المعاهد الوطنية للصحة منح R01 HL085369 ، HL067322 ، HL082729 ، EB008999

1. إعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعد طازجة Tyrodes أدلى &quot;الحل (في مم ، 128.2 كلوريد الصوديوم ، CaCl 2 1.3 و 4.7 بوكل ، 1.19 ناه 2 ص 4 ، 1.05 MgCl 2 ، 20.0 NaHCO 3 ، والجلوكوز 11.1). إلى الإسراع في إعداد اليومية للحلول ، وإعداد الحلول اثنين في الأسهم مسبقا وتخزينها في ثلاجة درجة مئوية +4 : (1) للسهم الأول (في g/2L ، 374.6 كلوريد الصوديوم ، CaCl 2 9.56 ، 17.52 بوكل ، 8.21 ناه ​​2 ص 4 ، 10.67 MgCl 2) و (2) سوق الأسهم الثاني (في g/2L ، 84.01 NaHCO 3). لجعل الحل 2L Tyrodes &#39;تجربة واحدة كافية لاتخاذ 1840mL منزوع الأيونات الماء ويخلط فيه 80mL ألبوم الأول ، 80mL الثاني للسهم ، و4G من الجلوكوز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد حلول المخزون من الأصباغ وuncouplers : (1) blebbistatin uncoupler الإثارة - الانكماش حل سهم (Tocris العلوم البيولوجية ، والحل في 2mg/mL DMSO) ، (2) الجهد صبغة حساسة للمحلول المخزون دي - 4 - ANEPPS (Invitrogen ، 1mg/mL الحل في DMSO) ، (3) الجهد صبغة حساسة RH محلول المخزون 237 (Invitrogen ، والحل في 1.25mg/ml DMSO) ، (4) مؤشر Rhod الكالسيوم ، 02:00 محلول المخزون (Invitrogen ، 1mg/ml الحل في DMSO). تجربة الأرانب واحد يتطلب ما يقرب من 30 ميكرولتر من محلول المخزون دي - 4 - ANEPPS ، 30 ميكرولتر من محلول المخزون RH237 ، و 200 ميكرولتر من Rhod ، 02:00 محلول المخزون. لتجنب تكرار تجميد والذوبان ، نقوم بتخزين 100 aliquots ميكرولتر من دى ANEPPS - 4 في -20 درجة مئوية. يتم أيضا تخزين الأصباغ الأخرى في -20 درجة مئوية. تخزين blebbistatin المذاب في الثلاجة +4 درجات مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل الحصاد القلب ، Tyrodes نقل &quot;الحل في زجاجة 2L ووضعه في حمام مائي (فيشر العلمية) التي تحافظ على درجة حرارة المحلول في 37 درجة مئوية. غير المؤكسج الحل مع 95 ٪ O 2 -- 5 ٪ CO 2. الحفاظ على درجة الحموضة في 7.35 ± 0.05 عن طريق ضبط مستوى الأوكسجين. يعمم الحل في نظام الارواء Langendorff وتصفيتها عن طريق تصفية صافي النايلون (حجم المسام : 11μm ، ميليبور) وضعت في خط التروية قبل قنية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد معدات الرصد قبل الحصاد القلب. يتم استخدام محول الضغط (WPI) لمراقبة ضغط الأبهر أثناء التجربة. يتم ضبط الخط الأساسي لمحول الضغط إلى الصفر زئبق عندما لا تعلق القلب إلى نظام الارواء. توضع الزائفة ECG الأقطاب في الدائرة الرصاص التقريبي الأول والثاني والثالث للمثلث ECG Einthoven. </li></ol> 2. الحصاد والإرواء القلوب أرنب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إصلاح الأرانب في restrainer الأرانب. الموت ببطء الأرنب عن طريق الحقن في الوريد من بنتوباربيتال الصوديوم (50 ملغ / كلغ) مع الهيبارين U 2000. عندما الارنب هو الموت الرحيم تماما ، والتي يتم تحديدها لعدم وجود منعكس الألم ، وسرعان ما يتم فتح تجويف الصدر ، ويتم استئصال القلب والرئتين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اجراء خفض في نهاية العلوي من الأبهر الصاعد قبل جميع فروع قوس الأبهر. اخراج الهواء من الشريان الأبهر الصاعد وبسرعة ثم يقني ؛ يدخل القنية القلب لقنية عيار 16 ، والتي تم المرفقة سابقا إلى تربر الفقاعة التي من المهم جدا للحفاظ على الهواء من التاجية. بمجرد perfused retrogradely القلب في نظام غير إعادة تدوير نضح Langendorff ، اجراء خفض لفتح تأمور بسرعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الرئة والقصبة الهوائية ، والدهون ، والأنسجة الضامة ، في حين يتم مسح الدم نضح بها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مهم جدا! يتم إدخال أنبوب السيليكون (~ 3cm طويلة ، وقطرها 2mm و) عن طريق الوريد الرئوي والصمام التاجي في البطين الأيسر (LV) وأبقى هناك طوال التجربة. هذا الأنبوب النشرات الحل الذي هو المحاصرين في LV. دون تداول لعدة ساعات خلال التجربة Langedorff - نضح في القلب يجمد ميكانيكيا ، فمن المحتمل أن يسبب نقص التروية الشديد في تجويف الجهد المنخفض وعدم انتظام ضربات القلب لإنتاج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحرك القلب مع قنية لنظام إعادة تدوير Langendorff - نضح مع جهاز رسم الخرائط البصرية. </li></ol> 3. إجراء التجارب باستخدام بانورامي نظام الخرائط البصرية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان القلب في غرفة مخصصة مسدس من صنع وتوصيل قنية إلى نظام الارواء. الحفاظ على ضغط الأبهر عند 60 ± 5 مم زئبق عن طريق ضبط معدل التدفق للمضخة نضح. رصد تؤدي أنا الزائفة تخطيط القلب. الحفاظ على درجة الحموضة عند حوالي 7.35 ± 0.05. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أطفئي الضوء الغرفة ، وذلك لأن photoinactivated blebbistatin بحلول نهاية الأشعة فوق البنفسجية ومنخفضة (450-490 نانومتر) 17 من الجزء المرئي من الطيف. حقن ببطء blebbistatin حل الأوراق المالية من خلال الحقن في ميناء الصياد فقاعة الهواء الموجود فوق قنية. حقن ببطء blebbistatin 0.1ml لكل حقن البلعة. انتظر الضغوط الرامية إلى تثبيت قبل الحقن المقبل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بلطف مكان القطب سرعة على الموقع المحدد لتصميم الخاص التجريبية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التركيز على صورة القلب في زجاج بلوري الموجود في الطائرة كل مجموعة من الصور الفوتوغرافية الصمام الثنائي (PDA) من ثلاثةزوايا متباعدة بالتساوي المحيطة القلب. ضبط الموقف من قنية والمسافات بين كل PDA والقلب لكي تناسب القلب في مجال الرؤية من جميع أجهزة المساعد الرقمي الشخصي الثلاثة. التقاط صورة من كل صورة مركزة في زجاج بلوري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن ببطء 10 ~ 20μL محلول المخزون دي - 4 - ANEPPS عبر منفذ الحقن في فخ الهواء فقاعة في حل الارواء. 1 ~ انتظر 3 دقائق قبل اتخاذ التسجيلات البصرية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للتسجيل أولا ، تحويل الضوء الأخضر LED (بدون فلتر الإثارة والفيضانات الصمام ، LUMILEDS) ، في اتخاذ التسجيلات البصرية في وقت واحد من ثلاثة أجهزة المساعد الرقمي الشخصي مع نظام توصيل مصنوعة خصيصا للحصول على البيانات ، (5) وإيقاف ضوء LED. التحقق من جودة الاشارات من خلية مختلفة من جميع أجهزة المساعد الرقمي الشخصي الثلاثة. إضافة 0.1 ~ الأسهم blebbistatin 0.2mL الحل إذا لاحظت الحركة الفنية في إمكانات العمل البصري. إضافة آخر 5 ميكرولتر محلول المخزون دي - 4 - ANEPPS إذا إشارة إلى الضجيج نسبة منخفضة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الانتهاء من تصميم بروتوكول التجريبية للدراسة الفنية. إعادة صمة عار في القلب مع إضافية 5μL محلول المخزون دي - 4 - ANEPPS إذا إشارة تتدهور خلال التجارب بسبب photobleaching أو انخفاضه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على ضوء الغرفة بعد الانتهاء من الدراسة الفنية. التقاط صور للقلب من 36 زوايا متباعدة بشكل متساو. ويتحقق هذا من خلال تناوب القلب في خطوة من 10 درجة مع كاميرا رقمية ثابتة في مكان واحد PDA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأخذ القلب للخروج من القاعة. استنزاف جميع الحلول. غسل نظام نضح في تسلسل DI المياه ، و 70 ٪ كحول الكاشف ، ومرة ​​أخرى DI المياه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحليل البيانات وتشمل إعادة بناء هندسة القلب من الصور الرقمية 36 ، وتسجيل الإشارات الضوئية على سطح هندسة أعيد بناؤها ، وتقدير مدة العمل المحتملة (APD) ، سرعة التوصيل (CV) ، المرحلة ، الخ 6 </li></ol> 4. إجراء التجارب باستخدام نظام الخرائط المزدوجة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (بعد متابعة الجزء 2) ضع قلب مقنى في غرفة زجاجية (Radnoti) وتوصيل قنية إلى نظام الارواء. دبوس أسفل القلب إلى أسفل السيليكون للغرفة في قمة البطين والأذين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إيقاف ضوء الغرفة. حقن ببطء blebbistatin حل سهم (15 ~ 20 دقيقة للوصول إلى 10μM) من خلال منفذ الحقن قبل قنية التروية لشل حركة القلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع طبق بتري بلاستيكية ، أو غيرها من تغطية زجاج النافذة ، وفوق سطح epicardial للحد من حركة السطح الحل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التركيز في اثنين من كاميرات CMOS نظام التعيين المزدوج (ألتيما - L ، SciMedia) في نفس الحقل للعرض. يتم فصل مضان المنبعثة من مرآة مزدوج اللون (635nm قطع ، أوميغا الضوئية) ، وتصفيتها من خلال تصفية longpass 700nm (Thorlabs) لإشارات الجهد وممر الموجة مرشح نانومتر 590/30 (أوميغا الضوئية) لإشارات الكالسيوم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> هدف أدلة ضوء مصابيح الهالوجين اثنين (نيوبورت اوريل الآلات ، ستراتفورد ، CT ؛ SciMedia ، وكوستا ميسا ، كاليفورنيا) نحو ميدان رسم خرائط بهدف تحقيق حتى الإضاءة. تستخدم المرشحات الإثارة (531 / 40 نانومتر ، SemRock). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وصمة عار في القلب مع الجهد حساسة للصباغة الأسهم حل RH 237 (10 ~ 30 ميكرولتر) من خلال منفذ الحقن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزيج - Rhod 02:00 (0.2mL) حل الأسهم مع Pluronic F - 127 (Invitrogen ، 01:01 خليط). يصوتن لل1min في sonicator مياه الحمام. حقن خليط من خلال منفذ تربر فقاعة في. انتظر حوالي 20 دقيقة للسماح للدي الأسترة من 2 Rhod AM - وقبل بدء التعيين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمدة التسجيل ، وإيقاف ضخ superfusion لتجنب الحركة على السطح من الحل ؛ بدوره على الإثارة مصدر الضوء (مصابيح الهالوجين) ؛ اتخاذ التسجيلات البصرية باستخدام كل الكاميرات متصلة نظام الحصول على البيانات (ألتيما - L ، SciMedia) ؛ إيقاف ضوء الإثارة ، وتشغيل مضخة superfusion. التحقق من جودة الاشارات الضوئية. إعادة صمة عار على النسيج إذا لزم الأمر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الانتهاء من بقية بروتوكول التجريبية المصممة للدراسة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على ضوء الغرفة والتقاط صورة للقلب تحتوي على مجال الرؤية. تأخذ القلب للخروج من القاعة. استنزاف جميع الحلول. غسل نظام نضح في تسلسل DI المياه ، و 70 ٪ كحول كاشف (فيشر العلمية) ، والمياه DI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحليل البيانات يحتوي على قياسات APD ، السيرة الذاتية ، ومدة الكالسيوم عابرة (CaTD) ، والتأخير بين أب وارتفاع upstroke اتفاقية مناهضة التعذيب ، في الوقت ارتفاع الكالسيوم عابرة ، والمرة المستمر للنوبة monoexponential للتسوس لجنة مناهضة التعذيب. </li></ol> ممثل النتائج : <img src="/files/ftp_upload/3160/3160fig1.jpg" alt="الشكل 1"/> الشكل 1. نتائج ممثل تجربة الأرانب Langendorff - perfused بانورامية باستخدام نظام رسم الخرائط البصرية. (أ) رأي الأمامي للقلب وقلب أرنب أرنب هندسة أعيد بناؤها في شكل سطح الشبكة شبكة ثلاثية الأبعاد. (ب) تيملفوف انه سطح epicardial مرمزة من المرحلة (التي تم الحصول عليها من مرحلة التحليل الطائرة 18) مما يدل على واجهة الموجة هو مبين في الحمراء أثناء حلقة من اضطراب النظم التسرعي. (ج) إمكانية إجراء التسجيلات البصرية من خمسة مواقع حول وحدانية مرحلة تميزت ب 1-5 في لقطات لوحة الثمانية (D) من واجهة الموجة التنشيط (اللون الأحمر) خلال دورة التكاثر لعدم انتظام ضربات القلب a reentrant مستقرة. الدوائر جبهة الموجة في اتجاه عقارب الساعة حول التفرد المرحلة ، التي هي مرئية على السطح الأمامي للقلب. يتم تعيين اللون لعودة الاستقطاب (الأزرق) أن تكون شفافة جزئيا حتى يتسنى للجبهة الموجة الخلفي غير مرئية (على سبيل المثال ، في 80ms ، 100ms ، و120ms). ويقدم هذا الفيلم reentrant عدم انتظام ضربات القلب في الفيديو تكميلية 1. ووصفت وسائل لإعادة الإعمار الهندسة والتصنيع إشارة ، وحساب الخريطة المرحلة ، وإزالة التغليف السطح في أماكن أخرى من التفاصيل 6. <img src="/files/ftp_upload/3160/3160fig2.jpg" alt="الشكل 2"/> الشكل 2. نتائج الممثل من التجربة قلب الأرنب Langendorff - perfused رسم الخرائط باستخدام نظام مزدوج (رسم الخرائط في وقت واحد من إمكانات العمل والكالسيوم عابرة). (أ) السطح الأمامي للقلب مع الحقل رسم خرائط لعرض النقط السوداء التي تغطيها. (ب) وجهة نظر عن قرب من التسجيلات من موقع واحد. (ج) آثار عينة من إمكانات العمل (الأزرق) والكالسيوم عابرة (الحمراء) من مجموعة من مواقع متباعدة بشكل متساو والتي تمثلت في النقاط السوداء في ملاحظة ألف لوحة التي يتم عرضها ليس كل التسجيلات بكسل والقرار المكاني هو 200μm.

<ol>
	<li>Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+of+the+heart.">Optical imaging of the heart.</a> Circ Res. 95, 21-33 (2004).</li><li>Panfilov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+heart+size+a+factor+in+ventricular+fibrillation?+Or+how+close+are+rabbit+and+human+hearts?.">Is heart size a factor in ventricular fibrillation? Or how close are rabbit and human hearts?.</a> Heart Rhythm. 3, 862-864 (2006).</li><li>Maier, L. S., Bers, D. M., Pieske, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+Ca(2+)-handling+and+sarcoplasmic+reticulum+Ca(2+)-content+in+isolated+rat+and+rabbit+myocardium.">Differences in Ca(2+)-handling and sarcoplasmic reticulum Ca(2+)-content in isolated rat and rabbit myocardium.</a> J Mol Cell Cardiol. 32, 2249-2258 (2000).</li><li>Bray, M. A., Lin, S. F., Wikswo, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+surface+reconstruction+and+fluorescent+visualization+of+cardiac+activation.">Three-dimensional surface reconstruction and fluorescent visualization of cardiac activation.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 47, 1382-1391 (2000).</li><li>Qu, F., Ripplinger, C. M., Nikolski, V. P., Grimm, C., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+panoramic+imaging+of+cardiac+arrhythmias+in+rabbit+heart.">Three-dimensional panoramic imaging of cardiac arrhythmias in rabbit heart.</a> J Biomed Opt. 12, 044019-044019 (2007).</li><li>Lou, Q., Ripplinger, C. M., Bayly, P. V., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+panoramic+imaging+of+epicardial+electrical+activity.">Quantitative panoramic imaging of epicardial electrical activity.</a> Ann Biomed Eng. 36, 1649-1658 (2008).</li><li>Kay, M. W., Amison, P. M., Rogers, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+surface+reconstruction+and+panoramic+optical+mapping+of+large+hearts.">Three-dimensional surface reconstruction and panoramic optical mapping of large hearts.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 51, 1219-1229 (2004).</li><li>Li, W., Ripplinger, C. M., Lou, Q., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+monophasic+shocks+improve+electrotherapy+of+ventricular+tachycardia+in+a+rabbit+model+of+chronic+infarction.">Multiple monophasic shocks improve electrotherapy of ventricular tachycardia in a rabbit model of chronic infarction.</a> Heart Rhythm. 6, 1020-1027 (2009).</li><li>Ripplinger, C. M., Lou, Q., Li, W., Hadley, J., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Panoramic+imaging+reveals+basic+mechanisms+of+induction+and+termination+of+ventricular+tachycardia+in+rabbit+heart+with+chronic+infarction:+implications+for+low-voltage+cardioversion.">Panoramic imaging reveals basic mechanisms of induction and termination of ventricular tachycardia in rabbit heart with chronic infarction: implications for low-voltage cardioversion.</a> Heart Rhythm. 6, 87-97 (2009).</li><li>Efimov, I. R., Rendt, J. M., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+maps+of+intracellular+[Ca2+]i+transients+and+action-potentials+from+the+surface+of+perfused+guinea-pig+hearts+(abstract).">Optical maps of intracellular [Ca2+]i transients and action-potentials from the surface of perfused guinea-pig hearts (abstract).</a> Circulation. 90, 632-632 (1994).</li><li>Choi, B. R., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+maps+of+optical+action+potentials+and+calcium+transients+in+guinea-pig+hearts:+mechanisms+underlying+concordant+alternans.">Simultaneous maps of optical action potentials and calcium transients in guinea-pig hearts: mechanisms underlying concordant alternans.</a> J Physiol. 529, 171-188 (2000).</li><li>Fast, V. G., Ideker, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+optical+mapping+of+transmembrane+potential+and+intracellular+calcium+in+myocyte+cultures.">Simultaneous optical mapping of transmembrane potential and intracellular calcium in myocyte cultures.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 11, 547-556 (2000).</li><li>Laurita, K. R., Singal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+action+potentials+and+calcium+transients+simultaneously+from+the+intact+heart.">Mapping action potentials and calcium transients simultaneously from the intact heart.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 280, 2053-2060 (2001).</li><li>Choi, B. R., Burton, F., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytosolic+Ca2++triggers+early+afterdepolarizations+and+Torsade+de+Pointes+in+rabbit+hearts+with+type+2+long+QT+syndrome.">Cytosolic Ca2+ triggers early afterdepolarizations and Torsade de Pointes in rabbit hearts with type 2 long QT syndrome.</a> J Physiol. 543, 615-631 (2002).</li><li>Hwang, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+calcium+and+vulnerability+to+fibrillation+and+defibrillation+in+Langendorff-perfused+rabbit+ventricles.">Intracellular calcium and vulnerability to fibrillation and defibrillation in Langendorff-perfused rabbit ventricles.</a> Circulation. 114, 2595-2603 (2006).</li><li>Lou, Q., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+susceptibility+to+alternans+in+a+rabbit+model+of+chronic+myocardial+infarction.">Enhanced susceptibility to alternans in a rabbit model of chronic myocardial infarction.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 4527-4530 (2009).</li><li>Kolega, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phototoxicity+and+photoinactivation+of+blebbistatin+in+UV+and+visible+light.">Phototoxicity and photoinactivation of blebbistatin in UV and visible light.</a> Biochem Biophys Res Commun. 320, 1020-1025 (2004).</li><li>Bray, M. A., Wikswo, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Considerations+in+phase+plane+analysis+for+nonstationary+reentrant+cardiac+behavior.">Considerations in phase plane analysis for nonstationary reentrant cardiac behavior.</a> Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 65, 051902-05 (2002).</li><li>Fast, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+action+potentials+using+voltage-sensitive+dyes.">Recording action potentials using voltage-sensitive dyes.</a> Practical methods in cardiovascular research. , 233-255 (2005).</li><li>Knisley, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmembrane+voltage+changes+during+unipolar+stimulation+of+rabbit+ventricle.">Transmembrane voltage changes during unipolar stimulation of rabbit ventricle.</a> Circ Res. 77, 1229-1239 (1995).</li><li>Bishop, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+photon+scattering+in+optical+signal+distortion+during+arrhythmia+and+defibrillation.">The role of photon scattering in optical signal distortion during arrhythmia and defibrillation.</a> Biophys J. 93, 3714-3726 (2007).</li><li>Efimov, I. R., Fedorov, V. V., Joung, B., Lin, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+cardiac+pacemaker+circuits:+methodological+puzzles+of+the+sinoatrial+node+optical+mapping.">Mapping cardiac pacemaker circuits: methodological puzzles of the sinoatrial node optical mapping.</a> Circ Res. 106, 255-271 (2010).</li><li>Fedorov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+blebbistatin+as+an+excitation-contraction+uncoupler+for+electrophysiologic+study+of+rat+and+rabbit+hearts.">Application of blebbistatin as an excitation-contraction uncoupler for electrophysiologic study of rat and rabbit hearts.</a> Heart Rhythm. 4, 619-626 (2007).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

بناء على خبرتنا ، ومفاتيح لنجاح Langendorff - perfused أرنب التجربة القلب تشمل حل معدة إعدادا جيدا Tyrodes &#39;، حصاد سريع للقلب ، والحفاظ على الضغط جيدا التروية ، ودرجة الحموضة المناسبة من الحل الاوكسيجين في نظام الارواء. لتسجيل إشارة مع أعلى نسبة الإشارة إلى الضوضاء ممكن ، ونحن بحاجة إلى النظر في عوامل من بينها مصدر الضوء ، والمرشحات الضوئية ، مع التركيز البصريات ، والاستشعار البصرية ، الخ 19. وتناقش تفاصيل هذه الجوانب في أماكن أخرى 19. يمكن استخدامها لتجنب الدهون epicardial ، مما يقلل من نسبة إشارة إلى ضجيج الاشارات الضوئية : ؛ : الأرانب الشباب (7-9 جنيه سن الوزن 4-5 أشهر). إشارة التي سجلتها كل بكسل هو التكامل المرجحة للضوء المنبعث من حجم الأنسجة. عمق من هذا الحجم يعتمد على الأنسجة موجات الإثارة وانبعاث الصبغة المستخدمة. لANEPPS دى - 4 ، على سبيل المثال ، وعمق الاختراق المقدرة 300μm في قلب الأرنب 20. وبالتالي ، ينبغي أن يتم تفسير الإشارات الضوئية مع الحذر عند عدم التجانس المحلية وظيفة الكهربائية موجودة في العقدة الجيبية الأذينية ، عقدة الأذينية البطينية ، وعدم انتظام ضربات القلب البطيني خلال 1،21،22. واحد الحد من تقنية رسم الخرائط البصرية مقارنة مع تسجيل القطب هو أن كثيرا distored مرحلة عودة الاستقطاب من إمكانات العمل من خلال الأداة البصرية التي تسببها الحركة انكماش القلب. ويمكن استخدام القيد الميكانيكية للحد من هذا الأثر ، ولكن لا يمكن القضاء عليها تماما. في المقابل ، تقلص الدوائية الإثارة - uncouplers تكون فعالة في إزالة هذا الأثر الحركة. ومع ذلك ، يمكن لهذه uncouplers (مثلا 2،3 - Butanedione Monoxime) قد يخلف آثارا جانبية الكهربية. وقد تجلى Blebbistatin لديهم اي آثار جانبية سلبية على القلب الكهربية في القلب الطبيعي 23 ، وبالتالي uncoupler واعدة لرسم الخرائط البصرية. تجدر الإشارة إلى أن تسارع ذمة بسبب الغاء الانكماش يمكن أن يؤثر أيضا الكهربية.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> الكاشف </td><td> شركة </td><td> رقم كتالوج </td></tr><tr><td> كلوريد الصوديوم </td><td> فيشر العلمية ، ديكورات المعرض ، NJ </td><td> S271 - 1 </td></tr><tr><td> CaCl 2 (2H 2 O) </td><td> فيشر العلمية ، ديكورات المعرض ، NJ </td><td> C79 - 500 </td></tr><tr><td> بوكل </td><td> فيشر العلمية ، ديكورات المعرض ، NJ </td><td> S217 - 500 </td></tr><tr><td> MgCl 2 (6H 2 O) </td><td> فيشر العلمية ، ديكورات المعرض ، NJ </td><td> M33 - 500 </td></tr><tr><td> ناه 2 ص 4 (H 2 O) </td><td> فيشر العلمية ، ديكورات المعرض ، NJ </td><td> S369 - 500 </td></tr><tr><td> NaHCO 3 </td><td> فيشر العلمية ، ديكورات المعرض ، NJ </td><td> S233 - 3 </td></tr><tr><td> D - غلوكوز </td><td> فيشر العلمية ، ديكورات المعرض ، NJ </td><td> D16 - 1 </td></tr><tr><td> Blebbistatin </td><td> Tocris العلوم البيولوجية ، Ellisville ، MO </td><td> 1760 </td></tr><tr><td> دي - 4 - ANEPPS </td><td> Invitrogen ، كارلسباد ، كاليفورنيا </td><td> D1199 </td></tr><tr><td> RH237 </td><td> Invitrogen ، كارلسباد ، كاليفورنيا </td><td> S1109 </td></tr><tr><td> Rhod ، 02:00 </td><td> Invitrogen ، كارلسباد ، كاليفورنيا </td><td> R1244 </td></tr><tr><td> Pluronic F127 </td><td> Invitrogen ، كارلسباد ، كاليفورنيا </td><td> P3000MP </td></tr><tr><td> ثنائي ميثيل sulphoxide (DMSO) </td><td> سيغما ، وسانت لويس ، MO </td><td> D2650 </td></tr></tbody></table>

multiparametric optical mapping of the langendorff-perfused rabbit heart

التصوير الضوئي وتحقيقات الفلورسنت حققت تقدما كبيرا منهجية البحث العلمي في مجال القلب الكهربية في الطرق التي لم يكن من الممكن انجازه من قبل النهج الأخرى 1. مع استخدام الأصباغ الكالسيوم والجهد الحساسة ، ورسم الخرائط البصرية يسمح قياس إمكانات العمل والعابرين عبر الغشاء الكالسيوم مع قرار مكانية عالية من دون اتصال جسدي مع الأنسجة. هذا يجعل قياس النشاط الكهربائي في القلب ممكن في ظل ظروف كثيرة حيث استخدام أقطاب كهربائية غير مريح أو المستحيل 1. على سبيل المثال ، والتسجيلات البصرية توفير تغيرات شكلية دقيقة للغشاء المحتملة أثناء وبعد إزالة الرجفان والتحفيز على الفور ، في حين أن التقنيات التقليدية القطب يعانون من الحوافز الناجمة عن القطع الأثرية أثناء وبعد المحفزات بسبب الاستقطاب الكهربائي 1. قلب الأرنب Langendorff - perfused هي واحدة من أكثر النماذج درس الفيزيولوجيا والفيزيولوجيا المرضية قلب الإنسان. ويمكن تلخيصها أنواع كثيرة من عدم انتظام ضربات القلب لوحظ سريريا في الأرنب نموذج القلب. فقد تبين أن أنماط الموجة في قلب الأرنب خلال عدم انتظام ضربات القلب البطيني ، والتي تحددها الحجم الفعال للقلب والطول الموجي من العودة ، هي مشابهة جدا لأنه في قلب الإنسان 2. وقد تبين أيضا أن الجوانب الحاسمة من الانكماش ، الإثارة (EC) في عضلة القلب اقتران أرنب ، مثل المساهمة النسبية للشبكية الهيولى العضلية (ريال سعودي) ، هي مشابهة جدا لاقتران EC الإنسان 3. هنا نعرض الإجراءات الأساسية من التجارب البصرية رسم الخرائط في قلوب الأرنب Langendorff - perfused ، بما في ذلك نظام Langendorff الإعداد التروية ، وإعداد النظم البصرية رسم الخرائط ، والعزلة وإقناء ؛ إدخال القنية من نضح والقلب وصبغ تلطيخ من القلب ، وتقلص - الإثارة uncoupling ، وجمع من الإشارات الضوئية. يمكن أن تكون هذه الأساليب ينطبق أيضا على القلب من الأنواع الأخرى من الأرانب مع إدخال تعديلات على معدلات التدفق ، والبصريات ، والحلول ، الخ. موصوفة نظامان رسم الخرائط البصرية. يتم استخدام نظام رسم الخرائط لرسم خريطة بانورامية النخاب كامل للقلب الأرنب 4-7. هذا النظام يوفر نظرة شاملة لتطور الدوائر reentrant خلال arrhythmogenesis وصدمات الكهربائية ، واستخدمت لدراسة آليات عدم انتظام ضربات القلب والعلاج antiarrhythmia 8،9. يتم استخدام نظام التعيين المزدوج على الخريطة إمكانات العمل (ا ف ب) والكالسيوم عابرة (CAT) في وقت واحد من الحقل نفسه من عرض 10-13. وقد عزز هذا النهج فهمنا لأهمية دور الكالسيوم في تناوب الكهربائية وعدم انتظام ضربات القلب تحريض 14-16.

Watch this Scientific Journal Video about Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart at JoVE.com

Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart

توضح هذه المقالة الإجراءات الأساسية لإجراء التجارب رسم الخرائط البصرية في قلب الأرنب Langendorff - perfused باستخدام نظام التصوير البانورامي ، وطريقة التصوير المزدوج (الجهد والكالسيوم).

Multiparametric رسم الخرائط البصرية للقلب الأرنب Langendorff - perfused

Optical imaging and fluorescent probes have significantly advanced research methodology in the field of cardiac electrophysiology in ways that could not ...

multiparametric-optical-mapping-langendorff-perfused-rabbit

Research

JoVE Journal

Bioengineering

22.4K Views.  Washington University in St. Louis. توضح هذه المقالة الإجراءات الأساسية لإجراء التجارب رسم الخرائط البصرية في قلب الأرنب Langendorff - perfused باستخدام نظام التصوير البانورامي ، وطريقة التصوير المزدوج (الجهد والكالسيوم).

Video: Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart

Optical Mapping of Action Potentials and Calcium Transients in the Mouse Heart

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. Cardiovascular physiological phenotyping of the mouse heart can be easily done using fluorescence imaging employing various probes for transmembrane potential (Vm), calcium transients (CaT), and other parameters. Excitation-contraction coupling is characterized by action potential and intracellular calcium dynamics; therefore, it is critically important to map both Vm and CaT simultaneously from the same location on the heart1-4. Simultaneous optical mapping from Langendorff perfused mouse hearts has the potential to elucidate mechanisms underlying heart failure, arrhythmias, metabolic disease, and other heart diseases. Visualization of activation, conduction velocity, action potential duration, and other parameters at a myriad of sites cannot be achieved from cellular level investigation but is well solved by optical mapping1,5,6. In this paper we present the instrumentation setup and experimental conditions for simultaneous optical mapping of Vm and CaT in mouse hearts with high spatio-temporal resolution using state-of-the-art CMOS imaging technology. Consistent optical recordings obtained with this method illustrate that simultaneous optical mapping of Langendorff perfused mouse hearts is both feasible and reliable.

This paper details the dissection procedure, instrumental setup, and experimental conditions during optical mapping of transmembrane potential (Vm) and intracellular calcium transient (CaT) in intact isolated Langendorff perfused mouse hearts.

رسم الخرائط البصرية إمكانيات العمل والعابرون الكالسيوم في القلب ماوس

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. ...

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including skeletal muscle, bone and placenta. Contemporary studies demonstrate fusion of cells of the same type confers enhanced function. For example, when the trophoblast cells of the placenta fuse to form the syncytiotrophoblast, the syncytiotrophoblast is better able to transport nutrients and hormones across the maternal-fetal barrier than unfused trophoblasts1-4. More recent studies demonstrate fusion of cells of different types can direct cell fate. The "reversion" or modification of cell fate by fusion was once thought to be limited to cell culture systems. But the advent of stem cell transplantation led to the discovery by us and others that stem cells can fuse with somatic cells in vivo and that fusion facilitates stem cell differentiation5-7. Thus, cell fusion is a regulated process capable of promoting cell survival and differentiation and thus could be of central importance for development, repair of tissues and even the pathogenesis of disease.
Limiting the study of cell fusion, is lack of appropriate technology to 1) accurately identify fusion products and to 2) track fusion products over time. Here we present a novel approach to address both limitations via induction of bioluminescence upon fusion (Figure 1); bioluminescence can be detected with high sensitivity in vivo8-15. We utilize a construct encoding the firefly luciferase (Photinus pyralis) gene placed adjacent to a stop codon flanked by LoxP sequences. When cells expressing this gene fuse with cells expressing the Cre recombinase protein, the LoxP sites are cleaved and the stop signal is excised allowing transcription of luciferase. Because the signal is inducible, the incidence of false-positive signals is very low. Unlike existing methods which utilize the Cre/LoxP system16, 17, we have incorporated a "living" detection signal and thereby afford for the first time the opportunity to track the kinetics of cell fusion in vivo.
To demonstrate the approach, mice ubiquitously expressing Cre recombinase served as recipients of stem cells transfected with a construct to express luciferase downstream of a floxed stop codon. Stem cells were transplanted via intramyocardial injection and after transplantation intravital image analysis was conducted to track the presence of fusion products in the heart and surrounding tissues over time. This approach could be adapted to analyze cell fusion in any tissue type at any stage of development, disease or adult tissue repair.

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

A method to track cell fusion in living organisms over time is described. The approach utilizes Cre-LoxP recombination to induce luciferase expression upon cell fusion. The luminescent signal generated can be detected in living organisms using biophotonic imaging systems with a sensitivity of detection of &tilde;1,000 cells in peripheral tissues.

أ ف التوحد لجنة المساواة العرقية ، السلمون المدخن النهج للكشف عن خلية الانصهار في فيفو</em

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including ...

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

Collagen fibrils are present in the extracellular matrix of animal tissue to provide structural scaffolding and mechanical strength. These native collagen fibrils have a characteristic banding periodicity of ~67 nm and are formed in vivo through the hierarchical assembly of Type I collagen monomers, which are 300 nm in length and 1.4 nm in diameter. In vitro, by varying the conditions to which the monomer building blocks are exposed, unique structures ranging in length scales up to 50 microns can be constructed, including not only native type fibrils, but also fibrous long spacing and segmental long spacing collagen. Herein, we present procedures for forming the three different collagen structures from a common commercially available collagen monomer. Using the protocols that we and others have published in the past to make these three types typically lead to mixtures of structures. In particular, unbanded fibrils were commonly found when making native collagen, and native fibrils were often present when making fibrous long spacing collagen. These new procedures have the advantage of producing the desired collagen fibril type almost exclusively. The formation of the desired structures is verified by imaging using an atomic force microscope.

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

Simple and reproducible procedures are described for making three structurally distinct collagen assemblies from a common commercially available Type I collagen monomer. Native type, fibrous long spacing or segmental long spacing collagen can be constructed by varying the conditions to which the 300 nm long and 1.4 nm diameter monomer building block is exposed.

في تركيب المختبر من تباعد الليفية الأصلية، طويل والقطاعي الكولاجين تباعد طويل

Collagen fibrils are present in the  extracellular matrix of animal tissue to provide structural scaffolding and  mechanical strength. These native ...

Patient-specific Modeling of the Heart: Estimation of Ventricular Fiber Orientations

Patient-specific simulations of heart (dys)function aimed at personalizing cardiac therapy are hampered by the absence of in vivo imaging technology for clinically acquiring myocardial fiber orientations. The objective of this project was to develop a methodology to estimate cardiac fiber orientations from in vivo images of patient heart geometries. An accurate representation of ventricular geometry and fiber orientations was reconstructed, respectively, from high-resolution ex vivo structural magnetic resonance (MR) and diffusion tensor (DT) MR images of a normal human heart, referred to as the atlas. Ventricular geometry of a patient heart was extracted, via semiautomatic segmentation, from an in vivo computed tomography (CT) image. Using image transformation algorithms, the atlas ventricular geometry was deformed to match that of the patient. Finally, the deformation field was applied to the atlas fiber orientations to obtain an estimate of patient fiber orientations. The accuracy of the fiber estimates was assessed using six normal and three failing canine hearts. The mean absolute difference between inclination angles of acquired and estimated fiber orientations was 15.4 &deg;. Computational simulations of ventricular activation maps and pseudo-ECGs in sinus rhythm and ventricular tachycardia indicated that there are no significant differences between estimated and acquired fiber orientations at a clinically observable level.The new insights obtained from the project will pave the way for the development of patient-specific models of the heart that can aid physicians in personalized diagnosis and decisions regarding electrophysiological interventions.

A methodology to estimate ventricular fiber orientations from in vivo images of patient heart geometries for personalized modeling is described. Validation of the methodology performed using normal and failing canine hearts demonstrate that that there are no significant differences between estimated and acquired fiber orientations at a clinically observable level.

المريض محددة النمذجة من القلب: تقدير توجهات الألياف البطيني

Patient-specific  simulations of heart (dys)function aimed at personalizing cardiac therapy are hampered  by the absence of in vivo imaging technology for ...

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

A label-free optical biosensor based on a nanostructured porous Si is designed for rapid capture and detection of Escherichia coli K12 bacteria, as a model microorganism. The biosensor relies on direct binding of the target bacteria cells onto its surface, while no pretreatment (e.g.&#160;by cell lysis) of the studied sample is required. A mesoporous Si thin film is used as the optical transducer element of the biosensor. Under white light illumination, the porous layer displays well-resolved Fabry-P&#233;rot fringe patterns in its reflectivity spectrum. Applying a fast Fourier transform (FFT) to reflectivity data results in a single peak. Changes in the intensity of the FFT peak are monitored. Thus, target bacteria capture onto the biosensor surface, through antibody-antigen interactions, induces measurable changes in the intensity of the FFT peaks, allowing for a &#39;real time&#39; observation of bacteria attachment.
The mesoporous Si film, fabricated by an electrochemical anodization process, is conjugated with monoclonal antibodies, specific to the target bacteria. The immobilization, immunoactivity and specificity of the antibodies are confirmed by fluorescent labeling experiments. Once the biosensor is exposed to the target bacteria, the cells are directly captured onto the antibody-modified porous Si surface. These specific capturing events result in intensity changes in the thin-film optical interference spectrum of the biosensor. We demonstrate that these biosensors can detect relatively low bacteria concentrations (detection limit of 104 cells/ml) in less than an hour.

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

A label-free optical biosensor for rapid bacteria detection is introduced. The biosensor is based on a nanostructured porous Si, which is designed to directly capture the target bacteria cells onto its surface. We use monoclonal antibodies, immobilized onto the porous transducer, as the capture probes. Our studies demonstrate the applicability of these biosensors for the detection of low bacterial concentrations within minutes with no prior sample processing (such as cell lysis).

كشف البصري<em&gt; E. القولونية</em&gt; البكتيريا عن طريق أجهزة الاستشعار السيليكون Mesoporous

A label-free optical biosensor based on a nanostructured porous Si is designed for rapid capture and detection of Escherichia coli K12 bacteria, as a ...

Nanomanipulation of Single RNA Molecules by Optical Tweezers

A large portion of the human genome is transcribed but not translated. In this post genomic era, regulatory functions of RNA have been shown to be increasingly important. As RNA function often depends on its ability to adopt alternative structures, it is difficult to predict RNA three-dimensional structures directly from sequence. Single-molecule approaches show potentials to solve the problem of RNA structural polymorphism by monitoring molecular structures one molecule at a time. This work presents a method to precisely manipulate the folding and structure of single RNA molecules using optical tweezers. First, methods to synthesize molecules suitable for single-molecule mechanical work are described. Next, various calibration procedures to ensure the proper operations of the optical tweezers are discussed. Next, various experiments are explained. To demonstrate the utility of the technique, results of mechanically unfolding RNA hairpins and a single RNA kissing complex are used as evidence. In these examples, the nanomanipulation technique was used to study folding of each structural domain, including secondary and tertiary, independently. Lastly, the limitations and future applications of the method are discussed.

Optical tweezers have been used to study RNA folding by stretching individual molecules from their 5&#8217; and 3&#8217; ends. Here common procedures are described to synthesize RNA molecules for tweezing, calibration of the instrument, and methods to manipulate single molecules.

Nanomanipulation من واحدة RNA الجزيئات بواسطة الملقط البصرية

A large portion of the human genome is transcribed but not translated. In this post genomic era, regulatory functions of RNA have been shown to be ...

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances (EPS). The EPS serves as a physical and protective scaffold that houses the bacterial cells and consists of a variety of materials that includes proteins, exopolysaccharides and DNA. The composition of the EPS may change, which remodels the mechanic properties of the biofilm to further develop or support alternative biofilm structures, such as streamers, as a response to environmental cues. Despite this, there are little quantitative descriptions on how EPS components contribute to the mechanical properties and function of biofilms. Rheology, the study of the flow of matter, is of particular relevance to biofilms as many biofilms grow in flow conditions and are constantly exposed to shear stress. It also provides measurement and insight on the spreading of the biofilm on a surface. Here, particle-tracking microrheology is used to examine the viscoelasticity and effective crosslinking roles of different matrix components in various parts of the biofilm during development. This approach allows researchers to measure mechanic properties of biofilms at the micro-scale, which might provide useful information for controlling and engineering biofilms.

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

Particle-tracking microrheology investigates the viscoelasticity of materials. Here, the technique is used to determine the viscoelasticity, creep compliance and effective crosslinking roles of different matrix components of a bacterial biofilm. The matrix consists of polymeric substances secreted by the bacteria and its components determine biofilm structure and mechanical properties.

في الموقع خارطة الخواص الميكانيكية لالأغشية الحيوية التي تتبع الجسيمات Microrheology

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Intraductal Delivery to the Rabbit Mammary Gland

Localized intraductal treatments for breast cancer offer potential advantages, including efficient delivery to the tumor and reduced systemic toxicity and adverse effects1,2,3,4,5,6,7. However, several challenges remain before these treatments can be applied more widely. The development and validation of intraductal therapeutics in an appropriate animal model facilitate the development of intraductal therapeutic strategies for patients. While the mouse mammary gland has been widely used as a model system of mammary development and tumorigenesis, the anatomy is distinct from the human gland. A larger animal model, such as the rabbit, may serve as a better model for mammary gland structure and intraductal therapeutic development. In contrast to mice, in which ten ductal trees are spatially distributed along the body axis, each terminating in a separate teat, the rabbit mammary gland more closely resembles the human gland, with multiple overlapping ductal systems that exit through separate openings in one teat. Here, we present minimally invasive methods for the delivery of reagents directly into the rabbit mammary duct and for visualization of the delivery itself with high-resolution ultrasound imaging.

Here, we describe a technique for the localized delivery of reagents to the rabbit mammary gland via an intraductal injection. In addition, we describe a protocol for visualization and the confirmation of delivery by high-resolution ultrasound imaging of contrast agents.

تسليم ينترادوكتال إلى الأرنب الغدة الثديية

Localized intraductal treatments for breast cancer offer potential advantages, including efficient delivery to the tumor and reduced systemic toxicity and ...

Light-sheet Fluorescence Microscopy for the Study of the Murine Heart

Light-sheet fluorescence microscopy has been widely used for rapid image acquisition with a high axial resolution from micrometer to millimeter scale. Traditional light-sheet techniques involve the use of a single illumination beam directed orthogonally at sample tissue. Images of large samples that are produced using a single illumination beam contain stripes or artifacts and suffer from a reduced resolution due to the scattering and absorption of light by the tissue. This study uses a dual-sided illumination beam and a simplified CLARITY optical clearing technique for the murine heart. These techniques allow for deeper imaging by removing lipids from the heart and produce a large field of imaging, greater than 10 x 10 x 10 mm3. As a result, this strategy enables us to quantify the ventricular dimensions, track the cardiac lineage, and localize the spatial distribution of cardiac-specific proteins and ion-channels from the post-natal to adult mouse hearts with sufficient contrast and resolution.

This study uses a dual-sided illumination light-sheet fluorescence microscopy (LSFM) technique combined with optical clearing to study the murine heart.

ورقة الضوء الفلورية الفحص المجهري لدراسة قلب مورين

Light-sheet fluorescence microscopy has been widely used for rapid image acquisition with a high axial resolution from micrometer to millimeter scale. ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive models, which provide a mathematical representation of the mechanical function of those structures. This presented biaxial mechanical testing protocol involves (i) tissue acquisition, (ii) the preparation of tissue specimens, (iii) biaxial mechanical testing, and (iv) postprocessing of the acquired data. First, tissue acquisition requires obtaining porcine or ovine hearts from a local Food and Drug Administration-approved abattoir for later dissection to retrieve the valve leaflets. Second, tissue preparation requires using tissue specimen cutters on the leaflet tissue to extract a clear zone for testing. Third, biaxial mechanical testing of the leaflet specimen requires the use of a commercial biaxial mechanical tester, which consists of force-controlled, displacement-controlled, and stress-relaxation testing protocols to characterize the leaflet tissue&#39;s mechanical properties. Finally, post-processing requires the use of data image correlation techniques and force and displacement readings to summarize the tissue&#39;s mechanical behaviors in response to external loading. In general, results from biaxial testing demonstrate that the leaflet tissues yield a nonlinear, anisotropic mechanical response. The presented biaxial testing procedure is advantageous to other methods since the method presented here allows for a more comprehensive characterization of the valve leaflet tissue under one unified testing scheme, as opposed to separate testing protocols on different tissue specimens. The proposed testing method has its limitations in that shear stress is potentially present in the tissue sample. However, any potential shear is presumed negligible.

This protocol involves characterizations of atrioventricular valve leaflets with force-controlled, displacement-controlled, and stress-relaxation biaxial mechanical testing procedures. Results acquired with this protocol can be used for constitutive model development to simulate the mechanical behavior of functioning valves under a finite element simulation framework.

بياكسيال الخصائص الميكانيكية لصمامات القلب بي

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...