>10x ve 40x hava objektifi ve 100X yağa daldırma objektifi ile HSI</td></tr><tr><td>Dagexcel-M Dijital Firewire Kamera - Soğutmalı; Exponent 7 yazılımını içerir</td><td>CytoViva (Auburn, AL)</td><td></td> <td>geliştirilmiş karanlık alan kamerası ve yazılımı</td></tr><tr>CytoViva Hiperspektral Görüntüleme Sistemi 1.4 ile elde edilmiştir; <td>CytoViva (Auburn, AL)</td><td></td> <td>hiperspektral kamera ve yazılım</td>temiz oda ile temizlenmiş cam mikroskop slaytları (cam B slaytları) aracılığıyla elde edilen<td>Pixelfly hiperspektral kamera, XY sahne kontrolörü, ENVI hiperspektral görüntüleme yazılımı içerirSchott</td></tr> <tr><td></td><td>NEXTERION</td><td>1025087</td><td>Optimum görüntüleme için geleneksel cam mikroskop slaytlarına kıyasla daha az kalıntı ve artefakt</td></tr><tr><td>temiz oda temizlenmiş cam mikroskobu lamel (#1.0; 22 mm x 22 mm x&nbsp; 1.45 mm)</td><td>Schott NEXTERION</td><td>optimum</td><td>görüntüleme için geleneksel cam lamellere kıyasla özel azaltılmış döküntü ve artefaktlar</td></tr><tr><td>A tipi mikroskopi daldırma yağı</td><td>Fisher Scientific</td><td>12368B</td><td>çoklu tedarikçiler</td></tr><tr><td>%70 izopropanol su</td><td></td><td></td><td>birden fazla tedarikçi</td></tr><tr><td>ImageJ yazılımı</td><td>Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH)</td><td></td> <td>ücretsiz açık kaynaklı yazılım çevrimiçi indirme</td></tr><tr>endüstriyel <td>ortaklar</td><td></td> tarafından araştırma ekibine sağlanan metal<td>oksit nanopartikülleri</td> sulu <td>süspansiyonlarda alümina, silika ve ceria nanopartikülleri. Yazarlar ve endüstri ortakları arasındaki bir Gizlilik Anlaşması nedeniyle, daha fazla ürün bilgisi ifşa edilemez.</td></tr></tbody></table>

gelişmiş darkfield mikroskopi ve hiperspektral haritalama ile histolojik Örneklerinde metal oksit nanopartiküller kimlik

Identification of Metal Oxide Nanoparticles in Histological Samples by Enhanced Darkfield Microscopy and Hyperspectral Mapping

Nanomalzemeler endüstri, imalat ve biyomedikal araştırmalarda giderek daha yaygın hale geliyor. Biyolojik örneklerde nano ölçekli malzemelerin tanımlanmasına, lokalizasyonuna ve karakterizasyonuna yardımcı olan araç ve tekniklere olan ihtiyaç artmaktadır. Elektron mikroskobu gibi şu anda mevcut olan yöntemler, kaynak yoğun olma eğilimindedir ve bu da kullanımlarını araştırma topluluğunun çoğu için engelleyici hale getirir. Hiperspektral görüntüleme sistemi ile tamamlanan gelişmiş karanlık alan mikroskobu, histolojik örneklerdeki nanopartiküllerin hızlı ve daha ucuz karakterizasyonunu sağlayarak bu darboğaza bir çözüm sağlayabilir. Bu yöntem, yüksek kontrastlı nano ölçekli görüntülemenin yanı sıra nanomalzeme tanımlamasına da izin verir. Bu teknik için, histolojik doku örnekleri ışık bazlı mikroskopi için olduğu gibi hazırlanır. İlk olarak, pozitif kontrol numuneleri, numunede ilgilenilen bir malzemenin tespit edilmesini sağlayacak referans spektrumlarını oluşturmak için analiz edilir. Özgüllüğü artırmak (yanlış pozitifleri azaltmak) için ilgilenilen materyal olmadan negatif kontroller de analiz edilir. Numuneler daha sonra hiperspektral mikroskopi için yöntemler ve yazılımlar kullanılarak görüntülenebilir ve analiz edilebilir veya bir numunedeki ilgilenilen malzemelerin konumunun haritalarını sağlamak için bu referans spektrumlarıyla eşleştirilebilir. Teknik, soy metaller gibi son derece benzersiz yansıma spektrumlarına sahip malzemeler için özellikle uygundur, ancak aynı zamanda yarı metalik oksitler gibi diğer malzemelere de uygulanabilir. Bu teknik, elektron mikroskobu teknikleri kullanılmadan histolojik örneklerden elde edilmesi zor olan, daha yüksek hassasiyet ve çözünürlük sağlayabilen, ancak ışık mikroskobundan çok daha fazla kaynak yoğun ve zaman alıcı olan bilgileri sağlar.

Hyperspektral mikroskopi spektrofotometri edilene benzer bir şekilde malzemeleri belirlemek için kabiliyeti için yararlıdır. Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi, her bir malzemenin çeşitli özellik spektrumu ve eşi olmayan yansıtma bir genel şekle sahiptir. Bundan başka, Şekil 1, spektral profiller matriks bağlı doğasını göstermektedir: histolojik doku örneklerinde üç metal oksitler, her (üst panel) için spektral profiller sulu süspansiyon içinde üç metal oksitler her biri için spektral profiller (farklıdır alt panel). Aynı matriste bilinmeyen numunelerin karakteristik spektral profiller haritalama ile, bu teknik bir malzemenin varlığını veya yokluğunu belirlemek için yararlıdır ve aynı zamanda yarı-nicel örnekleri malzemenin nispi miktarları karşılaştırın. Pozitif kontrol cilt örneklerinden oluşturulan referans spektral kütüphaneler deneysel eşleme için uygunderi numuneleri. Şekil 2 de görüldüğü gibi, referans spektral kütüphaneleri karşılık gelen pozitif kontrol de harita ve karşılık gelen negatif kontrol ile eşleşmeyen. Tekniğin en önemli avantajı, örneklerde söz konusu malzemelerin düşük seviyelerde tespit etmek için, hem de kirletici maddelere karşı ayırt etme yeteneğidir. . Örneğin, tek tek nanotüpler 20-30 g sıçan 25 40 ug kadar düşük dozlarda inhalasyon sırasında akciğerlerin gözlemlenebilir Şekil 3, bu histolojik deri örneklerinde gösterilmiştir: bazı parçacıklar karanlık alan optik görüntü kolaylıkla belirgin iken (sütun 2), diğerleri aydınlık mikroskobu (sütun 1) ya da diğer yöntemler kullanılarak kaçırmış olabileceğini hiperspektral görüntüleme (sütun 3) kullanılarak tespit edilir. Karanlık alan HSI kullanımı da basit aydınlık mikroskobu üzerinde özgüllüğünü artırmak için hizmet vermektedir. Bu görüntüler daha sonra, analizin daha nicel formlarına maruz olan nImageJ ile otably partikül analizi. Geliştirilmiş karanlık alan mikroskopi da hiperspektral görüntüleme yokluğunda çeşitli uygulamaları vardır. İlk yüksek kalite, yüksek kontrastlı görüntüler oluşturmak için yeteneğidir. Bu en iyi örneğin, ilgi konusu parçacıklar aydınlık muadillerine göre kolaylıkla tanımlanabilir, Şekil 3 ile gösterilmiştir. Hiper bantlı haritalama yokluğunda, dikkatli bir ilgi parçacıktan bir kirletici parçacık kafa önlemek için gerekli olsa da bu görüntüleri de kantitatif partikül analizine tabi olabilir. <img alt="figür 1" src="/files/ftp_upload/53317/53317fig1.jpg" /> Spektral kitaplıkları (süspansiyonda nanopartiküller) ile karşılaştırıldığında Şekil 1. Referans spektral kütüphaneler (doku matrisi). Bu rakam nan bir referans spektral kütüphane üreten önemini göstermektedirdeney örnekleri ile aynı matris içinde ilgi omaterials. Ilk satır bu çalışmada (alümina, silika ve seryum) her malzeme için referans spektral kütüphane (RSL) gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53317/53317fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Bu RSL pozitif kontrol doku örneği negatif kontrol doku örneklerinden karşı süzüldü Bu protokol, tarif edilen yöntemle hazırlanmıştır. İkinci satır bir bardak slayt sıvı süspansiyon ilgi nanopartiküller oluşturulan spektral kütüphaneleri (SL) gösterir. Daha kavisli ve daha az farklı zirve yaklaşık 650 arasında bir dalga boyunda yaklaşık 600 silika, bir zirve için alümina NP süspansiyon SL görülmüştür, oysa alüminyum için, 500 ve 650 dalga boyunda iki modlu bir tepe RSL bulunan oldu Bir daha kavisli ve daha az belirgin zirve arou de silika NP süspansiyon SL görüldü ise rsl mevcutDaha az belirgin tepe Bu NPler gömülü olduğu matris oluşturur anlaşılacağı etrafında 560 de seryum dioksit NP süspansiyon SL görülmüştür, oysa nd seryum için 600, iki modlu bir pik, RSL, 520 ve 620 dalga boyunda saptandı gibi belirli deney için SL oluşturmak için kontrolleri seçerken önemli olabilir spektrumları bir kayma. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/53317/53317fig2.jpg" /> Şekil 2. Referans spektral kütüphaneler (doku matrisi) pozitif kontrol ve negatif kontrol domuz deri dokusunun haritalanmıştır. Her RSL (sol sütun) karşılık gelen pozitif kontrol (orta sütunda) iyi eşler ve onun negatif kontrol (sağ sütun) karşılık gelen eşleşmiyor ki bu rakam., Deneysel örnekleri haritalama uygun olarak RSL&#39;lerin teyidi olarak hizmet vermektedir <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53317/53317fig2large.jpg" target="_blank">Lütfen h tıklayın</a>ere bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53317/53317fig3.jpg" /> Metal oksit nanopartiküller maruz deneysel domuz cilt dokusunun Şekil 3. Hiperspektral haritalama. Sırasıyla, epidermis, dermis ve derialtı dokusu: üstten alta satırlar farklı yüzeysel gelen derin katmana derinin katmanları, karşılık gelmektedir. Ilk satır süspansiyon alümina NP maruz bir cilt örneğinden epidermis stratum corneum göstermektedir; İkinci sıra süspansiyonda NPs silis maruz bırakılmıştır; ve üçüncü sıra süspansiyon içinde NPs CERIA için. Her sütun farklı tekniklerle görüntülü derinin aynı bölgede gösteriyor. İlk sütun bir kırmızı kare içine alan büyütülmüş olan aydınlık mikroskobu (40X mag .; ölçek çubuğu = 50 mikron), karşılık (100X mag; ölçek çubuğu = 10 um) gelişmiş karanlık alan mikroskobu ile (EDFBeyaz oklar yüksek kontrast NPS işaret ediyor ikinci sütunda, M). Üçüncü kolon, aynı yüksek kontrast NPs (beyaz oklar) gösteren bir hiperbantlı kamera (SBE) elde edildi. EDFM ve HSI görüntüleri 100X büyütmede alındı; Ölçek çubuğu 10 mikron =. Dördüncü sütun alümina NPS yeşil, kırmızı silis NP ve seria NP gösterilmektedir her maruziyet grubu için ayrı ayrı rsl karşı eşleştirilmiş HSI görüntü gösterir, sarı, sırasıyla. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53317/53317fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Gelişmiş karanlık alan mikroskobu ve spektral haritalama ile hiperspektral görüntüleme, geleneksel yöntemlere göre daha hızlı ve doğru bir şekilde histolojik örneklerdeki nano ölçekli malzemelerin taranmasını, lokalizasyonunu ve tanımlanmasını sağlar. Bu makalenin amacı, histolojik örneklerde metal oksit nanopartiküllerinin karanlık alan görüntüleme ve hiperspektral haritalaması için yöntemler sağlamaktır.

Gelişmiş Darkfield Mikroskopi ve Hiperspektral Haritalama ile histolojik Örneklerinde Metal Oksit Nanopartiküller Kimlik

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the ...

Bu prosedürün genel amacı, histolojik örneklerdeki metal oksit nanoparçacıkları karanlık alan mikroskopisi ve hiperspektral haritalama yoluyla tanımlamaktır. Bu işlem, öncelikle nanoparçacıklar içeren bir pozitif kontrol örneğinde bir ilgi alanı belirlenip karanlık alan görüntüsünün yakalanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım ise, hiperspektral kamera kullanılarak belirlenen ilgi alanının hiperspektral görüntüsünün veya veri küpünün oluşturulmasıdır.Ardından, yanlış pozitifleri gidermek için negatif kontrole göre filtrelenen pozitif kontrol veri küpünden bir referans spektral kütüphanesi oluşturulur. Son adım, aynı kompozisyondaki nanoparçacıkları tanımlamak ve konumlandırmak için referans spektral kütüphanesinin deneysel örneklere karşı eşleştirilmesidir. Sonuç olarak, geliştirilmiş karanlık alan mikroskobu ve hiperspektral haritalama, histolojik örneklerdeki metal oksit nanoparçacıkları, elektron mikroskobu gibi diğer tekniklere göre daha hızlı ve daha az kaynak gerektiren bir yöntemle tanımlamak için kullanılır.Bu yöntem, elektron mikroskopisi gibi geleneksel nanomalzeme görüntüleme ve karakterizasyon tekniklerine kıyasla çeşitli avantajlar sunar. Örnek hazırlama süreci genellikle minimum düzeydedir ve tahribatsızdır. Görüntüleme ve analiz süreçleri daha az zaman ve maliyet gerektirir; ayrıca çeşitli matrislerdeki nanopartikül görüntüleme işlemleri için uygulanabilir.Uygun pozitif kontrol örneklerinin ve referans spektral kütüphanelerin oluşturulması hem zorlayıcı hem de zaman alıcı olduğundan, bireyler bazen bu yöntemle ilgili güçlükler yaşayabilmektedir. Ancak bu başlangıç adımları tamamlandıktan sonra, deneysel örnekler oldukça hızlı bir şekilde değerlendirilebilir. Bu yöntem, nanopartiküllerin kutanöz penetrasyonu hakkında bilgi sağlayabilmesinin yanı sıra, bronkoalveoler lavaj ve kan yaymaları gibi diğer biyolojik örneklerin yanıntısı ile mesleki maruziyet değerlendirmelerinde kullanılan filtreler gibi biyolojik olmayan örneklere de uygulanabilir.Bu tekniği, laboratuvarımdaki tıp öğrencisi Plar Sosa uygulamalı olarak gösterecek. Işık kaynağını, tabla kontrolcüsünü, optik kamerayı, hiperspektral kamerayı ve bilgisayar sistemini fişe takarak çalıştırarak başlayın. Ardından tablayı ve kondanseri çalışma konumuna getirin ve kondenser lensine dikkatlice üç ila beş damla Tip A imersiyon yağı uygulayın. Herhangi bir hava kabarcığı oluşursa, yağı silin ve lense yeniden uygulayın.Ardından, örneği sahneye yerleştirin ve kondanseri, imersiyon yağı lamın alt yüzeyiyle temas edene kadar yavaşça yükseltin. Bu durum, yağın lamla temas ettiği noktada aydınlatma halkasının hızla parlaklaşmasıyla fark edilecektir. Kondanser yerleştirildikten sonra 10x objektife geçin; gerekirse parlaklığı maksimuma çıkarmak için kondanseri odaklayın ve hizalayın, parlak noktayı merkezlemek için kondanser hizalama düğmelerini ayarlayın.Optik görüntüleme yazılımını açın. İnce objektif odaklama düğmesini kullanarak numuneyi odaklayın. Ardından ilgilenilen bölgeyi bulun.Aydınlatmayı dengelemek için kondansatör odağını gerektiği şekilde ayarlayın. Menü çubuğundaki ayarlar sekmesine tıklayın ve görüntü yakalama düğmesine basın. Yakalama işlemi için.İstenen görüntü formatını seçin ve görüntüye bir dosya adı atayın. Ayrıca, varsayılan zaman atlamalı (time lapse) değerini seçin ve son olarak tamam'a tıklayın. Ardından, pozlama menüsüne gidin ve en yüksek kontrastlı görüntüyü oluşturan pozlama ayarlarını seçin.Burada, seviye 0.0% olarak ayarlanmıştır. Kazanç 2.8 desibel ve perde hızı 56 milisaniye olarak ayarlanmıştır. Menü çubuğundaki görüntüleme butonuna tıklayarak görüntüyü yakalayın. Objektifi 40 x ve 100 x olarak değiştirin.Daha yüksek büyütmelerde görüntü alırken, ışık kılavuzunun Hiperspektral kameraya yönlendirildiğinden emin olun ve ardından HSI veri küplerini toplamak için Hiperspektral görüntüleme yazılımını açın; yazılımdaki menü çubuğundan hiperspektral mikroskobu açın ve HSI mikroskop kontrollerini seçin. Burada objektif büyütmesini ve güvenli yolu ayarlayın. Ardından, ayarlardan görüntüleme alanını ve satır sayısını değiştirin.Bu çalışmada pozlama süresini ayarlamak için 720 kullandık. Burada 0,25 saniye kullandık. Diğer tüm ayarları varsayılan değerlerde bırakın ve görüntüyü görmek için HSI önizleme düğmesine tıklayın.Kullanıcı kameranın görüş alanının merkezindeki x ekseni boyunca ilerlerken, en yüksek dalga boyunun yoğunluğunu temsil eden ortaya çıkan yoğunluk grafiğini gözlemleyin. Grafiğin doğru bir taslağını oluşturmak için imleci hareket ettirin. Bu işlem, sol tarafta sayısal bir yoğunluk göstergesinin görünmesini sağlayacaktır.Bu önizlemeye dayanarak, görüntüdeki pikleri netleştirmek için ince objektif odağını ayarlayarak görüntüyü odaklayın. Ardından, kaynak parlaklığını veya kondansatör odağını ayarlayarak ışık şiddetini optimize edin veya önizlemeyi iptal edip yazılımdaki pozlama süresini ayarlayın. Yakala'ya tıklayın ve mevcut isimlerde dört yeni pencerenin açıldığını gözlemleyin. Bantlar listesi. Birinci yakınlaştırma. Birinci kaydırma ve birinci RGB bandı görünür.Gelecekteki tüm referanslar için kullanılacak olan veri kübü olduğu için, bir numaralı RGB bant penceresini büyütün. Bu veri kübü üzerine sağ tıklayın, bir tiff dosyası olarak kaydedin ve tamam'a tıklayın. Veri kübü görüntü penceresine sağ tıklayın ve Z profil spektrumu'na sol tıklayın.Sola doğru açılır spektral profil penceresi göründüğünde, veri küpü hedefi üzerindeki ilgilenilen piksellere tıklayın. En parlak olanlar, ilgilenilen materyali temsil ettiği güvenle tanımlanabilecek olanlardır. Parçacık analizi menüsü altında, veri küpünde mevcut olan parçacıkları tanımlamak için parçacık filtresi aracını seçin.Yeni açılan pencere setinde, spektral maksimum değeri, arka plan piksellerinden daha yüksek ancak ilgilenilen malzemelerden daha düşük olacak şekilde ayarlanınmalıdır. Geçerli veri maksimumu 16, 000'dir. Partikül filtreleme inceleme aracı penceresinde, tümünü seç'e tıklayın.Ardından spektral kütüphaneye aktar seçeneğine tıklayın ve spektral kütüphaneniz için bir isim belirleyin. Negatif kontrol olarak hizmet edecek bir örnek seçtikten sonra, örnekten birkaç veri kübü elde edin. Hiperspektral kamera kullanılarak en az bir tane alınması gereklidir, ancak daha fazlası da kaydedilebilir.Negatif kontrol veri küpü açıkken seçiciliği artırmak için, ana program araç çubuğunda bulunan analiz menüsü altındaki spektral kütüphaneyi filtrele seçeneğine tıklayın, yeni dosya aç'a tıklayın ve giriş dosyası olarak pozitif kontrol için önceden oluşturulan spektral kütüphaneyi seçip tamam'a tıklayın. CytoViva spektral kütüphanesini filtreleme penceresinde, görüntü'ye tıklayın, referans spektral kütüphanesi için çıktı dosya adını seçin ve tamam'a tıklayın.Ardından, kaynak görüntü olarak negatif kontrol veri küpünüzün dosya adına tıklayın. Yazılım, spektral kütüphaneyi analiz edecek ve negatif kontrol veri küpündeki herhangi bir spektrumla eşleşen her bir spektrumu kaldıracaktır. Deney veri küpü açıkken deneysel örneklerden veri küplerini elde edin.Eşleme yöntemleri alt menüsündeki spektral menüsüne tıklayın. Spektral açı eşleştiricisini (spectral angle mapper) açın. Açılır pencerede deneysel veri küpünün adını seçin ve tamam'a tıklayın. Eğer herhangi bir dosya adı listelenmemişse, yeni dosya aç'a tıklayın ve deneysel veri küpünü seçin.Ardından, End Member collection adlı açılır pencerede tamam'a tıklayın, SAM'ye gidin ve menü çubuğundan içe aktar'a tıklayın. Daha sonra Spectral Library dosyasını seçin. Önceden oluşturulmuş referans spektral kütüphanesini açın ve tamam'a tıklayın.Input Spectral Library adlı yeni açılır pencerede, select all items seçeneğine tıklayın, ardından okay düğmesine tıklayın. Daha sonra color üzerine sağ tıklayıp select seçeneğini belirleyin. Apply default colors to all kısmında select all seçeneğine ve ardından apply düğmesine tıklayın; son olarak çıktı dosyasının adını belirleyip okay düğmesine tıklayın.Veri küpü penceresindeki katman menüsünü açın ve sınıflandırmayı seçin. Ardından çıktı dosya adına gidin ve tamam'a tıklayın. İnteraktif sınıf aracı penceresi menüsünde, seçenekler menüsünü açın ve birleşik bir renk şeması oluşturmak için sınıfları birleştir seçeneğini belirleyin.Verilerin diğer yazılımlar kullanılarak analizini kolaylaştırmak için, temel sınıf listesinden tek bir spektrum seçin. Ardından, temel sınıfla birleştirmek için "unclassified" (sınıflandırılmamış) dışındaki tüm sınıfları seçin. Sonra tamam'a tıklayın.Ardından, seçilen taban renge tıklayın; eşleşen tüm spektrumlar bu renkte gösterilecektir. Siyah bir arka plan üzerinde eşleşen spektrumları gösteren statik bir görüntü elde etmek için, varsayılan olarak siyah olan sınıflandırılmamış renkler kutusuna tıklayın. Tekniğin en önemli avantajı, karanlık alan mikroskobu ve hiperspektral haritalama yoluyla histolojik örneklerdeki metal oksit nanopartiküllerini tanımlayabilme yeteneğidir. Bu görüntüler, histolojik cilt örnekleri kullanılarak bu işlemin nasıl gerçekleştirildiğini göstermektedir.Bazı partiküller karanlık alan optik görüntüsünde kolayca fark edilirken, hiperspektral görüntüleme kullanılarak ek partiküller tespit edilmiştir. Burada, Illumina nanopartiküllerine maruz bırakılmış epidermis tabakasındaki porcine deri dokusu gösterilmektedir. Silika nanopartiküllere maruz bırakılan dermal tabakada, stratum cornea üzerinde çökelmiş yüksek kontrastlı bir nanopartikül kümesi bulunmuştur.Bağ dokusu üzerinde çökelmiş çok sayıda yüksek kontrastlı nanopartikül görülebilmektedir. Son olarak, Suriya nanopartiküllerine maruz bırakılan deri altı dokusunda, adipositler boyunca çökelmiş çok sayıda yüksek kontrastlı dağılmış nanopartikül görülebilir; bu yöntemle nanopartikül tanımlaması yapılmıştır.Akciğer, karaciğer, dalak, böbrekler ve lenf düğümleri gibi diğer doku örneklerinde de uygulama mümkündür. Bu prosedürün ardından, partikül sayısı ve partikül konumu gibi ek soruları yanıtlamak amacıyla görüntü analizi gerçekleştirilebilir. Oldukça uzmanlaşmış kontrollerin gerekliliği ve fotonik görüntüleme çözünürlüğündeki kısıtlamalar gibi belirli hususlar ve dezavantajlar, geleneksel yöntemlerinkilerle birlikte değerlendirilmelidir.Belirli araştırma sorularını incelemek için en uygun analitik teknikleri seçerken, mevcut ve gelecekteki nanotoksikoloji araştırmalarını tamamlama potansiyeline sahip olduğu için bu özel uygulamayı göstermeyi seçtik. Ayrıca, nano partiküllerin organlar ve dokular boyunca emilimi, dağılımı, metabolizması ve atılımı ile ilgili araştırmalara da bilgi sağlayabilir.

identification-metal-oxide-nanoparticles-histological-samples

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu videoda, plazmonik altın nanoçubukların ilgilenilen belirli bir hücre hattının hücre zarı ile etkileşimini izlemek için tek parçacık izleme (SPT) analizi ile birleştirilmiş karanlık alan mikroskobu (DFM) tekniğini açıklıyoruz. Kombine DFM ve SPT analizi, nanoçubuk hareketinin hücre zarı boyunca yüksek uzay-zamansal çözünürlükle görselleştirilmesini sağlar.

Hücre Zarı Üzerindeki Nanoçubukların Difüzyon Dinamiğini Görselleştirmek için Darkfield Mikroskobu

Ince organ ve tümör dokusu üzerinde yapılan lazer kaynaklı arıza spektroskopi başarıyla Gd-tabanlı nanopartikülleri çıkarılacak doğal unsurlar ve yapay enjekte gadolinyum (Gd), tespit. Kimyasal elementlerin Görüntüler 100 mikron ve kantitatif alt mM hassasiyet çözünürlüğü ulaştı. Standart optik mikroskop ile kurulum uyumluluğu aynı biyolojik doku birden fazla görüntü sağlama potansiyelini vurguluyor.

Lazer kaynaklı Arıza Spektroskopisi: Organ Doku Nanopartikülün en Mapping ve Nicelik için Yeni Bir Yaklaşım

Çünkü paladyum, altın ve kobaltın önemi ve yaygın kullanımı   yüksek teknoloji ekipman metaller, onların kazanımı ve geri dönüştürülmesi önemli bir sanayi sorun oluşturmaktadır. Burada tarif edilen metal geri kazanım sistemi basit, düşük maliyetli, kentsel madeninden bu metallerin etkin algılama, kaldırma ve geri kazanımı için anlamına gelir.

Algılama ve Palladium Kurtarma Kentsel Madeninde Altın ve Kobalt Metal Nano Wagon tekerlekli şeklindeki Porların ile Belirlenmiş Yeni Sensörler / adsorbanlar kullanma

Kuantum nokta (QD) nanopartiküllerinin epoksi gömülü insan patoloji dokusunun korelasyon immünositokimyasal çalışmaları için kullanılabileceği bir yöntem tanımlanmıştır. Geniş alan floresan ışık mikroskobu ve transmisyon elektron mikroskobu ile görselleştirilen ticari antikor fragmanı konjuge QD'ler kullanıyoruz.

Kuantum Nokta Nanopartiküller kullanma Korelatif Işık- ve Elektron Mikroskobu

Biz kimyasal elementler mevcut içinde in situ insan hücreleri hem de onların vitro miktar tespiti için açıklayınız. Yöntem herhangi bir hücre tipi için uygundur ve Tek Kişilik hücrelerde vitro metal oksit nano tanecikleri pozlama takip kantitatif kimyasal analizler için özellikle kullanışlıdır.

Situ Algılama ve Metal Oksit nano tanecikleri nükleer Microprobe analizi ile tek hücre miktar

Burada, ayrı metal oksijen kümeleri, polyoxometalates (POMs), biyolojik nanopore tabanlı elektronik platform kullanarak tek molekül limitinde tespit etmek için bir protokol sunuyoruz. Bu yöntem, bu moleküllerin çalışmada kullanılan geleneksel analitik kimya araçlarına tamamlayıcı bir yaklaşım sağlar.

Tek metalik nanopartiküller yüksek çözünürlüklü fiziksel karakterizasyonu

Bu protokolün amacı, Plazmonik nano madde örneklerinin hazırlanması ve diferansiyel girişim kontrastı (DıC) mikroskobu ile tek parçacık spektroskopisi gerçekleştirme konusunda kanıtlanmış bir yaklaşımın ayrıntısı olmaktır.

Iletim bazlı Nomarski-tipi diferansiyel girişim kontrast mikroskobu ile Plazmonik nanopartiküller üzerinde spektroskopisi gerçekleştirme

Burada, parlak hiperspektral görüntüleme verilerini elde etmek ve hiperspektral görüntüleme sistemi kullanarak lantanit bazlı tek kristallerin optik asiztropi özelliklerini analiz etmek için bir protokol sıyoruz.

Lantanit Bazlı Moleküler Tek Kristallerde Optik Asiztropi Çalışma Aracı Olarak Hiperspektral Görüntüleme

Burada, hücre zarındaki altın nanorodların (AuNR) dinamiklerini izlemek için geleneksel karanlık alan mikroskopisinin kullanımını gösteriyoruz. Tek AuNR'lerin konumu ve yönü ImageJ ve MATLAB kullanılarak algılanır ve AuNR'lerin difüzif durumları tek parçacık izleme analizi ile karakterize edilir.

Tek Nanopartikül Darkfield Mikroskopisi Kullanarak Hücre Zarında Altın Nanorodların Difüzyonel Dinamiklerini Görselleştirme

Bu makalede, altın nanopartiküllerin ve kanser hücrelerinin hızlı hiperspektral görüntülenmesini sağlayan spektral odaklama modülü ve çift çıkışlı darbe lazerinin entegrasyonu sunulmaktadır. Bu çalışma, multimodal doğrusal olmayan optik tekniklerin ayrıntılarını standart bir lazer tarama mikroskobu üzerinde göstermeyi amaçlamaktadır.

Multimodal Doğrusal Olmayan Optik Mikroskopi Kullanılarak Nanopartiküllerin Hücresel Alımının Biyomoleküler Görüntülenmesi

Burada, içme suyundaki kirletici partiküllerin düzenli bir şekilde yakalanması ve analizi için optik olarak şeffaf ve düz bir alt tabakayı sergileyen bir protokol sunuyoruz. Burada sunulan Silikon Nanomembran Analiz Boru Hattı (SNAP): sıvı ortamdaki partiküllerin yakalanması, miktarının belirlenmesi ve tanımlanması için esnek bir boru hattıdır.

Silikon Nanomembran Analiz Boru Hattı Kullanılarak İçme Suyundaki Mikroplastiklerin Multimodal Analizi

Keşfedin metal oksit nanopartiküllerin histolojik örneklerde gelişmiş darkfield mikroskopi ve hiperspektral haritalama ile hızlı tanımlanması. Bu yöntem elektron mikroskopisine göre daha az kaynak gerektirir ve nanotoksikoloji araştırmalarında değerlidir.

Gelişmiş Darkfield Mikroskopi ve Hiperspektral Haritalama ile histolojik Örneklerinde Metal Oksit Nanopartiküller Kimlik

Daha fazla video keşfet