MRM Microcoil Performans Kalibrasyonu ve Kullanımı Medicago truncatula Köklerinde 22 T'de GösterilmiştiR

Bu protokol, ultra yüksek alan manyetik rezonans görüntüleme için mikrobobinlerin karakterizasyonuna ve kullanımına olanak sağlar. MRG biyolojik numunenin fizyolojisi, metabolizması ve difüzyon özelliklerini keşfetmek için benzersiz ve noninvaziv bir araçtır. Yüksek manyetik alan mukavemeti ve bir ilgi örneğine uyarlanmış mikrobobinler kullanılarak hücresel çözünürlüğe kadar görüntüler elde edilebilir.

Bu yöntemde, görüntüleme uygulamaları için ticari veya ev yapımı mikrobobinlerin özelliklerini nasıl belirleyebileceğimizi adım adım anlatıyoruz. Çapı bir milimetreden küçük biyolojik numuneler ve ultra yüksek alan dikey delikNMR spektrometresi kullanıyoruz. Ev yapımı mikrobobinleri kullanarak radyo frekans bobin boyutunu numunenin boyutuna ayarlayabiliriz.

Bu araştırmada, küçük bir bitki kökü kullanıyoruz. Bobin hassasiyeti azalan bobin çapı ile orantılı olduğundan bu yararlıdır. Bu nedenle küçük numuneler için gürültü oranı daha yüksek sinyal ile görüntüleri elde edebilirsiniz.

Küçük boyutu ve bu mikrobobinlerin kırılgan doğası nedeniyle, örneğin, 90 derece darbe uzunluğu ve darbe gücü, güvenli çalışma limitleri gibi bazı temel parametreleri oluşturmak ve son olarak farklı NMR sistemleri arasında karşılaştırılabilir bir şekilde bobin hassasiyeti hesaplamak için önemlidir. Solenoid mikrocoil bir kapiller ve iki kondansatör etrafında kıvrılmış bir tel oluşur: tuning ve eşleşen kondansatör. Eşleşen kondansatör maksimum sinyal iletimi elde etmek için seçmiş iken, 950 megahertz istenilen rezonans frekansı elde etmek için seçilmiştir.

50 Ohm'luk bir empedans. Büyük kondansatör, daha hassas bir ayar için değişkendir. Bobin modifiye bir sokete sabitlenmiş bir taban plakası üzerinde oturur.

İsteğe bağlı olarak, bobin telinin duyarlılık etkilerini azaltmak için duyarlılık eşleştirme sıvısı için bir rezervuar eklenebilir. Bir saat cam içine perfluorodecalin bir mililitre transfer, veya PFD, hangi örnek batırmak için kullanılacaktır. PFD, biyolojik hücrelere girmeden numunedeki hava boşluklarını doldurabileceği için kullanılır.

Ayrıca proton MRG ile gözlemlenebilir değildir. PfD'yi hemen petri kabı kapağı ile kaplayın ve buharlaşmayı önceden önleyin. Bir referans numune hazırlanıyorsa bunun yerine bakır sülfat çözeltisi kullanın.

Daha sonra, dikkatle büyüme substrat bir kök sistemi ayıklayın. Neşter kullanarak küçük bir bölümü boşaltın. Vakum tedavisi için numuneyi fiksatif bir solüsyon içeren bir Eppendorf tüpüne yerleştirin.

Sonra havalandırma için izin vermek için bir filament ve yumruk delikleri ile tüp mühür. Numuneyi vakum tedavisine tabi talın. Numuneden kaçan hava kabarcıkları görülebilir.

Stereo mikroskopa bakarken, daha önce hazırlanan çözeltide hem numuneyi hem de kılcal damarları batırmak için cımbız kullanın. Daha sonra hem kılcal damar ve örnek tam batık iken cımbız kullanarak kapiller içine örnek yerleştirin. Bir itme çubuğu olarak daha küçük bir kılcal veya şırınga iğne ucu kullanın.

Şekil doku kağıt ince bir noktaya ve kılcal damar her iki ucundan sıvı yaklaşık bir milimetre kaldırmak için kullanabilirsiniz. Eritin, balmumu kalem kullanarak kılcal balmumu küçük bir hacim. Her iki tarafta balmumu uygulayın.

Balmumu katılanınca opak olur. Kılcal hava kabarcıkları hariç tutmak için özen. Daha sonra, bir neşter kullanarak aşırı balmumu kazımak.

Mikrobobiyi sabit tutarken cımbız kullanarak numuneyi mikrobobinin içine yerleştirin. Bobindeki numuneyi ortalamak için bir çubuk kullanın. Bobin ilk kez test edilirse, güç kalibrasyonu ve SNR ve B1 alan homojenliğini belirlemek için bakır sülfat referans numunesi kullanın.

Bu protokol, metre başına en fazla üç Tesla yeteneğine sahip, entegre gradyan bobinleri ile bir mikro görüntüleme prob ile donatılmış bir dikey delik 22.3 Tesla spektrometre gösterilmiştir. Mikrobobiyi dik tutarken mikrobobiyi prob tabanına takın. Daha sonra üçlü eksengradbob üzerinde kaydırın.

Degradeyi yerinde düzeltmek için vida ipliğini prob tabanında çevirin. Sondayı mıknatısın içine yerleştirin ve gerekli bağlantıları yapın. Bir titreme eğrisi başlatın ve gerektiğinde ayarlama ve eşleştirme ayarlayın.

Yüksek spektral süpürme genişliği ile başlayarak önerilir. Birden çok rezonans modunun olabileceğini unutmayın. Doğru rezonans modunu belirlemek için her mod için SNR testleri gerekebilir.

Mikrobobininiz için doğru bobin yapılandırmasını seçin. Bobinler için güvenli sınırlar bilinmiyorsa, 0,6 watt'lık düşük darbe gücünde 10 mikrosaniye ile başlayın ve sinyal görünene kadar darbe uzunluğunu bir seferde bir mikrosaniye yavaşça artırın. 90 derecelik darbe için doğru darbe uzunluğu ve güç elde etmek için yeni bir bobin için bir nutation eğrisi kaydedin.

Bunu yapmak için darbe gücünü sabit tutarken darbe süresini sistematik olarak değiştirin. Homojen olmayan bir B1 alanı durumunda, 90 derecelik darbe maksimum sinyal yoğunluğu elde edildiği uzunluklardan tahmin edilebilir. Mıknatıs ın içindeki bobinin konumunu bulmak için geniş görüş alanına sahip yerelleştirici bir ölçek kullanın.

Örnek tam olarak degrade sisteminin merkezindeyse, yerelleştirici talan örneği gösterir. Bobin veya numune merkezdışıysa, yerelleştirici tonu ayarlayın. Yaklaşık darbe gücü nutation eğrisi kullanılarak bulunduğunda, en homojen görüntü için kontrol etmek için görüntülerin bir dizi için yavaş yavaş darbe güçlerini değişir.

Homojen bir B1 alanına sahip bazı bobinler için, belirlenen 90 derecelik darbe bobinin istenilen tatlı yerinde aşırıya kalarak abartılabilir. FID sinyaline göre manyetik alanı manuel olarak şim. Farklı yönde mikrocoils shims yönünü bağlı olarak B0 homojenlik daha güçlü bir düzeltme neden olabilir.

Daha sonra, normalleştirilmiş bir hacim SNR hesaplanmalıdır. İlk olarak, X ve Y çözünürlüğünü dilim kalınlığını çarparak voxel hacmini hesaplayın. SNR ortalama gürültüyü ortalama sinyalden çıkararak ve voxel hacmiyle çarpılarak oluşan gürültünün standart sapmasıyla bölerek hesaplanır.

Ortalama sinyal görüntünün merkezinden alınırken, ses sinyali köşe yamaları üzerinden hesaplanır. Bobin teli ve numunenin kendisinden kaynaklanan olası duyarlılık sorunlarını kontrol etmek için birden çok degradeli yankı dizisi çalıştırın. Batık bobinler için, bobin telleri ve çevreleri arasındaki duyarlılık farkı büyük ölçüde azalır.

Yüksek çözünürlüklü görüntüleme belki 3D flaş deneyleri ile elde. Endodermis, korteks ve ksilem gibi daha büyük bobinler kullanılarak çözülmesi zor olan çeşitli kök özellikleri ayırt edilebilir. Çoklu dilim, multiecho dizileri de duyarlılık etkisini azaltmak için kullanılabilir.

Ancak, bu zaman birim başına azaltılmış duyarlılık maliyeti gelir. Medicago truncatula kök nodülleri de bu protokol kullanılarak görüntülenebilir. 4 dakikada 31 mikrometrelik bir iotropik çözünürlük elde edilirken, 33 dakikada 16 mikrometrelik bir iotropik çözünürlük elde edildi.

Bu küçük kök nodüllerinin çeşitli fizyolojik yönlerini ayrıntılı olarak incelenmesini sağlar. Başarılı numune hazırlama için hem numuneyi hem de kılcal damarları sıvıya tamamen batırmak önemlidir. Bu, görüntü kalitesini olumsuz etkileyen hava kabarcıklarının oluşmasını önler.

MR görüntüleme tahribatsız olduğu için, biyolojik örneği MR taramasından sonra çıkarıp optik mikroskopi gibi daha ileri bir çalışma için kullanabiliriz. Bu videoyu izledikten sonra mikrocoil karakterizasyonu ve görüntüleme uygulamaları için operasyon temel bir anlayışa sahip olmalıdır. Bu biyolojik numune geniş bir yelpazede uygulanabilir.