이 프로젝트는 토지 바덴 뷔 르템 베르크에 의해뿐만 아니라 유럽 연합 (EU), 유로 파이스 퐁 자금 엘리제 REGIONALE ENTWICKLUNG 다이했다. 저자는 숙련 된 기술 지원 U251-MG-L106-Grx1-roGFP2 세포주와 클라우디아 Hintze를 제공​​하기위한 라이너 티그 (ILM 울름를) 감사합니다.

1 셀 회전 타원체 성장하고 배양 <ol><li> 실험 1 : 셀 회전 타원체는 화학 요법 약물과 함께 배양 <ol><li> (6 판에 충분한) 30 ml의 배지에 아가로 오스 0.45 g을 첨가하여 배양액에 1.5 % 아가로 오스를 준비한다. </li><li> 수시로를 교반하면서 단계 1.1.1에서 최소 80 ° C로 가열하여 혼합합니다. </li><li> 96 웰 플레이트의 각 웰에 단계 1.1.2에서 가열 된 혼합물의 50 μl를 작성하고 1 ~ 2 시간 내에 확고히 할 수 있습니다. 사용할 때까지 5 ° C에서 냉장고에 폐쇄 덮여 판을 보관하십시오. </li><li> 제조 된 96 - 웰 10 % 소 태아 혈청 (FCS)이 보충 된 햄 F-12 배지와 둘 베코 변형 이글 배지에 (DMEM)에서 플레이트와 1 % 페니실린 / 스트렙토 마이신의 각 웰에 150 MCF-7 유방암 세포에 대한 종자 . </li><li> 5 % CO 2와 37에서 인큐베이터에서 약 200 ~ 300 μm의 직경에 5-7 일 동안 회전 타원체 성장76, C. </li><li> 5 % CO 2와 37 ° C에서 인큐베이터에서 2 μM과 (배지에서) 8 μM 사이의 농도 범위에서 6 시간 동안 안트라 사이클린 항생제 독소루비신 염산염과 셀 회전 타원체를 품어. </li><li> 문화 매체 또는 얼의 균형 소금 솔루션 (EBSS) 현미경의 이전과 셀 회전 타원체을 씻으십시오. </li></ol></li><li> 실험 2 : 산화 환원 센서를 발현 타원체의 산화 공정 <ol><li> DMEM에서 96 - 웰 플레이트의 영구적 아가 로스 겔 피복 웰 글루타티온 민감한 녹색 형광 산화 환원 센서 Grx1-roGFP2 (절차 단계에 설명 1.1.1-1.1.3)로 형질 400 U251-MG-L106의 아교 모세포종 세포에 대한 종자 배양 배지는 10 % FCS, 1 % 페니실린 / 스트렙토 마이신과 하이 그로 마이신 B (/ ㎖ 150 μg)으로 보충. </li><li> 5 % CO 2, 37 ℃에서 인큐베이터에서 약 200 ~ 300 μm의 직경에 5-7 일 동안 회전 타원체를 성장. </li><li> 10 &amp; # 추가181, 100 mM의 스톡 용액을 만들기 위해 990 ㎕의 이중 증류수에 과산화수소 수용액 (purum 펜실바니아, ≥ 30 %)의 (L)은 12 시간 이내에 사용해야한다. </li><li> 바로 실험 전 단계에서 EBSS에서 1.2.3 50 μM을 원액을 희석. </li><li> 산화 환원 센서의 산화 EBSS에 과산화수소 50 μM와 측정 중에 마이크로 유체 시스템을 통한 세포 배양 타원체. </li></ol></li><li> 실험 3 : 개시 및 회전 타원체 내에서 세포 괴사의 표시 <ol><li> 보충 된 DMEM 배지에서 96 - 웰 플레이트의 아가로 오스 겔 피복 종자 웰에 400 세포 (예, U251-MG-L106-Grx1-roGFP2의 아교 모세포종 세포) (절차 단계에서 설명 1.1.1-1.1.3) 10 % FCS, 1 % 페니실린 / 스트렙토 마이신과 하이 그로 마이신 B (150 ㎎ / ㎖). </li><li> 5 % CO 2, 37 ℃에서 인큐베이터에서 약 200 ~ 300 μm의 직경에 5-7 일 동안 회전 타원체를 성장. </li><li> 셀을 품어배지에서 1 μM의 농도에서 3 시간 동안 미토콘드리아 전자 수송 억제제 로테와 타원체 세포 괴사를 유도한다. 또한, 괴사 세포에 라벨을 1 ㎖의 배양 배지에서 1 μL의 농도로 3 시간 동안 녹색 세포 독성 염료와 공동 품어. </li><li> 문화 매체 또는 현미경의 이전 EBSS와 셀 회전 타원체을 씻으십시오. </li></ol></li></ol> 2 라이트 시트 조정 주 : 최상의 결과를 달성하기 위해 그것은 광 시트의 빔 허리는 대물 렌즈의 포커스 평면에 있음을 보장해야한다. 빔 허리의 위치는 단지 (- 2.8 단계 2.5 참조), 모세관에 대하여 수직 위치에서 광 시트를 관찰하여 정렬 될 수있다. <ol><li> 도립 현미경을 사용하여 참고 문헌에 설명 된 것처럼, 여기 SPIM 모듈을 탑재. (16), 위치 결정 테이블의베이스 플레이트 (도 1a 참조). </li><li> 1 현미경을 착용0X / 또는 20X 0.3 / 0.5 현미경 대물 렌즈와 현미경의 검출 경로에 적합한 긴 통과 필터 (예를 들어, λ ≥ 515 nm의). </li><li> 현미경의 검출 포트에 통합 카메라를 탑재합니다. </li><li> 우선적으로 470 나노 미터의 여기 파장으로 레이저 또는 레이저 다이오드의 빔 평행 시준을 사용 SPIM 모듈에 적용. </li><li> 빛 시트의 빔 허리의 축 조정을위한 수직 위치로 빛을 시트를 전송 90도에 의해 원통형 렌즈를 돌립니다. </li><li> 샘플 홀더에 형광 염료와 액체를 포함하는 모세관을 놓습니다. </li><li> 현미경의 위치 결정 테이블에 모세관 샘플 홀더를 부착하고이를 중심 광 시트의 빔 허리 초점이되도록 모세관의 위치를​​ 정렬. </li><li> 원통형 렌즈 자체의 축 방향 위치의 변화에​​ 의해 빔 허리를 조정. 광고 후 렌즈를 돌려,justment. </li></ol> 3 셀 회전 타원체의 응용 프로그램 및 현미경 피드 동기화 <ol><li> 600 μm의 × 600 μm의의 내부 단면과 120 μM의 두께와 별도로 또는 직사각형 붕규산 유리 모세관 (16) 내에서 그룹 셀 회전 타원체를 놓습니다. 셀 회전 타원체의 응용 프로그램에 대한 두 가지 기술이 성공적으로 입증했다. <ol><li> 엄지 손가락과 가운데 손가락 똑바로 빈 모세관을 가지고 당신의 집게 손가락 상부 개구를 밀봉. 하부 주위의 액체 셀 타원체 주변 개구 (EBSS 또는 배양 배지)을 준비한다. 상부 개구에서 집게 손가락을 뗍니다. 그 안에있는 셀 회전 타원체와 액체는 모세관 힘에 의해 즉시에 배어됩니다. 모세관의 각각의 수직 위치에서 중력에 의해 채워진 모세관 내에서 회전 타원체의 위치를​​ 조정합니다. </li><li> 또한, 피펫 팅을 통해 모세관에 셀 회전 타원체를 적용합니다. 관리 그쪽을 가지고회전 타원체의 크기만큼 큰 한편이다 피펫의 선단의 개구를, T와, 다른 한편으로는, 더 적은 또는 모세관의 내경의 크기와 동일. </li></ol></li><li> 현미경을위한 특별한 샘플 홀더 그것에 회전 타원체와 모세관을 놓습니다. </li><li> 현미경의 위치 결정 테이블에 모세관 샘플 홀더를 부착하고 중심 집중되도록 셀 타원체의 위치를​​ 정렬. </li><li> 광 시트 및 반사 미러의 위치와 원통형 렌즈를 조정함으로써, 검출 패스의 현미경 대물 렌즈의 초점면 사이의 일치를 설정 (도 1b에 조절 나사를 참조). </li><li> 마이크로 미터 나사를 조정하여 굴절률과 어항 효과를 보상하기위한 대물 렌즈의 개구 수에 따라 (도 1b 참조). NOTE : 다른 굴절률을 샘플의 인덱스 t와 주변 매체그 대물 렌즈의 이동과 초점 평면의 변화 간의 차이와 대물 렌즈 리드. 광 시트는 대물 터릿에 의해 이동되기 때문에, 광 시트 (대물 렌즈의 시프트에 대응)과 초점 평면의 시프트의 시프트 간의 불일치는 레버 아암에 의해 보상된다 (도 1b 참조). 마이크로 미터 나사가 대물 렌즈의 개구 수와 굴절률에 따른 광 시트의 이동을 조절하기 위해 상부 및 하부 핀 사이의 간격을 조정하기 위해 사용된다. </li></ol><img alt="그림 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51993/51993fig1highres.jpg" width="500" /> 단일 평면의 조명도 1 (A) 도립 현미경의 위치 결정 테이블의베이스 플레이트에 장착 된 하나의 평면 조명 모듈의 그림, (B) 설치모듈과 현미경 공급 동기화 초점 평면과 조명 평면 사이의 리프팅 불일치 (어항 효과)를 보상한다. ΔZ o를 초점면의 이동과 광 시트 F 대물 렌즈와 ΔZ의 변화를 나타냅니다. 인레이는 회전 타원체 포함하는 모세 혈관의 단면을 보여줍니다. 왼쪽 : 직사각형 모세관 600 μm의 (벽 120 μm의)의 내경. 오른쪽 : 회전에 사용되는 설치 프로그램을 실행합니다. 내부 원형 모세관 (내경 400 μM, 550 μM, 외경)은 외측 직사각형 모세관 내에서 회전된다. 이 모세 혈관 사이에 공간이 침지 액체로 채워진다. 동적 액체 환경에서의 4 측정 NOTE : 이전 프로토콜 셀 타원체 이전 단순한 중력에 의해 모세관 장소에서 배양 한 후 유지되어있는 측정 전에 정적 배양을 위해 사용된다. 상기 fixati은 필요 없다에. 그러나, 동적 배양하고, 따라서 역동적 인 환경이 흡수 반응 속도를 측정하는 것이 바람직하다 매체를 흐르는 측정을 위해, 하나는이 하위 프로토콜을 수행 할 수 있습니다. 4.5-4.9이 시료에 도달하는 공기 방울을 방지하기 위해 중요한 단계. <ol><li> 30 분 내측 유리 표면에 세포 타원체 이후 세포 접착 성을 지원하기위한 FCS와 모세관을 채운다. </li><li> 고갈 된 모세 혈관에 남아있는 FCS 코팅은 적어도 12 시간 동안 건조 보자. </li><li> 단계 3.2에 기재된 바와 같이 코팅 된 FCS 모세관 셀 타원체를 소개한다. </li><li> 회전 타원체의 세포 접착의 원인이 5 % CO 2 및 추가 2-4 시간 동안 37 ° C에서 인큐베이터에있는 모세 혈관을 둡니다. </li><li> 마이크로 유체 시스템의 afflux 부분을 설정 (도 2 참조). (: 0.89 mm 내경) 형광 염료, 약물 또는 에이전트를 포함하는 배양 배지와 함께 호스의 afflux을 채우기 위해 연동 펌프를 사용합니다. </li><li> 도없고기포 트랩 마이크로 유체 시스템의 afflux 부분 CT (도 2 참조). </li><li> 제 afflux 튜브에 기포없이 모세관 클램프하고 드레인 호스에 모세관의 다른 쪽 클램프. </li><li> 튠 원하는 값 (예를 들면, 37의 C)에 수조의 액체 온도. </li><li> 원하는 펌프 속도에 연동 펌프를 조정 (예를 들면, 유량 : 10 μL / 분; 펌프 속도에서 모세관 : 25mm / 분). </li><li> ,받는 사람 (개방 루프 설정)에서 펌핑 된 액체를 수집 소스 (폐쇄 루프 설정)로 다시 공급되거나 연동 펌프 (꽉 닫힌 루프 설치)의 튜브에 직접 공급. </li></ol><img alt="그림이" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51993/51993fig2highres.jpg" width="500" /> 그림 2 미세 유체 설치 (개방 루프 꽉 폐쇄 루프); 인레이 : SPH의 조명도립 현미경에 연결된 광 시트 기반 형광 현미경을 이용하여 마이크로 모세관 내의 eroid. (5) 데이터 수집 및 분석 <ol><li> 레이저 파워와 화상 획득에 대한 통합 시간을 설정한다. </li><li> 단계 5.1에 정의 된 매개 변수가 빛 선량 값 원시 세포에 대해 50 ~ 100 J / cm 2 또는 형광 단백질 인코딩 플라스미드와 형광 염료와 함께 배양 또는 형질 세포에 대한 10 ~ 20 J / cm 2를 초과하지 않도록주의하십시오 (세부 사항 참조. 12 참조를 위해) 광독성을 피하십시오. </li><li> ΔZ에 Z-스택 증가 = 빛 시트 두께가 약 10 μm의 그대로 3 차원 데이터 분석을 위해 바람직하다 5 ~ 10 μm의를 설정합니다. </li><li> 셀 회전 타원체 내에서 초점면의 변화에​​ 의해 하나의 이미지 또는 z-스택의 측정을 수행합니다. </li></ol>

<ol>
	<li>Pawley, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of biological confocal microscopy. , (1990).</li><li>Webb, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confocal+optical+microscopy.">Confocal optical microscopy.</a> Rep. Prog. Phys. 59, 427-471 (1996).</li><li>Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+laser+scanning+fluorescence+microscopy.">Two-photon laser scanning fluorescence microscopy.</a> Science. 248 (4951), 73-76 (1990).</li><li>K&#246;nig, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiphoton+microscopy+in+life+sciences.">Multiphoton microscopy in life sciences.</a> J. Microsc. 200 (2), 83-104 (2000).</li><li>Neil, M. A., Juskaitis, R., Wilson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+obtaining+optical+sectioning+by+using+structured+light+in+a+conventional+microscope.">Method of obtaining optical sectioning by using structured light in a conventional microscope.</a> Opt. Lett. 22 (24), 1905-1907 (1997).</li><li>Gustafsson, M. G. L., et al. <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+resolution+doubling+in+wide-field+fluorescence+microscopy+by+structured+illumination.">Three-dimensional resolution doubling in wide-field fluorescence microscopy by structured illumination.</a> Biophys. J. 94 (12), 4957-4970 (2008).</li><li>Huisken, J., Swoger, J., del Bene, F., Wittbrodt, J., Stelzer, E. H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+sectioning+deep+inside+live+embryos+by+SPIM.">Optical sectioning deep inside live embryos by SPIM.</a> Science. 305 (5686), 1007-1009 (2004).</li><li>Huisken, J., Stainier, D. Y. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+plane+illumination+microscopy+techniques+in+development+biology.">Selective plane illumination microscopy techniques in development biology.</a> Development. 136 (12), 1963-1975 (2009).</li><li>Santi, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+sheet+fluorescence+microscopy:+a+review.">Light sheet fluorescence microscopy: a review.</a> J. Histochem. Cytochem. 59 (2), 129-138 (2011).</li><li>Kunz-Schughart, L. A., Freyer, J. P., Hofstaedter, F., Ebner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+3-D+cultures+for+high+throughput+screening:+the+multi-cellular+spheroid+model.">The use of 3-D cultures for high throughput screening: the multi-cellular spheroid model.</a> J. Biomol. Screen. 9 (4), 273-285 (2004).</li><li>Schneckenburger, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-dimensional+fluorescence+microscopy+of+living+cells.">Multi-dimensional fluorescence microscopy of living cells.</a> J. Biophotonics. 4 (3), 143-149 (2011).</li><li>Schneckenburger, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+exposure+and+cell+viability+in+fluorescence+microscopy.">Light exposure and cell viability in fluorescence microscopy.</a> J. Microsc. 245 (3), 311-318 (2012).</li><li>Ritter, J. G., Veith, R., Veenendaal, A., Siebrasse, J. P., Kubitschek, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+sheet+microscopy+for+single+molecule+tracking+in+living+tissue.">Light sheet microscopy for single molecule tracking in living tissue.</a> PLoS One. 5 (7), e11639:1-e11639:7 (2010).</li><li>Mertz, J., Kim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+light-sheet+microscopy+in+the+whole+mouse+brain+with+HiLo+background+rejection.">Scanning light-sheet microscopy in the whole mouse brain with HiLo background rejection.</a> J. Biomed. Opt. 15 (1), 016027 (2010).</li><li>Fahrbach, F. O., Rohrbach, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+line-scanned+light-sheet+microscope+with+phase+shaped+self-reconstructing+beams.">A line-scanned light-sheet microscope with phase shaped self-reconstructing beams.</a> Opt. Express. 18 (23), 24229-24244 (2010).</li><li>Bruns, T., Schickinger, S., Wittig, R., Schneckenburger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+strategy+and+illumination+of+3D+cell+cultures+in+light-sheet+based+fluorescence+microscopy.">Preparation strategy and illumination of 3D cell cultures in light-sheet based fluorescence microscopy.</a> J. Biomed. Opt. 17 (10), 101518 (2012).</li><li>Ma, H. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicellular+tumor+spheroids+as+an+in+vivo-like+tumor+model+for+three-dimensional+imaging+of+chemotherapeutic+and+nano+material+cellular+penetration.">Multicellular tumor spheroids as an in vivo-like tumor model for three-dimensional imaging of chemotherapeutic and nano material cellular penetration.</a> Mol. Imaging. 11 (6), 487-498 (2012).</li><li>Weber, P., Wagner, M., Schneckenburger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholesterol+dependent+uptake+and+interaction+of+doxorubicin+in+MCF-7+breast+cancer+cells.">Cholesterol dependent uptake and interaction of doxorubicin in MCF-7 breast cancer cells.</a> Int. J. Mol. Sci. 14 (4), 8358-8366 (2013).</li><li>Hovorka, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+analysis+of+doxorubicin+accumulation+and+the+indirect+quantification+of+its+DNA+intercalation.">Spectral analysis of doxorubicin accumulation and the indirect quantification of its DNA intercalation.</a> Eur. J. Pharm. Biopharm. 76 (3), 514-524 (2010).</li><li>Schickinger, S., Bruns, T., Wittig, R., Weber, P., Wagner, M., Schneckenburger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosecond+ratio+imaging+of+redox+states+in+tumor+cell+spheroids+using+light+sheet-based+fluorescence+microscopy.">Nanosecond ratio imaging of redox states in tumor cell spheroids using light sheet-based fluorescence microscopy.</a> J. Biomed. Opt. 18 (12), 126007 (2013).</li><li>Lippert, H., Wald, M., Radt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+arrangement+for+the+production+of+a+light+sheet.">Optical arrangement for the production of a light sheet.</a> U.S. Patent. , (2010).</li><li>Lorenzo, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live+cell+division+dynamics+monitoring+in+3D+large+spheroid+tumor+models+using+light+sheet+microscopy.">Live cell division dynamics monitoring in 3D large spheroid tumor models using light sheet microscopy.</a> Cell Division. 6 (22), 1-8 (2011).</li><li>Bruns, T., Schneckenburger, H., Schickinger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+holder+for+rotation+of+three-dimensional+specimens+in+microscopy.">Sample holder for rotation of three-dimensional specimens in microscopy.</a> European Patent Application. , (2013).</li></ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

본 원고는 광 시트 또는 3 차원 전지 시스템에 최적화 된 단일 평면 조명 현미경 (SPIM) 장치, 예를 들면, 다세포 종양 타원체 (MCTS)를 설명한다. 세 가지 예시적인 애플리케이션은 (1) 세포 증식 억제 약물의 흡수 및 (화학 치료 효능에 기여 여전히 평가 될 남아) 분해물과의 부분적인 전환, 유전자 부호화 글루타티온 센서 사용시에 의한 산화 환원 상태의 (2)의 측정을 포함 산화제를 첨가하고, (...

잘 확립 방법 (공 초점 또는 다중 광자 레이저 스캐닝 현미경 1-4, 구조화 된 조명 현미경 5,6) 광 시트 또는 단일 평면 조명 현미경 (SPIM) 이외에 3D 촬상 7,8의 방법에 유용한 것으로 입증했다 9. 특히 관심 신약 개발 연구 10,11 위해 점점 사용 3 차원 세포 배양, 예를 들면, 다세포 종양 타원체 (MCTS)에의 응용이다. 또한, SPIM 심지어 장기간 노출 또는 반복적 인 측정에 저조도 투여는이 평면이 광에 노출되는 샘플의 각면의 측정하므로, 시료의 생존을 유지하는 데 필요한 특수한 방법이다. 이것은 각각의 초점면의 검출 샘플 전체가 켜져 다른 현미경 기법과 대조적이며, 광 도즈 합까지 다양한 평면의 기록시되도록 시료 (12)를 손상시킬 수있다. </p&gt; 광 시트 현미경 또는 SPIM는 원통형 렌즈의 사용에 의해 또는 (리뷰 참조 참조. 08) 흥미로운 레이저 빔을 스캔하여 어느 관측 경로에 수직 한 방향으로 샘플의 조명에 기초한다. 이것은 종종 특별한 샘플 챔버 13,14 또는 매트릭스를 필요로 예를 들면, 아가 로스 7,15 특별한 고가 현미경으로 구현. 이러한 시스템에 대한 대안으로서 SPIM위한 비교적 단순한 조명 장치가 개발되고 있으며, 종래의 도립 현미경 (16) (도 1 참조)에 적응. 약 100 μM의 필드의 깊이에 걸쳐 6-10 μm의 두께의 광 시트에이 원통형 렌즈 (0.08 : 50mm, 개구 초점 길이)로 8mm의 직경을 확대하고 초점 레이저 빔 이루어져 . 샘플은 현미경 대물 LEN 앞에 배치 600-900 μm의 내경의 직사각형 모세관에있는형광 검출을위한 발. 이러한 주요 기능은 현재 완성 유지하기위한 형광 검출 (동일한 광로에 사용 (축 방향) 샘플 조명광 시트의 동기 조정하고, 대물 렌즈를 회전시키기위한 진보 된 마이크로 모세관 접근법을 사용함으로써 최적화된다 변위의 길이, 따라서 필요한 양과 비용을 최소화 기계적 피드 보정)하고, 형광 염료, 약제 또는 약물의 응용을위한 마이크로 유체 시스템의 적응을 필요로한다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="944">
	<tbody>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:243px;">Name of the Material/Equipment</td>
			<td style="width:201px;">Company</td>
			<td style="width:124px;">&#160;Catalog Number</td>
			<td style="width:376px;">Comments/Description(optional)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">microtiter plate</td>
			<td>Orange Scientific</td>
			<td>4430100</td>
			<td>for cell spheroid growing</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">agarose&#160;</td>
			<td>Carl Roth GmbH</td>
			<td>3810.1</td>
			<td>for cell spheroid growing</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">MCF-7 cell line</td>
			<td>CLS Cell Lines Service GmbH</td>
			<td>300273</td>
			<td>cell line</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">U251-MG-L106 cell line</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>cell line</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">DMEM</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>FG0435</td>
			<td>culture medium</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">DMEM/Ham&#39;s F-12</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>FG4815</td>
			<td>culture medium</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">FCS</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>S0615</td>
			<td>cell culture supplement</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">penicillin/streptomycin</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>A 2213</td>
			<td>antibiotics</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;">hygromycin B</td>
			<td style="width:201px;">PAA Laboratories&#160;&#160;</td>
			<td>P02-015</td>
			<td>antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">EBSS</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>E3024</td>
			<td>cell culture supplement</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">doxorubicin</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>D1515</td>
			<td>fluorescent dye (CAUTION: acute toxicity)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">green cytotoxicity dye</td>
			<td>Promega GmbH</td>
			<td>G8742</td>
			<td>CellTox - fluorescent cytotoxicity dye</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">rotenone</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>R8875</td>
			<td>cellular inhibitor (CAUTION: acute toxicity)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">hydrogen peroxide (H2O2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>95302</td>
			<td>reagent for oxidation (CAUTION: acute toxicity)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">capillary</td>
			<td>VitroCom&#160;</td>
			<td>8260-050</td>
			<td>sample preparation</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">microscope</td>
			<td>Carl Zeiss Jena</td>
			<td>Axiovert 200M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">AxioCam MRc CCD-camera</td>
			<td>Carl Zeiss MicroImaging GmbH</td>
			<td>426508-9901-000</td>
			<td>CCD-camera</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">AxioVision data aquisition software</td>
			<td>Carl Zeiss MicroImaging GmbH</td>
			<td>version 4.8.2.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">laser diode</td>
			<td>Pico Quant GmbH</td>
			<td>LDH-P-C-470</td>
			<td>used with driver PDL800-B</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">perestaltic pump</td>
			<td>Ismatec Labortechnik</td>
			<td>MS-1 Reglo</td>
			<td>re-callibrated to reduce the minimum pump speed by 1/10&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">silicone tubes</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science GmbH</td>
			<td>TYGON R3607</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

single plane illumination module and micro-capillary approach for a wide-field microscope

쉽게 반전 와이드 필드 현미경에 적합한 3 차원 세포 배양에 최적화되어 설명 된 광 시트 또는 단일 평면 조명 현미경 (SPIM) 용 모듈 등 다세포 종양 타원체 (MCTS). SPIM 여기 모듈 모​​양 및 샘플 수직 현미경의 검출 경로 광 시트에 의해 조명되도록 광을 편향시킨다. 시스템은 조명광 시트의 동기 조정뿐만 아니라 형광 검출에 사용되는 대물 렌즈에 의해, 시료 (도 회전시키는 마이크로 모세관 접근 의해 고급 버전에서) 유지하는 직사각형 모세관의 사용을 특징으로한다 형광 염료, 소량의 약제 또는 약물의 응용 프로그램에 대한 마이크로 유체 시스템의 적응에 의해. 이 시스템을 사용하기위한 프로토콜을 제공하고, 몇 가지 기술적 인 세부 사항이보고됩니다. 대표적인 결과는 업 (1)의 측정치를 포함산화제의 첨가시 세포 증식 억제 약물 (독소루비신) 및 분해 생성물과의 부분적인 전환의 유전자 인코딩 글루타티온 센서를 이용하여, (2) 산화 환원 측정을 수행하고, (3) 개시 및 억제시 세포 괴사 라벨링 미토콘드리아 호흡 사슬. 기존 시스템에 비해 본 SPIM 모듈의 차이점 및 이점이 논의된다.

실험 1 : 셀 회전 타원체는 화학 요법 약물과 함께 배양 이전에 배양 MCF-7 세포 회전 타원체 (8 μM 독소루비신 (doxorubicin), 6 시간)의 Z-스택 스캔은 그림 3에 나와있다.이 세포 흡수 및 독소루비신 (17)의 분포와 그 분해 산물 (18, 19)에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 내측 회전 타원체 분야 분해물에 의해 방출 된 녹색 형광이 세포질 막 <s...

Watch this Scientific Journal Video about Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope at JoVE.com

Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

단일 평면 조명 현미경 용 모듈 (SPIM)이 쉽게 반전 와이드 필드 현미경에 적합한 3 차원 세포 배양을 위해 최적화되어 설명된다. 샘플은 직사각형 모세관 내에 위치되며, 마이크로 유체 시스템 형광 염료로, 약제 또는 약물은 소량으로 적용 할 수있다.

단일 평면 조명 모듈과 와이드 필드 현미경 용 마이크로 모세관 접근법

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and ...

single-plane-illumination-module-micro-capillary-approach-for-wide

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.7K 조회수.  Aalen University.  단일 평면 조명 현미경 용 모듈 (SPIM)이 쉽게 반전 와이드 필드 현미경에 적합한 3 차원 세포 배양을 위해 최적화되어 설명된다. 샘플은 직사각형 모세관 내에 위치되며, 마이크로 유체 시스템 형광 염료로, 약제 또는 약물은 소량으로 적용 할 수있다. 

비디오: Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

Construction of a High Resolution Microscope with Conventional and Holographic Optical Trapping Capabilities

High resolution microscope systems with optical traps allow for precise manipulation of various refractive objects, such as dielectric beads 1 or cellular organelles 2,3, as well as for high spatial and temporal resolution readout of their position relative to the center of the trap. The system described herein has one such "traditional" trap operating at 980 nm. It additionally provides a second optical trapping system that uses a commercially available holographic package to simultaneously create and manipulate complex trapping patterns in the field of view of the microscope 4,5 at a wavelength of 1,064 nm. The combination of the two systems allows for the manipulation of multiple refractive objects at the same time while simultaneously conducting high speed and high resolution measurements of motion and force production at nanometer and piconewton scale.

The system described herein employs a traditional optical trap as well as an independent holographic optical trapping line, capable of creating and manipulating multiple traps. This allows for the creation of complex geometric arrangements of refractive particles while also permitting simultaneous high-speed, high-resolution measurements of the activity of biological enzymes.

기존 및 홀로 그래픽 광학 트래핑 기능과 고해상도 현미경의 구조

High resolution microscope systems with optical traps allow for precise manipulation of various refractive objects, such as dielectric beads 1 or cellular ...

연구

공학

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit a strong degradation after annealing due to the occurrence of void formation at the contact/SiO2 interface. This void formation can cause cracking and delamination of the metal film, which can increase the resistance or lead to a complete failure of the NW device. In order to address issues associated with void formation, a technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from the substrates to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN NW devices. This procedure determines the degree of adhesion of the contact films to the substrate and NWs and allows for the characterization of the morphology and composition of the contact interface with the substrate and nanowires. This technique is also useful for assessing the amount of residual contamination that remains from the NW suspension and from photolithographic processes on the NW-SiO2 surface prior to metal deposition. The detailed steps of this procedure are presented for the removal of annealed Ni/Au contacts to Mg-doped GaN NWs on a SiO2 substrate.

A technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from their substrate to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN nanowire devices.

단 하나의 GaN 나노 와이어 장치에 대한 문의 인터페이스의 분석

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is presented. The SANS shear cell consists of a concentric cylinder Couette geometry that is sealed and rotating about a horizontal axis so that the vorticity direction of the flow field is aligned with the neutron beam enabling scattering from the 1-2 plane of shear (velocity-velocity gradient, respectively). This approach is an advance over previous shear cell sample environments as there is a strong coupling between the bulk rheology and microstructural features in the 1-2 plane of shear. Flow-instabilities, such as shear banding, can also be studied by spatially resolved measurements. This is accomplished in this sample environment by using a narrow aperture for the neutron beam and scanning along the velocity gradient direction. Time resolved experiments, such as flow start-ups and large amplitude oscillatory shear flow are also possible by synchronization of the shear motion and time-resolved detection of scattered neutrons. Representative results using the methods outlined here demonstrate the useful nature of spatial resolution for measuring the microstructure of a wormlike micelle solution that exhibits shear banding, a phenomenon that can only be investigated by resolving the structure along the velocity gradient direction. Finally, potential improvements to the current design are discussed along with suggestions for supplementary experiments as motivation for future experiments on a broad range of complex fluids in a variety of shear motions.

A shear cell is developed for small-angle neutron scattering measurements in the velocity-velocity gradient plane of shear and is used to characterize complex fluids. Spatially resolved measurements in the velocity gradient direction are possible for studying shear-banding materials. Applications include investigations of colloidal dispersions, polymer solutions, and self-assembled structures.

1-2 평면 흐름 - 작은 각 중성자 산란을 이용하여 재료 미세 조직에서 유량을 측정

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

Laser-induced Breakdown Spectroscopy: A New Approach for Nanoparticle's Mapping and Quantification in Organ Tissue

Emission spectroscopy of laser-induced plasma was applied to elemental analysis of biological samples. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) performed on thin sections of rodent tissues: kidneys and tumor, allows the detection of inorganic elements such as (i) Na, Ca, Cu, Mg, P, and Fe, naturally present in the body and (ii) Si and Gd, detected after the injection of gadolinium-based nanoparticles. The animals were euthanized 1&#160;to 24 hr&#160;after intravenous injection of particles. A two-dimensional scan of the sample, performed using a motorized micrometric 3D-stage, allowed the infrared laser beam exploring the surface with a lateral resolution less than 100 &#956;m. Quantitative chemical images of Gd element inside the organ were obtained with sub-mM sensitivity. LIBS offers a simple and robust method to study the distribution of inorganic materials without any specific labeling. Moreover, the compatibility of the setup with standard optical microscopy emphasizes its potential to provide multiple images of the same biological tissue with different types of response:&#160;elemental, molecular, or cellular.

Laser-induced Breakdown Spectroscopy: A New Approach for Nanoparticle&#039;s Mapping and Quantification in Organ Tissue

Laser-induced breakdown spectroscopy performed on thin organ and tumor tissue successfully detected natural elements and artificially injected gadolinium (Gd), issued from Gd-based nanoparticles. Images of chemical elements reached a resolution of 100 &#956;m and quantitative sub-mM sensitivity. The compatibility of the setup with standard optical microscopy emphasizes its potential to provide multiple images of a same biological tissue.

레이저 유도 내역 분광학 : 장기 조직에 나노 입자의 매핑 및 정량을위한 새로운 접근

Emission spectroscopy of laser-induced plasma was applied to elemental analysis of biological samples. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) ...

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. The aggressive scaling of feature sizes, both on devices and interconnects, leads to serious challenges to ensure the required product reliability. Standard reliability tests and post-mortem failure analysis provide only limited information about the physics of failure mechanisms and degradation kinetics. Therefore it is necessary to develop new experimental approaches and procedures to study the TDDB failure mechanisms and degradation kinetics in particular. In this paper, an in situ experimental methodology in the transmission electron microscope (TEM) is demonstrated to investigate the TDDB degradation and failure mechanisms in Cu/ULK interconnect stacks. High quality imaging and chemical analysis are used to study the kinetic process. The in situ electrical test is integrated into the TEM to provide an elevated electrical field to the dielectrics. Electron tomography is utilized to characterize the directed Cu diffusion in the insulating dielectrics. This experimental procedure opens a possibility to study the failure mechanism in interconnect stacks of microelectronic products, and it could also be extended to other structures in active devices.

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. This paper demonstrates the procedure of an in situ TDDB experiment in the transmission electron microscope, which opens a possibility to study the failure mechanism in microelectronic products.

투과 전자 현미경에서 제자리 시간에 따른 절연 파괴에 : 가능성은 마이크로 전자 장치의 고장 메커니즘을 이해하기

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and automotive. However, effective inspection and characterization metrology systems are needed to ensure the functional reliability of MEMS. This study presents a system based on digital holography as a tool for MEMS metrology. Digital holography has gained increasing attention in the past 20 years. With the fast development and decreasing cost of sensor arrays, resolution of such systems has increased broadening potential applications. Thus, it has attracted attention from both research and industry sides as a potential reliable tool for industrial metrology. Indeed, by recording the interference pattern between an object beam (which contains sample height information) and a reference beam on a CCD camera, one can retrieve the quantitative phase information of an object. However, most of digital holographic systems are bulky and thus not easy to implement on industry production lines. The novelty of the system presented is that it is lens-less and thus very compact. In this study, it is shown that the Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) can be used to evaluate several characteristics typically consider as criteria in MEMS inspections. The surface profiles of MEMS in both static and dynamic conditions are presented. Comparison with AFM is investigated to validate the accuracy of the CDHM.

We present a compact reflection digital holographic system (CDHM) for inspection and characterization of MEMS devices. A lens-less design using a diverging input wave providing natural geometrical magnification is demonstrated. Both static and dynamic studies are presented.

MEMS 검사 및 특성화를위한 소형 렌즈가없는 디지털 홀로그램 현미경

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building blocks in a bottom-up approach is still open. The scanning probe microscope (SPM) could be a tool of choice; however, SPM-based manipulation was until recently limited to two dimensions (2D). Binding the SPM tip to a molecule at a well-defined position opens an opportunity of controlled manipulation in 3D space. Unfortunately, 3D manipulation is largely incompatible with the typical 2D-paradigm of viewing and generating SPM data on a computer. For intuitive and efficient manipulation we therefore couple a low-temperature non-contact atomic force/scanning tunneling microscope (LT NC-AFM/STM) to a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles. This setup permits &#34;hand controlled manipulation&#34; (HCM), in which the SPM tip is moved according to the motion of the experimenter&#39;s hand, while the tip trajectories as well as the response of the SPM junction are visualized in 3D. HCM paves the way to the development of complex manipulation protocols, potentially leading to a better fundamental understanding of nanoscale interactions acting between molecules on surfaces. Here we describe the setup and the steps needed to achieve successful hand-controlled molecular manipulation within the virtual reality environment.

We demonstrate the precise manipulation of individual organic molecules on a metal surface with the tip of a scanning probe microscope driven in 3D by the experimenter's hand using a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles.

손 3D 가상 현실 인터페이스와 스캐닝 프로브 현미경을 통해 단일 분자의 조작을 제어

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and nanotechnology. Although near-field scanning microscopy and superlenses have improved the resolution in the near-field region, far-field imaging in real-time remains a significant challenge. Recently, the hyperlens, which magnifies and converts evanescent waves into propagating waves, has emerged as a novel approach to far-field imaging. Here, we report the fabrication of a spherical hyperlens composed of alternating silver (Ag) and titanium oxide (TiO2) thin layers. Unlike a conventional cylindrical hyperlens, the spherical hyperlens allows for two-dimensional magnification. Thus, incorporation into conventional microscopy is straightforward. A new optical system integrated with the hyperlens is proposed, allowing for a sub-wavelength image to be obtained in the far-field region in real time. In this study, the fabrication and imaging setup methods are explained in detail. This work also describes the accessibility and possibility of the hyperlens, as well as practical applications of real-time imaging in living cells, which can lead to a revolution in biology and nanotechnology.

The use of a hyperlens has been regarded as a novel super-resolution imaging technique due to its advantages in real-time imaging and its simple implementation with conventional optics. Here, we present a protocol describing the fabrication and imaging applications of a spherical hyperlens.

Hyperlens 통합 현미경 및 슈퍼 해상도 영상

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and ...

Single-Digit Nanometer Electron-Beam Lithography with an Aberration-Corrected Scanning Transmission Electron Microscope

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by employing an aberration-corrected scanning transmission electron microscope as the exposure tool. Here, we present results of single-digit nanometer patterning of two widely used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. The method achieves sub-5 nanometer features in poly (methyl methacrylate) and sub-10 nanometer resolution in hydrogen silsesquioxane. High-fidelity transfer of these patterns into target materials of choice can be performed using metal lift-off, plasma etch, and resist infiltration with organometallics.

We use an aberration-corrected scanning transmission electron microscope to define single-digit nanometer patterns in two widely-used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. Resist patterns can be replicated in target materials of choice with single-digit nanometer fidelity using liftoff, plasma etching, and resist infiltration by organometallics.

자리 나노미터 전자 빔 리소 그래피는 수 차 수정 스캐닝 전송 전자 현미경으로

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by ...

Evaluating Targeting Accuracy in the Focal Plane for an Ultrasound-guided High-intensity Focused Ultrasound Phased-array System

Phased arrays are increasingly used as high-intensity focused ultrasound (HIFU) transducers in the existing extracorporeal ultrasound-guided HIFU (USgHIFU) systems. The HIFU transducers in such systems are usually spherical in shape with a central hole where a US imaging probe is mounted and can be rotated. The image on the plane of treatment can be reconstructed through the image sequence acquired during the rotation of the probe. Therefore, the treatment plan can be made on the reconstructed images. In order to evaluate the targeting accuracy in the focal plane of such systems, the protocol of a method using a bovine muscle and marker-embedded phantom is described. In the phantom, four solid balls at the corners of a square resin model serve as the reference markers in the reconstructed image. The target should be moved so that both its center and the center of the square model can coincide according to their relative positions in the reconstructed image. Swine muscle with a thickness of about 30 mm is placed above the phantom to mimic the beam path in clinical settings. After sonication, the treatment plane in the phantom is scanned and the boundary of the associated lesion is extracted from the scanned image. The targeting accuracy can be evaluated by measuring the distance between the centers of target and lesion, as well as three derivative parameters. This method cannot only evaluate the targeting accuracy of the target consisting of multiple focal spots rather than a single focal spot in a clinically relevant beam path of the USgHIFU phased-array system, but it can be also used in the preclinical evaluation or regular maintenance of USgHIFU systems configured with phased-array or self-focused HIFU transducer.

This study describes a protocol to evaluate the targeting accuracy in the focal plane of an ultrasound-guided high-intensity focused ultrasound phased-array system.