Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Mevcut protokol, bir NIR-II optik görüntüleme cihazı kullanan bir farenin ayrıntılı, gerçek zamanlı NIR-II floresan görüntüleme işlemini tanımlamaktadır.
Gelişmekte olan bir görüntüleme teknolojisi olan yakın kızılötesi II (NIR-II, 1000-1700 nm) floresan görüntüleme, yüksek hassasiyeti, derin doku penetrasyonu ve mekansal ve zamansal çözünürlükte üstün görüntüleme sayesinde biyomedikal alanda önemli bir potansiyele sahiptir. Bununla birlikte, tıp bilimi ve eczacılık gibi acil olarak ihtiyaç duyulan bazı alanlar için NIR-II floresan görüntülemenin uygulanmasını kolaylaştırma yöntemi, ilgili araştırmacıları şaşırtmıştır. Bu protokol, bir D-A-D (donör-alıcı-donör) iskeletine sahip bir NIR-II floresan moleküler probu olan HLY1'in yapım ve biyogörüntüleme uygulamalarını ayrıntılı olarak açıklamaktadır. HLY1 iyi optik özellikler ve biyouyumluluk gösterdi. Ayrıca, farelerde NIR-II vasküler ve tümör görüntüleme, bir NIR-II optik görüntüleme cihazı kullanılarak gerçekleştirildi. Tümörlerin ve vasküler hastalıkların saptanmasına rehberlik etmek için gerçek zamanlı yüksek çözünürlüklü NIR-II floresan görüntüleri elde edildi. Prob hazırlamadan veri toplamaya kadar, görüntüleme kalitesi büyük ölçüde iyileştirilir ve intravital görüntülemede veri kaydı için NIR-II moleküler probların orijinalliği sağlanır.
Floresan görüntüleme, temel araştırmalarda yaygın olarak kullanılan moleküler görüntüleme aracıdır ve ayrıca kliniklerde cerrahi tümör rezeksiyonuna rehberlik etmek için sıklıkla kullanılır1. Floresan görüntülemenin temel prensibi, numunelerin (dokular, organlar vb.) ışınlanmasından sonra lazer tarafından yayılan floresanı almak için bir kamera kullanmaktır. 2. İşlem birkaç milisaniye içinde tamamlanır3. Floresan görüntüleme dalga boyları ultraviyole (200-400 nm), görünür bölge (400-700 nm), yakın kızılötesi I (NIR-I, 700-900 nm) ve yakın kızılötesi II (NIR-II, 1000-1700 nm)4,5,6'ya ayrılabilir. Biyolojik dokulardaki hemoglobin, melanin, deoksihemoglobin ve bilirubin gibi endojen moleküller görünür bölgelerde ışık üzerinde güçlü bir emilim ve saçılma etkisine sahip olduklarından, ışığın penetrasyonu ve duyarlılığı büyük ölçüde azalır ve görünür ışık dalga boylarında floresan görüntüleme olumsuz etkilenir 7,8,9.
NIR-II floresan görüntüleme düşük foton emilimi ve saçılmasına, yüksek görüntüleme hızına ve yüksek görüntü kontrastına (veya hassasiyetine) sahiptir10,11. Floresan dalga boyu arttıkça, biyolojik dokulardaki floresanın emilimi ve saçılması kademeli olarak azalır ve NIR-II bölgesindeki oto-floresan son derece düşüktür12. Böylece, NIR-II penceresi dokuların penetrasyon derinliğini önemli ölçüde artırır ve daha yüksek bir çözünürlük ve sinyal-gürültü oranı13,14,15 elde eder. NIR-II penceresi ayrıca NIR-IIa (1300-1400 nm) ve NIR-lIb (1500-1700 nm) pencereleri16'ya bölünebilir. Bugüne kadar, inorganik malzeme tek duvarlı karbon nanotüpler, nadir toprak nanopartikülleri, kuantum noktaları ve organik malzeme yarı iletken polimer nanopartikülleri, küçük moleküllü boyalar, toplama kaynaklı ışıldayan malzemeler vb. dahil olmak üzere birkaç kilometre taşı NIR-II malzemesi bildirilmiştir. 1,17,18,19,20,21,22. İnorganik nanomalzemeler karaciğerde, dalakta vb. kolayca birikir ve potansiyel uzun vadeli biyotoksisiteye sahiptir23. Organik küçük moleküllü florofor, hızlı metabolizma, düşük toksisite, kolay modifikasyon ve klinik kullanım için en umut verici prob olan berrak bir yapıya sahiptir24.
NIR-II optik görüntüleme sistemi aynı zamanda floresan biyogörüntülemenin kritik bir bileşenidir, çünkü NIR-II probundan NIR-II floresan sinyallerini etkili bir şekilde toplayabilir, böylece hassas işlevsel, anatomik ve moleküler görüntüler oluşturabilir25,26. NIR-II görüntüleme sistemi esas olarak kısa dalga kızılötesi kameralar, uzun geçişli (LP) filtreler, lazerler ve bilgisayar işlemcilerinden oluşur. İn vivo NIR-II floresan görüntüleme, hastalıkların mekanizmalarını ve yaşamın doğasını aydınlatmak için en uygun görüntüleme yaklaşımlarından biri olarak kabul edilir27,28,29. NIR-II görüntüleme teknolojisi, kanser hücresi tespiti, dinamik görüntüleme, in vivo hedefli izleme ve hedefe yönelik tedavi gibi biyomedikal alanlarda, özellikle onkoloji araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır30,31. Bununla birlikte, NIR-II görüntüleme teknolojisinin görüntüleme probları ve aletleri üzerindeki yüksek teknik gereksinimleri göz önüne alındığında, araştırmacıların farklı alanlardaki pratik kullanımlarını da şaşırtmakta ve kısıtlamaktadır. Bu nedenle, NIR-II görüntüleme problarının hazırlanması ve NIR-II görüntülemenin uygulamaları bu makalede ayrıntılı olarak tanıtılmıştır.
NIR-II görüntüleme çalışmaları için hayvan deneyleri, Uluslararası Deneysel Hayvan Bakımı Birliği'ne (AALAC) layık görülen Wuhan Üniversitesi Hayvan Deney Merkezi'nde gerçekleştirildi. Tüm hayvan çalışmaları, Çin Hayvan Refahı Komisyonu Deney Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı için Kılavuz İlkeleri izlenerek yürütülmüş ve Wuhan Üniversitesi Hayvan Deney Merkezi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.
Bu çalışmada 6 haftalıkken dişi BALB/c çıplak fareler (~20 g) kullanılmıştır.
1. NIR-II görüntüleme hazırlığı
2. NIR-II boya sentezi (HLY1)
3. Su ile duyarlı nanoprobun hazırlanması
4. Tümör taşıyan farelerin yapımı
5. In vivo NIR-II floresan görüntüleme
Su ile duyarlı HLY1 noktalarının floresan yoğunluğu ve parlaklığı bir NIR-II görüntüleme cihazı tarafından belirlendi. %90 fwTHF/H2O karışımındaki HLY1'in floresan yoğunluğu, THF çözeltisindekinden beş kat daha fazlaydı ve bu da HLY1'in belirgin bir AIE özelliğini gösterdi (Şekil 1B). Ayrıca, HLY1 noktaları, 1.500 nm LP filtresinin altında güçlü floresan sinyalleri yaydı ve HLY1 noktalarının NIR-IIb görüntüleme için kulla...
NIR-I floresan görüntüleme, tümör ve vasküler görüntüleme için bir dereceye kadar kullanılabilir, ancak NIR-I floroforların sınırlı maksimum emisyon dalga boyu (<900 nm) nedeniyle, zayıf doku penetrasyonu ve tümör sinyal arka plan oranı33,34 ile sonuçlanır. Zayıf ve düşük görüntüleme çözünürlüğü, görüntüleme geri bildirim tedavisinin sonucu ile gerçek terapötik etki arasında bir sapmaya neden olabilir. Ek olarak, çoğu NI...
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.
Bu çalışma kısmen NSFC (82273796, 82111530209), Merkezi Hükümetin Yerel Bilim ve Teknoloji Gelişimine Rehberlik için Özel Fonlar (XZ202202YD0021C, XZ202102YD0033C, XZ202001YD0028C), Hubei Eyaleti Bilimsel ve Teknik İnovasyon Anahtar Projesi (2020BAB058), Merkezi Üniversiteler için Temel Araştırma Fonları ve Tibet Özerk Bölgesi COVID-19 Bilim ve Teknoloji Geliştirme için Önleme ve Kontrol Programları tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anhydrous pyridine | Perimed | 110-86-1 | |
Anhydrous sodium sulfate | China national medicines Co.,Ltd | SY006376 | |
Black cardboard | Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd | AO00158 | |
Column chromatography | Energy Chemical | E080498 | |
Diphenylphosphine palladium dichloride | Sigma-Aldrich | B2161-1g | |
DSPE-PEG2000 | Ponsure | PS-E1 | |
Dulbecco's modified eagle medium | Gibco | 8121587 | |
EGTA | Biofroxx | EZ6789D115 | |
Fetal bovine serum | Gibco | 2166090RP | |
Isoflurane | GLPBIO | GC45487-1 | |
K2CO3 | Macklin | P816305-5g | |
N. N '- dimethylformamide | China national medicines Co.,Ltd | 02-12-1968 | |
NIR-II imaging instrument | Suzhou Yingrui Optical Technology Co., Ltd | 16011109 | |
N-sulfenanilide | Enerry chemical | 1250030-5g | |
PdCl2(dppf)2CH2Cl2 | TCI | B2064-1g | |
penicillin-streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
Tetrahydrofuran | China national medicines Co.,Ltd | M005197 | |
Tetratriphenylphosphine palladium | Immochem | 1021232-5g | |
Tetratriphenylphosphine palladium | Sigma-Aldrich | 1021232-5g | |
Tributyltin chloride | Immochem | QH004335 | |
Trimethylchlorosilane | China national medicines Co.,Ltd | 40060560 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır