이 프로토콜은 초고장 자기 공명 이미징을 위한 마이크로코일의 특성화 및 사용을 허용합니다. MRI는 생물학적 표본의 생리학, 신진 대사 및 확산 특성을 탐구하기위한 독특하고 비침습적 도구입니다. 관심 있는 샘플에 적응된 높은 자기장 강도와 마이크로코일을 사용하여 최대 세포 분해능이미지를 얻을 수 있습니다.
이 방법에서는 이미징 응용 프로그램을 위해 상업용 또는 가정내장 마이크로코일의 특성을 결정하는 단계별 방법을 설명합니다. 우리는 직경이 1밀리미터 보다 작은 생물학적 표본과 초고장 수직 보어 NMR 분광계를 사용합니다. 집에서 만든 마이크로코일을 사용하여 무선 주파수 코일의 크기를 샘플 크기로 조정할 수 있습니다.
이 연구에서는 식물 뿌리의 작은 조각을 사용하고 있습니다. 이는 코일 감도가 코일 직경 감소에 비례하기 때문에 유용합니다. 따라서 우리는 작은 샘플에 대한 높은 신호 대 잡음 비율로 이미지를 얻을 수 있습니다.
이러한 마이크로코일의 작은 크기와 연약한 특성으로 인해 90도 펄스 길이및 펄스 전력, 안전한 작동 한계와 같은 몇 가지 기본 파라미터를 설정하고 마지막으로 다른 NMR 시스템에서 비교할 수 있는 방식으로 코일 감도를 계산하는 것이 중요합니다. 솔레노이드 마이크로코일은 모세관 과 두 개의 커패시터 주위에 코일 와이어로 구성됩니다: 튜닝과 일치하는 커패시터. 튜닝 커패시터는 950메가헤르츠의 원하는 공진 주파수를 달성하기 위해 선택되며, 매칭 커패시터는 최대 신호 전송을 달성하기로 결정했습니다.
그것은 50 옴의 임피던스입니다. 커패시터가 클수록 더 미세한 조정이 가능합니다. 코일은 수정된 소켓에 고정된 베이스 플레이트에 있습니다.
선택적으로, 감수성 일치 유체에 대한 저장소가 첨가되어 코일 와이어로부터 의 감수성 효과를 감소시킬 수 있다. 시계 유리로 시료를 침수하는 데 사용되는 퍼플루오로데칼린 또는 PFD의 1밀리리터를 전송합니다. PFD는 생물학적 세포에 들어가지 않고 시편의 공기 공간을 채울 수 있으므로 사용된다.
그것은 또한 양성자 MRI에 의해 관찰 할 수 없습니다. 필요한 경우 증발을 방지하기 위해 페트리 접시 뚜껑으로 PFD를 즉시 덮습니다. 참조 샘플을 준비하는 경우 대신 구리 황산염 용액을 사용한다.
다음으로, 조심스럽게 성장 기판에서 루트 시스템을 추출. 메스를 사용하여 작은 부분을 소비합니다. 진공 처리를 위해 고정 용액을 포함하는 Eppendorf 튜브에 샘플을 배치합니다.
그런 다음 필라멘트와 펀치 구멍으로 튜브를 밀봉하여 환기를 허용합니다. 샘플을 진공 처리로 받습니다. 기포는 샘플을 탈출하는 것을 볼 수 있다.
스테레오 현미경을 통해 보는 동안 핀셋을 사용하여 이전에 준비된 용액에 샘플과 모세관을 모두 담급합니다. 그런 다음 모세관과 완전히 침수된 샘플을 샘플링하는 동안 핀셋을 사용하여 모세관에 샘플을 삽입합니다. 작은 모세관 또는 주사기 바늘 끝을 밀어 붙이는 막대로 사용하십시오.
티슈 페이퍼를 미세한 점으로 모양화하고 모세관의 양쪽 끝에서 약 1 밀리미터의 액체를 제거합니다. 녹는, 왁스 펜을 사용하여 모세관 왁스의 작은 볼륨. 양쪽에 왁스를 바르습니다.
왁스가 굳어지면 불투명하게 변합니다. 모세관에서 기포를 제외하십시오. 그 후, 메스를 사용하여 여분의 왁스를 긁어.
마이크로코일을 안정적으로 유지하면서 핀셋을 사용하여 마이크로코일에 샘플을 삽입합니다. 로드를 사용하여 코일에 샘플을 중심으로 합니다. 코일이 처음으로 테스트되는 경우 전력 보정및 SNR 및 B1 필드 균질성을 결정하기 위해 구리 황산염 기준 샘플을 사용하십시오.
이 프로토콜은 수직 보어 22.3 Tesla 분광계에 통합된 그라데이션 코일이 장착된 마이크로 이미징 프로브를 장착하여 미터당 최대 3대의 Tesla가 사용할 수 있음을 입증합니다. 마이크로코일을 똑바로 유지하면서 마이크로코일을 프로브 베이스에 부착합니다. 그런 다음 트리플 축 그라데이션 코일 위로 밀어 내십시오.
프로브 베이스의 나사 스레드를 돌려 그라데이션을 제자리에 고정합니다. 프로브를 자석에 삽입하고 필요한 연결을 만듭니다. 흔들림 곡선을 시작하고 필요에 따라 튜닝 및 일치를 조정합니다.
높은 스펙트럼 스윕 폭으로 시작하는 것이 좋습니다. 여러 공진 모드가 있을 수 있습니다. 올바른 공진 모드를 결정하기 위해 각 모드에 대한 SNR 테스트가 필요할 수 있습니다.
마이크로코일에 대한 올바른 코일 구성을 선택합니다. 코일에 대한 안전 한계가 알려지지 않은 경우, 0.6와트의 낮은 펄스 전력에서 10 마이크로초로 시작하여 신호가 나타날 때까지 펄스 길이를 한 번에 1 마이크로초 씩 천천히 증가시다. 90도 펄스에 대한 올바른 펄스 길이와 전력을 얻기 위해 새로운 코일에 대한 견과류 곡선을 기록합니다.
이를 위해서는 펄스 전력을 일정하게 유지하면서 펄스 지속 시간을 체계적으로 변화시다. 불균일한 B1 필드의 경우, 90도 펄스는 최대 신호 강도를 얻는 길이로부터 추정될 수 있다. 시야가 큰 로컬라이저 스케일을 사용하여 자석 내에서 코일의 위치를 찾습니다.
샘플이 그라데이션 시스템의 중심에 정확히 있는 경우, 로컬라이저 스캔에는 샘플이 표시됩니다. 코일 또는 샘플이 중심이 않으면 로컬라이저 스캔을 조정합니다. 견과류 곡선을 사용하여 대략적인 펄스 전력이 발견되면 일련의 이미지가 가장 균일한 이미지를 확인하기 위해 펄스 전력이 점차 다양합니다.
불균일한 B1 필드를 가진 몇몇 코일의 경우, 결정된 90도 펄스는 코일의 원하는 단맛 반점에서 과팁으로 이끌어 내는 과대 평가될 수 있다. FID 신호를 기반으로 자기장을 수동으로 심습니다. 다른 방향을 가진 미세 코일 의 방향에 따라 B0 균질성의 강한 보정을 초래할 수 있습니다.
다음으로 정규화된 볼륨을 계산해야 합니다. 먼저 X및 Y 해상도 시간을 슬라이스 두께의 곱셈으로 복셀 볼륨을 계산합니다. SNR은 평균 신호에서 평균 노이즈를 빼고 복셀 볼륨을 곱한 노이즈의 표준 편차로 나누어 계산됩니다.
평균 신호는 이미지의 중심에서 가져온 반면 노이즈 신호는 코너 패치에서 계산됩니다. 여러 그라데이션 에코 시퀀스를 실행하여 코일 와이어 및 샘플 자체로 인한 잠재적 감수성 문제를 확인합니다. 침수 코일의 경우 코일 와이어와 환경 간의 감수성의 차이가 크게 줄어듭니다.
고해상도 이미징은 3D 플래시 실험으로 달성될 수 있습니다. 더 큰 코일을 사용하여 해결하기 어려운 내도, 피질 및 자일렘과 같은 여러 루트 특징이 구별될 수 있습니다. 다중 슬라이스, 다중 에코 시퀀스는 감수성의 영향을 줄이기 위해 사용될 수도 있다.
그러나, 이것은 시간의 단위 당 감도 감소의 비용에 온다. 메디카고 트런카툴라의 루트 결절도 이 프로토콜을 사용하여 이미지화될 수도 있다. 31 마이크로미터의 등위축 분해능은 4분 만에 얻어졌고, 16마이크로미터의 등위축 분해능은 33분 만에 얻어졌다.
이것은 작은 뿌리 목절의 각종 생리적인 양상을 상세히 공부할 수 있습니다. 성공적인 시료 준비를 위해 액체에 시료와 모세관을 완전히 침수하는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 이미지 품질에 부정적인 영향을 미치는 기포가 형성되지 않습니다.
MR 이미징은 비파괴적이기 때문에 MR 스캔 후 생물학적 시편을 제거하고 광학 현미경 검사와 같은 추가 연구를 위해 사용할 수 있습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 이미징 응용 프로그램을 위한 마이크로코일 특성화 및 작동에 대한 기본적인 이해가 있어야 합니다. 이는 다양한 생물학적 시편에 적용될 수 있다.
