JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

This protocol describes a new intraoperative imaging technique that uses a ruthenium complex as a source of chemiluminescent light emission, thereby producing high signal-to-noise ratios during in vivo imaging. Intraoperative imaging is an expanding field that could revolutionize the way that surgical procedures are performed.

Abstract

Intraoperative imaging techniques have the potential to make surgical interventions safer and more effective; for these reasons, such techniques are quickly moving into the operating room. Here, we present a new approach that utilizes a technique not yet explored for intraoperative imaging: chemiluminescent imaging. This method employs a ruthenium-based chemiluminescent reporter along with a custom-built nebulizing system to produce ex vivo or in vivo images with high signal-to-noise ratios. The ruthenium-based reporter produces light following exposure to an aqueous oxidizing solution and re-reduction within the surrounding tissue. This method has allowed us to detect reporter concentrations as low as 6.9 pmol/cm2. In this work, we present a visual guide to our proof-of-concept in vivo studies involving subdermal and intravenous injections in mice. The results suggest that this technology is a promising candidate for further preclinical research and might ultimately become a useful tool in the operating room.

Introduction

في العقود الأخيرة، أحدثت ثورة في تقنيات التصوير الطريقة التي الأطباء في تشخيص ومراقبة المرض. هذه تقنيات التصوير، ومع ذلك، كانت محدودة إلى حد كبير لنظم التصوير الجسم كله، مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، واحد الفوتون الانبعاثات التصوير المقطعي (SPECT)، التصوير المقطعي (CT)، والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). وقد تم إيلاء اهتمام خاص للسرطان، واختراقات التصوير التكنولوجية قد تحسنت بشكل كبير الطريقة أن هذا المرض يتم تشخيص وعلاج. وعلى الرغم من هذا التقدم، هناك مكان واحد حيث هذه التقنيات التصوير فقط لا تناسب: غرفة العمليات. بينما تقنيات تصوير الجسم كله يمكن أن تساعد في تخطيط العمليات الجراحية، أنهم يفتقرون عادة قرارات مكانية عالية بما فيه الكفاية لمساعدة الأطباء على تحديد في الوقت الحقيقي عما إذا كانت جميع أنسجة الورم تمت إزالته أو أنسجة الورم المتبقية لا تزال مخبأة على هامش الجراحية 1. التأكد من أن أي إختراقيوتترك هوامش ورم خلف هو واحد من الأهداف الجراحية الأكثر أهمية، ويجب أن الجراحين يسيرون على حبل محكم بين استئصال الأنسجة صرامة وحذرا. إذا تمت إزالة أكثر من اللازم، وتتفاقم الآثار الجانبية غير المرغوب فيها بالنسبة للمريض. إذا القليل جدا هو إزالتها، وزادت معدلات تكرار 2، 3. لذلك، من الأهمية بمكان لتحديد هوامش ورم دقيقة، ونحن نعتقد أن التصوير أثناء العملية chemiluminescent يمكن أن تساعد على تحسين دقة تحديد هوامش الورم من خلال مساعدة الجراحين على تصور الأنسجة الخبيثة التي يمكن أن تبقى على خلاف ذلك لم يتم كشفها مع التقنيات المعمول بها.

هناك العديد من تقنيات التصوير يجري التحقيق حاليا لفائدة ممكنة من حيث نظم التصوير أثناء العملية. وتشمل هذه بيتا وانبعاث γ والاشعاعات وتحقيقات 4، مضان بصري 5، رامان الطيفي 6 و 7 و Cherenkov التلألؤ 8 و 9. حتى الآن، ومع ذلك، فقد أصبح إنشاء أيا من هذه كأدوات السريرية القياسية. التصوير مضان البصرية وقد ثبت حتى الآن أن تكون واعدة أكثر من هذه التقنيات، وبالتالي هو الأكثر استكشافها. في حين سبق أن ثبت أن تكون أداة قيمة للعديد من التطبيقات، فإنه لا يخلو من حدودها. في الواقع، العيب الرئيسي هو مضان الخلفية التي تولدها الأنسجة البيولوجية autofluorescent بطبيعتها. هذه إشارة الخلفية autofluorescent هي نتاج استثارة الأنسجة المحيطة بها، بالإضافة إلى fluorophore، من مصدر الضوء الخارجي اللازم لتوليد إشارة الفلورسنت. من منظور عملي، وهذا يمكن تألق ذاتي يحتمل أن يؤدي إلى انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء، والتي يمكن أن تحد من جدوى هذه التقنية في غرفة العمليات.

مدير المدرسةميزة التصوير التوهج على التصوير مضان هو أنه لا يوجد ضوء الإثارة ضروري. ونتيجة لذلك، ليس هناك تألق ذاتي الخلفية. في التصوير التوهج، وبدلا من ذلك إنشاء طاقة الإثارة كيميائيا. وتنتج هذه العملية أي إشارة الخلفية غير مقصودة، وبالتالي يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع نسب الإشارة إلى الضوضاء. وهذا يمكن أن يؤدي في نهاية المطاف إلى الكشف عن أكثر دقة ودقة من هوامش الجراحية. إلى حد ما يثير الدهشة، ظلت جدوى هذا النهج باعتباره تقنية التصوير أثناء العملية غير مستكشفة 10. في الواقع، وأقرب مثال لهذه التقنية هو أكسدة مينول التي كتبها الميلوبيروكسيديز في الفئران 11 و 12 و 13. لذا التصوير الطبي الحيوي Chemiluminescent هي منطقة غير مستكشفة بدلا من الأبحاث التي يمكن أن تقدم المزايا التالية: (1) تألق ذاتي الحد الأدنى مما أدى إلى إشارة خلفية منخفضة مع مرحباgher نسب الإشارة إلى الضوضاء. (2) موجات الانضباطي من انبعاثات chemiluminescent تتراوح ما بين مرئية للبالقرب من الأشعة تحت الحمراء. و (3) مجمعات chemiluminescent functionalizable أنه عندما جنبا إلى جنب مع تقنيات رابط والجزيئات الحيوية الموجودة بالفعل المستهدفة، وتوفير الوصول إلى مكتبات كاملة من تحقيقات التصوير الجزيئي المستهدفة 14.

وتوضح هذه الدراسة إثبات صحة مبدأ الفائدة المحتملة من التصوير chemiluminescent في الإعداد الطب الحيوي باستخدام عامل التصوير القائم على الروثينيوم. خصائص chemiluminescent من هذا المركب ومدروسة، مع التحقيقات التي يعود تاريخها إلى منتصف 1960s 15. عند التنشيط الكيميائي، وكيل وتنتج الضوء في حوالي 600 نانومتر 16، والتي هي مناسبة تماما لأغراض التصوير الطبي. يتم توفير طاقة التنشيط خلال تفاعل الأكسدة التي تؤدي إلى متحمس للدولة التي لديها حياة 650 نانو ثانية في الماء 17 -follالمستحقة على جيل من الفوتونات على تخفيف هذه الحالة المثارة. من خلال استخدام البخاخات عن بعد مصممة خصيصا لهذا الغرض، وكنا قادرين على اكتشاف مركب على حد سواء خارج الحي وفي الجسم الحي. نتائج التجارب الأولية واعدة جدا، مما يشير إلى مزيد من التحقيق في هذه التكنولوجيا.

Protocol

بيان الأخلاق: كل من التجارب على الحيوانات في الجسم الحي وصفها أجريت وفقا لبروتوكول المعتمدة وفقا للمبادئ التوجيهية الأخلاقية للمركز ميموريال سلون كيترينج للسرطان (MSK) رعاية الحيوان المؤسسية واللجنة الاستخدام (IACUC).

1. بناء جهاز Nebulizing

  1. إرفاق الخشب الجزء ألف (12.5 × 2.5 × 1.8 سم 3) منتصبا في وسط الجزء باء (12.7 X 10.7 × 1.8 سم 3) باستخدام اثنين من البراغي (4 × 25 ملم 2). إرفاق الخشب الجزء جيم (11 × 2.5 × 1.8 سم 3) إلى منتصف الجزء ألف (12.5 × 2.5 × 1.8 سم 3) باستخدام برغي واحد، مثل ذلك الجزء C (11 × 2.5 × 1.8 سم 3) لا يزال من الممكن نقلها. انظر الشكل 1.
  2. حفر اثنين من الثقوب من خلال طرف السفلي من الزناد زجاجة رذاذ من البلاستيك 3 أوقية بخاخ صغير (D)، ودفع قضيب الفولاذ المقاوم للصدأ (10 سم من 1/16 "الصلب) (E) من خلال تشكيل اثنين من الحلقات، واحد على كل جانب من الزناد.
  3. التفاف الجزء السفلي من زجاجة رذاذ مع شريط لاصق (F) لمنع العلاقات كبل من الانزلاق. إرفاق زجاجة رذاذ على الخشب جزء C (11 × 2.5 × 1.8 سم 3) باستخدام اثنين من العلاقات كابل البلاستيك (28 سم) (G).
  4. قطع المحرك 011 أجهزة (I) وإعادة توصيله مرة أخرى مع الكابلات فضفاضة من أجهزة التحكم (H). ثم، ونعلق محرك سيرفو إلى الأعلى من الخشب الجزء ألف (12.5 × 2.5 × 1.8 سم 3) باستخدام شريط لاصق.
  5. نعلق قلم رصاص (J) إلى ذراع محرك سيرفو باستخدام مشبك الورق (K). بإحكام ربط أجزاء الخارجية من قلم رصاص لحلقات الصلب قضيب استخدام البلاستيك مغطاة الأسلاك تويست (L) وتأمين نهايات على قلم رصاص مع شريط لاصق.
  6. قطع كابل موصل مغناطيسي وحدة تحكم محرك سيرفو ل(M) وأعد لكابل مكبر الصوت (N). ثم، الشريط وحدة التحكم في المحركات المؤازرة لالخشب الجزء باء (12.7 X 10.7 × 1.8 سم 3). قطع كابل W1 مع الموصلات المغناطيسية في نصف ونعلق جزء واحد إلى نهاية فضفاضة من النحاس الصورةكابل peaker (1 م). ربط (المغناطيسي) شركة i2 التبديل تبديل والسلطة P1 إلى كابل W1 المتاحة وبطارية 9V.

2. الحساسية تحديد أسلوب

  1. في أنبوب microcentrifuge 1.5 مل، وإعداد الحلول من [رو (BPY) 3] الكلورين 2 في المياه بالتناضح العكسي (100 ميكرولتر) بكميات من 260 ميكروغرام (347 نانومول)، 52 ميكروغرام (69 نانومول)، 26 ميكروغرام (34 نانومول) ، 5 ميكروغرام (6.9 نانومول)، 3 ميكروغرام (3.5 نانومول)، 520 نانوغرام (694 بمول)، 260 نانوغرام (347 بمول)، 52 نانوغرام (69 بمول)، و 26 نانوغرام (34 بمول)، و 5 نانوغرام (6.9 بمول)، و3 نانوغرام (3.5 بمول).
  2. مزيج 100 ميكرولتر من كل [رو (BPY) 3] الكلورين 2 حل مع 100 ميكرولتر من محلول مائي من نترات السيريوم الأمونيوم ((NH 4) 2 سي (NO 3) 6) في الماء (25 ملم) على شريحة المجهر.
  3. إعداد الاستحواذ في القارئ تلألؤ بيولوجي من قبل تهيئة برامج التصوير.
    1. تسجيل الدخول إلى ملف تعريف المستخدم والبحث عن أكيلوحة التحكم sition. انقر على "تهيئة" وانتظر حتى الصك جاهز.
    2. ابحث عن "وضع التصوير"، وتأكد من "الفلورسنت" و "الصورة" يتم فحص وأن "نيون" لم يتم التحقق منه.
    3. تغيير "وقت التعرض" الإعداد ل "الفلورسنت" إلى 20 ثانية. ضبط الإعدادات المتبقية ل "الفلورسنت" على النحو التالي: "Binning": متوسط. "F / إيقاف": 1؛ و "تصفية الانبعاثات": المفتوحة.
      ملاحظة: قد تحتاج إلى أن تتكيف وفقا لأدوات وبيئة تجريبية تستخدم مرات التعرض، إذا كان مختلفا عن الإعداد المقدمة.
    4. ل "الصورة"، استخدم الإعدادات التالية: "التعرض تايم": السيارات. "Binning": متوسط. و "F / إيقاف": 8. ضبط "موضوع الطول" وفقا لتصوير target.Look ل "مجال الرؤية" القائمة المنسدلة. الإعداد الأولي هو "جيم" تغيير إلى "B" (14 سم المسافة بين جأميرا ومرحلة العينة).
  4. إعداد البخاخات عن طريق وضع شريحة مجهرية على ورقة من الورق المقوى الأسود على أرضية غرفة التصوير لحمايتها من عامل مؤكسد. مزيج 100 μLdroplet من [رو (BPY) 3] الكلورين 2 -solution مع 100 ميكرولتر من محلول مائي من (NH 4) 2 سي (NO 3) 6. لاحظ مربع التقاطع الأخضر.
    1. وضع التصوير الموضوع على ورقة البناء السوداء، مثل أن مساحة الفائدة في وسط ضوء المربع الأخضر التقاطع عرض على المسرح العينة. إعداد البخاخات عن طريق فصل زجاجة رذاذ بلاستيكية من الدعم خشبي. ملء محلول ثلاثي الإيثيلامين (1: 3 في الماء / الإيثانول) في خزان البلاستيك، وأعد لدعم خشبي.
    2. وضع البخاخات داخل القارئ تلألؤ بيولوجي والتأكد من أن التيار يتم قطع من الحبل البخاخات. تأكد من أن مفتاح الطاقةفي وضع التشغيل، مفتاح التبديل هو خارج، وLED أحمر مضاءة. وضع البخاخات بحيث تدفق رذاذ وأشار نحو المنطقة من الفائدة على موضوع التصوير، مع التقليل من عرقلة عرض من الكاميرا على التصوير الموضوع من قبل رئيس رذاذ فوهة.
    3. ضع قطع صغيرة سوداء من الورق المقوى على أي بؤر التوتر المحتملة (مثل علامات بيضاء على الشرائح المجهرية أو مواقع الحقن) لحمايتهم من الرذاذ. مكان لا يقل عن 40 سم من الحبل بعيد البخاخات داخل غرفة التصوير، بحيث لا تتداخل مع موضوع التصوير، والبخاخات، أو مزلاج الباب المغناطيسي. إغلاق باب نظام التصوير.
      ملاحظة: إن التقاطع تغيير حجم استنادا إلى "مجال الرؤية" وضع في "العيش صورة." تأكد من أن هذا هو تعيين إلى "B".
  5. الحصول على صورة عن طريق الشروع في تسلسل التصوير. انقر على "اكتساب" في "لوحة تحكم اقتناء". على sequ التصوير الأولسينعقد، تمكين الحفظ التلقائي إذا رغبت في ذلك (موصى به) واختيار مجلد البيانات. تجاهل "تسميات تحرير التصوير" الحوار حتى نهاية التسلسل.
    ملاحظة: البرنامج تحكم يعرض الإجراءات الصك خطوة بخطوة في الوقت الحقيقي. بعد إعداد قياس وتحريك مرحلة عينة في المكان المناسب، فإنه يفتح مصراع الكاميرا وبحساب قياس الوقت. ويمكن أيضا فتح مصراع من سماع صوت نقرة التي تم إنشاؤها بواسطة آلة.
  6. كما يفتح مصراع الكاميرا، رذاذ ثلاث رشقات من محلول ثلاثي الإيثيلامين (1: 3 في الماء / الإيثانول، 0.24 ± 0.04 مل في انفجار رذاذ) عن طريق التحول التبديل تبديل ثلاث مرات لتوليد التوهج.
    ملاحظة: إن المرحلة عينة تتحرك أثناء القياس. ترك ما يكفي (لا تقل عن 40 سم) كابل داخل أداة للسماح لهذا. تأكد من أن الحل ليتم رش من البخاخات يمكن يطمح إليه الأنابيب الصاعدة وأنه لا توجد فقاعات الهواء في الأنبوب. لديك العديد من البطاريات الغيارالصورة لالبخاخات جاهزة في حالة الحاجة.

3. في فيفو التصوير بعد الجهازية الوريد حقن

  1. في أنبوب microcentrifuge 1.5 مل، وإعداد 100 ميكرولتر من الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) محلول يحتوي على ما بين 8 و 33 نانومول من [رو (BPY) 3] الكلورين 2. تحضير محلول مائي من (NH 4) 2 سي (NO 3) 6 في الماء (25 ملم) في نفس الوقت.
  2. عن طريق الوريد حقن 100 ميكرولتر من [رو (BPY) 3] الكلورين 2 في الوريد ذيل الفئران السليمة (ن = 5).
  3. الموت ببطء الفئران 10 دقيقة بعد الحقن عبر CO 2 الخنق.
    1. إزالة الجلد مع Y-قطع من الجذع، ثم إزالة القوس الساحلي في U-شكل لفضح القلب والرئتين. يروي الفئران عن طريق خفض متنفسا في الأذين الأيمن وحقن 20 مل من برنامج تلفزيوني من خلال إبرة قياس 24 إلى البطين الأيسر (18). قطع بعناية من خلال البطنالجلد وفضح الكلى والكبد. قطع طولي من خلال الأجهزة لإنشاء قطع مرئية.
  4. إعداد اكتساب كما هو موضح في الخطوات 2،3-2،6، مع التغييرات التالية.
    1. بعد غسلها جيدا الخزان البلاستيك البخاخات وملئه بمحلول مكون من (NH 4) 2 سي (NO 3) 6 في الماء (25 ملم) بدلا من ثلاثي الإيثيلامين.
      ملاحظة: من المهم أن يشطف جيدا فوهة البخاخات بعد كل استخدام، منذ بلورة (NH 4) 2 سي (NO 3) 6 قد تدمر فوهة الرش بعد عدة استخدامات.
  5. استخدام الحيوان أو الجهاز عينات كاملة للتصوير.
    1. للتصوير البطن كله، وضع الذبيحة الماوس مع البطن المفتوح التي تواجه الكاميرا ورئيس لافتا إلى الجزء الخلفي من الصك. توسيط جهاز للتصوير (على سبيل المثال، في الكبد أو الكلى) في ضوء المربع الأخضر التقاطع.
    2. Fأو فرد التصوير الجهاز النوعي والكمي، وإزالة الماوس من أداة التصوير ويعلقون عليه. بدءا من تجويف الجسم فتحت بالفعل، استئصال الأعضاء الداخلية (على سبيل المثال، الكلى، الكبد، الرئة، العضلات، والطحال والمخ، والقلب). قطع طريق الجلد الساق الخلفية لاستئصال الأنسجة العضلية. بعناية فتح الجمجمة مع مشرط لاستئصال الدماغ.
      1. إذا كان الجهاز من الفائدة الكبد والكلى أو الطحال، وقطع جميع الأجهزة في النصف طوليا، ضع كل جهاز على طبق بتري أو قطعة من الورق المقوى الأسود.
    3. اتبع الإجراء هو موضح في الخطوات 2،3-2،6 لتحديد الانبعاثات النسبي للالتتبع chemiluminescent لأجهزة احدة.

4. في فيفو التصوير من الغدد الليمفاوية

  1. إعداد 10 ميكرولتر من محلول PBS تحتوي على 80 نانومول من [رو (BPY) 3] الكلورين 2. تحضير محلول مائي من (NH 4) 2 سي (NO 3) 6 في واثالثا (25 ملم) في نفس الوقت.
  2. ضخ 10 ميكرولتر من الحل subdermally إلى مخلب هند من الفئران السليمة (ن = 5). ونتيجة لسيطرة سلبية، وضخ مخلب المقابل مع 10 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني النقي. التضحية الفئران عبر CO 2 اختناق 15 دقيقة بعد الحقن. إزالة الجلد على ساقيه الخلفيتين لفضح القنوات الليمفاوية إلى الغدد الليمفاوية المأبضية.
  3. إعداد اكتساب كما هو موضح في الخطوة 3.4.
  4. إزالة الغدد الليمفاوية المأبضية من ساقيه الخلفيتين، قطع منها في النصف، ورذاذ لهم أكسدة على طبق بيتري، كما هو موضح من قبل (الخطوة 3.5.3)، لغرض تقدير.

النتائج

نظام البخاخات الموضحة في قسم البروتوكول 1 يمكن بناؤها من مواد يسهل المتاحة بتكلفة منخفضة. الغرض منه هو أن يكون أقحم للرش من الحد / عامل مؤكسد داخل قارئ للإضاءة الحيوية التي نجمت عن بعد (الشكل 1). لدينا تصميم يسمح للتشغيل الآمن من البخاخات داخل...

Discussion

هنا، قدمنا ​​التكنولوجيا التي هي قادرة على ترسيم بصريا الأنسجة عن طريق انبعاث الفوتونات التي أنشأتها مراسل chemiluminescent. وعلى النقيض من الآخر، أكثر رسوخا والتكنولوجيات 4، 5، 6، 7، 8?...

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors thank Prof. Jan Grimm and Mr. Travis Shaffer for their helpful discussions and Mr. David Gregory for editing the manuscript. Technical services provided by the MSK Animal Imaging Core Facility, supported in part by NIH Cancer Center Support Grant P30CA008748-48, are gratefully acknowledged. The authors thank the NIH (K25 EB016673 and R21 CA191679, T.R. and 4R00CA178205-02, B.M.Z.), the MSK Center for Molecular Imaging and Nanotechnology (T.R.), the Tow Foundation (B.C.), and the National Science Foundation Integrative Graduate Education and Research Traineeship (IGERT 0965983 at Hunter College for B.C. and T.M.S.) for their generous support. The research reported in this publication was supported by funding from the King Abdullah University of Science and Technology.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Wood part A (12.5 × 2.5 × 1.8 cm) Woodcraft131404Cut from a 3/4” x 24” x 30” birch plywood sheet
Wood part B (12.7 × 10.7 × 1.8 cm)Woodcraft131404Cut from a 3/4” x 24” x 30” birch plywood sheet
Wood part C (11 × 2.5 × 1.8 cm)Woodcraft131404Cut from a 3/4” x 24” x 30” birch plywood sheet
Screws (4 × 25 mm)Screwfix79939
Harmon Face Values 3 oz mini sprayerBed, Bath and Beyond
stainless steel rod (10 cm of 1/16” steel)Metals Depot Int. Inc.2192
Pencil Classic HBPapermate58592
Paper clipOffice Depot221720
speaker cableRCA Inc.AH1650SN
Energizer 9V alkaline batteryEnergizer Holdings Inc.EN22
Hitech HS-82MG Micro Servo Motor, 3.4 kg/cm output torque @ 6VHitech RCD USA Inc.32082S
NameCompanyCatalog NumberComments
28 cm plastic cable tiesGeneral Electric Inc.50725
Duct tape3M Inc.3939
littleBits w1 wirelittleBits Inc.w1 wire
littleBits p1 powerlittleBits Inc.p1 power
littleBits i2 toggle switchlittleBits Inc.i2 toggle switch
littleBits 011 servolittleBits Inc.011 servo
20 cm plastic covered wire twist tiesFour Star Plastics71TIE8000
Tris(2,2′-bipyridyl)dichlororuthenium(II) hexahydrateSigma-Aldrich Inc.224758
Ammonium cerium(IV) nitrateSigma-Aldrich Inc.22249
IsofluoraneBaxter Healthcare1001936060
PBSSigma-AldrichPBS1
EthanolSigma-Aldrich2854
TriethylamineSigma-Aldrich Inc.T0886
WaterWater was purified using a Milipore Mili-Q (R ≥ 18 MΩ)
Female nude (outbred) miceJackson Laboratories1929age 5 - 6 weeks
Strain C57BL/6J  
NU/J male mice at Jackson Laboratories2019age 6 – 8 weeks
IVIS 200 bioluminescence readerCaliper Live Science
Live Image 4.2 softwarePerkin-Elmer128165
Microscope slidesThermoScientific4951PLUS4

References

  1. Fong, Y., Giulianotti, P. C., Lewis, J., Koerkamp, B. G., Reiner, T. . Imaging and Visualization in The Modern Operating Room: A Comprehensive Guide for Physicians. , (2015).
  2. Nguyen, Q. T., Tsien, R. Y. Fluorescence-guided surgery with live molecular navigation - a new cutting edge. Nat. Rev. Cancer. 13 (9), 653-662 (2013).
  3. Weissleder, R., Pittet, M. J. Imaging in the era of molecular oncology. Nature. 452, 580-589 (2008).
  4. Heller, S., Zanzonico, P. Nuclear probes and intraoperative gamma cameras. Semin. Nucl. Med. 41 (3), 166-181 (2011).
  5. van Dam, G. M., et al. Intraoperative tumor-specific fluorescence imaging in ovarian cancer by folate receptor-α targeting: first in-human results. Nat. Med. 17 (10), 1315-1319 (2011).
  6. Zavaleta, C. L., et al. A Raman-based endoscopic strategy for multiplexed molecular imaging. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 110 (25), E2288-E2297 (2013).
  7. Harmsen, S., Bedics, M. A., Wall, M. A., Huang, R., Detty, M. R., Kircher, M. F. Rational design of a chalcogenopyrylium-based surface-enhanced resonance Raman scattering nanoprobe with attomolar sensitivity. Nat. Commun. 6, 1-9 (2015).
  8. Thorek, D. L., et al. Positron Lymphography: Multimodal, High-Resolution, Dynamic Mapping and Resection of Lymph Nodes After Intradermal Injection of 18F-FDG. Nucl. Med. 53 (9), 1438-1445 (2012).
  9. Thorek, D. L. J., Riedl, C. C., Grimm, J. Clinical Cerenkov Luminescence Imaging of 18F-FDG. Nucl. Med. 55 (1), 95-98 (2014).
  10. Gross, S., et al. Bioluminescence imaging of myeloperoxidase activity in vivo. Nat. Med. 15 (4), 455-461 (2009).
  11. Lee, J. -. J., White, A. G., Rice, D. R., Smith, B. D. In vivo imaging using polymeric nanoparticles stained with near-infrared chemiluminescent and fluorescent squaraine catenane endoperoxide. Chem. Commun. 49 (29), 3016-3018 (2013).
  12. Lee, D., et al. In vivo imaging of hydrogen peroxide with chemiluminescent nanoparticles. Nat. Mater. 6 (10), 765-769 (2007).
  13. Baumes, J. M., et al. thermally activated, near-infrared chemiluminescent dyes and dye-stained microparticles for optical imaging. Nat. Chem. 2 (12), 1025-1030 (2010).
  14. Siraj, N., et al. Fluorescence, Phosphorescence, and Chemiluminescence. Anal. Chem. 88 (1), 170-202 (2016).
  15. Hercules, D. M., Lytle, F. E. Chemiluminescence from Reduction Reactions. Am. Chem. Soc. 88 (20), 4745-4746 (1966).
  16. Kerr, E. Annihilation electrogenerated chemiluminescence of mixed metal chelates in solution: modulating emission colour by manipulating the energetics. Chem. Sci. 6, 472-479 (2015).
  17. Montalti, M., Credi, A., Prodi, L., Gandolfi, M. T. . Handbook of Photochemistry 3rd Ed. , 379-404 (2006).
  18. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole Animal Perfusion Fixation for Rhodents. J. Vis. Exp. (65), e3564 (2012).
  19. Büchel, G. E., et al. Near-infrared intraoperative chemiluminescent imaging. ChemMedChem. , (2016).
  20. Ntziachristos, V., Ripoll, J., Wang, L. V., Weissleder, R. Looking and Listening to Light: the Evolution of Whole-Body Photonic Imaging. Nat. Biotechnol. 23, 313-320 (2005).
  21. Koch, J. H., Gyarfas, E. C., Dwyer, F. P. Biological Activity of Complex Ions Mechanism of Inhibition of Acetylcholinesterase. Austral. J. Biol. Sci. 9 (3), 371-381 (1956).
  22. Juris, A., Balzani, V., Barigelletti, F., Campagna, S., Belser, P., Zelewsky, A. V. Ru(II) polypyridine complexes: photophysics, photochemistry, electrochemistry, and chemiluminescence. Coord. Chem. Rev. 84, 85-277 (1988).
  23. Knoll, J. D., Turro, C. Control and utilization of ruthenium and rhodium metal complex excited states for photoactivated cancer therapy. Coord. Chem. Rev. 282, 110-126 (2015).
  24. Haley, T. J. Pharmacology and toxicology of the rare earth elements. J. Pharm. Sci. 54 (5), 663-670 (1965).
  25. Siekierski, S., Mioduski, T., Salomon, M. . IUPAC Commission on Solubility Data. Solubility Data Series. Vol 13. Scandium, Yttrium, Lanthanum, and Lanthanide Nitrates. , (1983).
  26. Reiner, T., Jantke, D., Marziale, A. N., Raba, A., Eppinger, J. Metal-Conjugated Affinity Labels: A New Concept to Create Enantioselective Artificial Metalloenzymes. ChemistryOpen. 2, 50-54 (2013).
  27. Zanarini, S., et al. Synthesis and Electrochemiluminescence of a Ru(bpy)3-Labeled Coupling Adduct Produced on a Self-Assembled Monolayer. J. Phys. Chem. C. 112 (8), 2949-2957 (2008).
  28. Liu, R., Lv, Y., Hou, X., Yang, L., Mester, Z. Protein Quantitation Using Ru-NHS Ester Tagging and Isotope Dilution High-Pressure Liquid Chromatography-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry Determination. Anal. Chem. 84 (6), 2769-2775 (2012).
  29. Jantke, D., et al. Synthetic strategies for efficient conjugation of organometallic complexes with pendant protein reactive markers. J. Organomet. Chem. 744, 82-91 (2013).
  30. Aoki, Y., et al. An experimental xenograft mouse model of diffuse pontine glioma designed for therapeutic testing. J Neurooncol. 108 (1), 29-35 (2012).
  31. Forster, R. J., Bertoncello, P., Keyes, T. E. Electrogenerated Chemiluminescence. Annual Rev. Anal. Chem. 2, 359-385 (2009).
  32. Connell, T. U., James, J. L., White, A. R., Donnelly, P. S. Protein Labelling with Versatile Phosphorescent Metal Complexes for Live Cell Luminescence Imaging. Chem. Eur. J. 21 (40), 14146-14155 (2015).
  33. Zhou, X., et al. Synthesis, labeling and bioanalytical applications of a tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II)-based electrochemiluminescence probe. Nat. Protoc. 9 (5), 1146-1159 (2014).
  34. Bœuf, G., et al. Encapsulated Ruthenium(II) Complexes in Biocompatible Poly(d,l-lactide-co-glycolide) Nanoparticles for Application in Photodynamic Therapy. ChemPlusChem. 79 (1), 171-180 (2014).
  35. Loizidou, M., Seifalian, A. M. Nanotechnology and its applications in surgery. Brit. J. Surgery. 97 (4), 463-465 (2010).
  36. Barry, N. P. E., Sadler, P. J. Challenges for Metals in Medicine: How Nanotechnology May Help To Shape the Future. ACS Nano. 7, 5654-5659 (2013).
  37. Hasan, K., Bansal, A. K., Samuel, I. D. W., Roldán-Carmona, C., Bolink, H. J., Zysman-Colman, E. Tuning the Emission of Cationic Iridium (III) Complexes Towards the Red Through Methoxy Substitution of the Cyclometalating Ligand. Nat.Sci. Rep. 5, 1-15 (2015).
  38. Truong, J., et al. Chemiluminescence detection with water-soluble iridium(III) complexes containing a sulfonate-functionalised ancillary ligand. Analyst. 139 (22), 6028-6035 (2014).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

121

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved