Kavitasyon yüksek yoğunluklu arttırmak için Plazmonik altın nano tanecikleri üzerinden kontrol edilebilir çekirdekleşme ultrason uygulamaları odaklı

Bu yöntem yüksek yoğunluklu odaklı ultrason alanında anahtar sorulara cevap yardımcı olabilir, lazer ultrason çekirdekli kavitasyon gibi rehberlik için kullanılabilir, ve aynı zamanda HIFU kanser tedavileri geliştirmek. Bu tekniğin en büyük avantajı, nano parçacıklar, HIFU ve lazer aydınlatma kombinasyonu ile, bu yöntemlerin her birinin sınırlamalarını tek başlarına aşabiliyor olmasıdır. Çekirdekleşme yöntemini göstermek için hayaletler üretin.

Bir cam kabın içinde iyonize, gazdan arındırılmış, oda sıcaklığında su ile başlayın. Buna ek olarak, hacim akrilamid/bis-akrilamid çözeltisi ile% 40 ağırlık hazırlamak. Suya çözelti, bir tampon ve amonyum persülfat takip ekleyin.

Bir manyetik karıştırıcı plaka üzerinde bulunan bir vakum odası içinde beher yerleştirin. Kabına 40 milimetre uzunluğunda ptfe manyetik karıştırma çubuğu ekleyin ve orta hızda karıştırın. Yavaş yavaş sığır serum albumin tozu ekleyin.

Bittiğinde, vakum odasını kapatın ve vakum pompasını çalıştırın. Hedef vakum koruyun ve 60 dakika karıştırmaya devam edin. Daha sonra, vakum bırakın ve çözüm ile çalışmaya devam edin.

Onları gerektiren hayaletler için nano tanecikleri ekleyin. Tüm hayaletler için, katalizör ekleyin. Karıştırma beş dakika sonra, tek tek kalıplar içine çözelti dökün ve 20 dakika bekleyin.

Bu, kalıptan ayarlanan ve çıkarılan bir hayalet örneğidir. Deneyde kullanıma hazırdır. Hayaletler ayarlandıktan sonra, kalıplanmış hayaletleri hava geçirmez bir kapta saklayın.

Bir hizalama hayaleti üretmek için, hayalet çözüm ile başlayın. Bir manyetik karıştırıcı üzerinde bir vakum odasında beher ve karıştırın çubuğu yerleştirin. Orta hızda karıştırmaya başlayın ve hazneyi hedef vakuma pompalayın.

Çözeltiyi aldıktan sonra, bir kalıp içine 25 mililitre dökün ve katalizör ekleyin. Hayaletin merkezine bir milimetrelik küresel metal hedefi yerleştirmeden önce 20 dakika bekleyin. Sonra, kalıbın içine 25 mililitre daha hayalet çözelti dökün.

Katalizörü ekleyin ve 20 dakika daha bekleyin. Ayarlandığında, hizalama fantomu hava geçirmez bir kapta kullanıma veya depolamaya hazırdır. Deneme için kurulumu hazırlayın.

Bunun için, 4,5 litre iyonize, gazdan arındırılmış su içeren bir akrilik su tankına sahip. Tankın bir ucuna bir akustik emici yerleştirin. Sonra, yüksek yoğunluklu odaklı ultrason transdüser dikkat açın.

Monte edin ve üç eksenli mikrometre aşamasında ortak hizalanmış geniş bant hidrofonu. Emiciyle yüzleşmek için transdüseri ve hidrofonu tanka tamamen batırın. Dönüştürücü, üçüncü harmonik te tahrik edilmesine izin verecek bir empedans eşleştirme devresine bağlayın.

Bu devre doğrudan bir RF güç amplifikatör çıkışına bağlanır, hangi giriş olarak bir dijital fonksiyon jeneratörü vardır. İşlev jeneratörü uzaktan programlanır. Kalibrasyondan sonra, ayarlamaya devam etmesi için bir hizalama fantomuna geçin.

Hayalet bir 3D baskılı tutucu ve otomatik bir 3D sahne üzerine monte edilmelidir. Hayaleti manyetik hedefin transdüserin yaklaşık odak noktasına ulaşması için konumlandırın. Hidrofonu doğrudan veri toplama kartına bağlayın.

Hizalama hedefini yankılamak için transdüser ve hidrofonu kullanın. Üç mikrosaniye, 10 çevrimli bir patlama gönderin ve algılanan sinyali bilgisayarda gerçek zamanlı olarak görüntüleyin. Transdüserin mikrometre aşamasını ayarlayarak uçuş süresini ve sinyal genliğini değiştirin.

Uçuş süresi 85 mikrosaniye olduğunda ve sinyal genliği en üst düzeye çıktığında sistem hizalanır. Ardından, geniş bant hidrofonu doğrudan beş megahertz yüksek geçişli filtreye bağlayın. Sinyali 40 desibel ön amplifikatöründen ve ardından veri toplama kartına gönderin.

Şimdi, örnek için lazer aydınlatma ayarlayın. Bir TTL dijital gecikme darbe jeneratörü ile fonksiyon jeneratörü ile 532 nanometre darbe lazer senkronize. Optik parametrik osilatör pompalamak için lazer kullanın.

İki milimetrelik bir lif demeti ile hayalet çıkış çift. Tankta, bu fiberi mikrometre aşamasına monte edin. Fiberi hayaletin önündeki akustik eksenden 45 derecelik bir açıyla yerleştirin.

Hizalama için görünür ışığı kullanın. 15 milimetrelik bir lazer noktasının ortasına hizalama hedefini olacak şekilde ışını yerleştirin. Son olarak, su tankının karşı taraflarına bir dijital mikroskop ve beyaz bir ışık kaynağı yerleştirin.

Mikroskobu mikrometre aşamasına monte edin. Hizalama hedefini kendi görüş alanında odakta olacak şekilde konumlandırın. Doğru hayaletin yerinde olduğundan emin olun.

Bu durumda, uygun doku hayalet hizalama hayalet yerini alır. Lazer dalga boyunu nanopartikülün yüzey plazmon rezonansına ayarlayın. Kontrol bilgisayarında, dönüştürücüyü 10 çevrimlik bir patlama yapacak ve lazer fluence'ı ayarla.

Hedef yüksek yoğunluklu odaklı ultrason patlama odak noktası 10 milimetre derin ve dikey yönde 13 benzersiz yerlerde beş milimetre aralıklı. Depoda bir doku hayaletinin yerleştirdiğinden emin olun. Daha sonra, yazılım ile, fluence ve sürekli dalga pozlama parametrelerini ayarlayın.

Seçilen bir tepe negatif basınç ile yüksek yoğunluklu odaklı ultrason tek bir yere yönlendirilir gibi termal lezyon oluşumunu kaydetmek için mikroskop kullanın. Bu veriler, farklı koşullar altında farklı hayaletler için kısa, yüksek yoğunluklu odaklı ultrason maruziyeti için dedektör gerilimkarşı zaman vardır. Bu veri setlerinde, hayaletler de lazer aydınlatma maruz kaldı.

Ancak, bir hayalet nanorods yoktu ve bir hayalet yoktu. Bu veri setlerinde, her iki hayaletin de nanorodları vardı, ama biri lazer aydınlatmasına maruz kaldı, diğeri ise değildi. Bu geniş bant emisyonları sadece nano tanecikleri, ultrason pozlama ve lazer aydınlatma tüm mevcut olduğunda tespit olduğunu göstermektedir.

Bu mikroskop video yüksek yoğunluklu odaklı ultrason ve lazer aydınlatma maruz nanorods ile bir jel hayalet termal ve kavitasyon lezyonların oluşumubir örnek sağlar. Bu prosedürü denerken, kimyasalları kullanırken uygun kişisel koruyucu ekipman giymeyi unutmamak ve lazer kullanılırken doğru göz korumasının kullanılmasını sağlamak önemlidir. Gelişiminden sonra, bu teknik hedeflenen ve hızlı termal ablasyonlar yoluyla kanser tedavilerini geliştirmek için moleküler hedefli nano tanecikleri kullanarak keşfetmek için yüksek yoğunluklu odaklı ultrason tedavisi alanında araştırmacılar için önünü açabilir.