Name: cerebral blood oxygenation measurement based on oxygen-dependent quenching of phosphorescence
Uploaded: 2011-05-04T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cerebral Blood Oxygenation Measurement Based on Oxygen-dependent Quenching of Phosphorescence at JoVE.com

<p class="jove_content"> Nous tenons à souligner l&#39;appui de US National Institutes of Health R01NS057476 subventions, P50NS010828, P01NS055104, R01EB000790, K99NS067050, R01HL081273 et R01EB007279 et l&#39;American Heart Association octroi 0855772D. </p>

<p class="jove_title"> 1. Large champ de vue de l&#39;imagerie pO2 dans le système vasculaire corticale de rat </p><ol><li> Les rats (250 g -350 g) sont d&#39;abord anesthésiés à l&#39;isoflurane, et l&#39;artère et la veine fémorales sont cathétérisés pour surveiller le rythme cardiaque, pression artérielle, et des gaz du sang, ainsi que pour perfusion intraveineuse. La température corporelle est maintenue à 37 ± 0,1 ° C. La trachéotomie est réalisée, et les rats sont ventilés avec un mélange d&#39;air et d&#39;oxygène. </l...

<ol>
	<li>Kleinfeld, D., Friedman, B., Lyden, P. D., Shih, A. Y., Chen, J., Xu, Z., Xu, X., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+occlusion+to+surface+and+deep+vessels+in+neocortex+via+linear+and+nonlinear+optical+absorption,+Animal+Models+of+Acute+Neurological+Injuries.">Targeted occlusion to surface and deep vessels in neocortex via linear and nonlinear optical absorption, Animal Models of Acute Neurological Injuries.</a> <em style='font-style: italic'>Contemporary Neuroscience Series</em>. , (2007).</li><li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Craniotomy+Surgery+Procedure+for+Chronic+Brain+Imaging.">A Craniotomy Surgery Procedure for Chronic Brain Imaging.</a> <em style='font-style: italic'>J Vis Exp</em>. , (2008).</li><li>Lebedev, A. Y., Cheprakov, A. V., Sakadzic, S., Boas, D. A., Wilson, D. F., Vinogradov, S. A., A, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+Phosphorescent+Probes+for+Oxygen+Imaging+in+Biological+Systems.">Dendritic Phosphorescent Probes for Oxygen Imaging in Biological Systems.</a> <em style='font-style: italic'>Applied Materials &#38; Interfaces</em>. , (2009).</li><li>Finikova, O. S., Lebedev, A. Y., Aprelev, A., Troxler, T., Gao, F., Garnacho, C., Muro, S., Hochstrasser, R. M., Vinogradov, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+microscopy+by+two-photon-excited+phosphorescence.">Oxygen microscopy by two-photon-excited phosphorescence.</a> <em style='font-style: italic'>Chemphyschem</em>. <b>9</b>, 1673-1679 (2008).</li><li>Sakad&#382;i&#263;, S., Yuan, S., Dilekoz, E., Ruvinskaya, S., Vinogradov, S. A., Ayata, C., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+imaging+of+cerebral+partial+pressure+of+oxygen+and+blood+flow+during+functional+activation+and+cortical+spreading+depression.">Simultaneous imaging of cerebral partial pressure of oxygen and blood flow during functional activation and cortical spreading depression.</a> <em style='font-style: italic'>Appl Opt</em>. <b>48</b>, D169-D177 (2009).</li><li>Yaseen, M. A., Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Wu, W., Ruvinskaya, S., Vinogradov, S. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+monitoring+of+oxygen+tension+in+cortical+microvessels+with+confocal+microscopy.">Optical monitoring of oxygen tension in cortical microvessels with confocal microscopy.</a> <em style='font-style: italic'>Opt Express</em>. <b>17</b>, 22341-22350 (2009).</li><li>Sakadzic, S., Roussakis, E., Yaseen, M. A., Mandeville, E. T., Srinivasan, V. J., Arai, K., Ruvinskaya, S., Devor, A., Lo, E. H., Vinogradov, S. A., Boas, D. A. <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+high-resolution+measurement+of+partial+pressure+of+oxygen+in+cerebral+vasculature+and+tissue.">Two-photon high-resolution measurement of partial pressure of oxygen in cerebral vasculature and tissue.</a> <em style='font-style: italic'>Nat Methods</em>. <b>7</b>, 755-759 (2010).</li></ol>

<p class="jove_content"> Nous avons démontré deux applications de la mesure de la pO2 dans la microvascularisation corticale à base d&#39;oxygène-dépendant trempe de phosphorescence. Alors que la première méthode basée sur l&#39;imagerie CCD fournit large champ de vue de la surveillance pO2, mesure de la pression partielle d&#39;oxygène dans microvascularisation corticale repose sur deux microscopie biphotonique offre une résolution capillaire et permet l&#39;imagerie en profondeur. Ces deux méthodes fournissent haute vitesse et haut...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Glycopyrrolate</td>
<td>Reagent</td>
<td>American Regent Inc.</td>
<td>NDC 0517-4605-25</td>
<td>Used to control pharyngeal, tracheal, and bronchial secretions.</td>
</tr>
<tr>
<td>Lidocaine HCL</td>
<td>Reagent</td>
<td>Hospira Inc.</td>
<td>NDC 0409-4277-01</td>
<td>Used as the local anesthesia during surgeries.</td>
</tr>
<tr>
<td>Isoflurane</td>
<td>Reagent</td>
<td>Baxter Healthcare Corp.</td>
<td>NDC 10019-360-40</td>
<td>Used as a general inhalation anesthetic drug during surgeries and as a general anesthesia during experiments with mice.</td>
</tr>
<tr>
<td>Alpha Chloralose</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>C0128</td>
<td>Used as a general anesthesia during experiments with rats.</td>
</tr>
<tr>
<td>Fluorescein isothio-cyanate&#x2013;dextran</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>FD2000S</td>
<td>Administrated to create ~ 500 nM concentration in blood.</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>
	

cerebral blood oxygenation measurement based on oxygen-dependent quenching of phosphorescence

<p class="jove_content"> Surveillance des caractéristiques spatio-temporelle des sanguin cérébral et l&#39;oxygénation des tissus est cruciale pour une meilleure compréhension de la relation de neuro-métaboliques-vasculaires. Développement de nouvelles modalités de mesure avec la pO2 surveillance simultanée de pO2 dans les grands champs de vue avec une meilleure résolution spatiale et / ou temporelle permettra de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau normal et également avoir un impact significatif sur le diagnostic et le traitement des maladies neurovasculaires tels que accident vasculaire cérébral, maladie d&#39;Alzheimer, et de blessures à la tête. </p><p class="jove_content"> Modalités d&#39;imagerie optique ont montré un grand potentiel pour fournir une haute résolution spatio-temporelle et l&#39;imagerie quantitative de pO2 basé sur l&#39;absorption d&#39;hémoglobine dans la gamme visible et infrarouge proche du spectre optique. Cependant, la mesure de l&#39;oxygénation du sang multispectrales cérébrale repose sur la migration des photons à travers le tissu cérébral hautement diffusant. Estimation et modélisation des paramètres optiques des tissus, qui peuvent subir des changements dynamiques au cours de l&#39;expérience, est généralement requis pour l&#39;estimation précise de l&#39;oxygénation du sang. D&#39;autre part, l&#39;estimation de la pression partielle d&#39;oxygène (pO2) à base d&#39;oxygène-dépendant trempe de phosphorescence ne doit pas être significativement affectée par les changements dans les paramètres optiques du tissu et fournit une mesure absolue de la pO2. Systèmes expérimentaux qui utilisent l&#39;oxygène des colorants sensibles ont été démontrées dans des études in vivo des tissus perfusés ainsi que de surveillance de la teneur en oxygène dans les cultures de tissus, montrant que la phosphorescence de trempe est une technologie puissante capable d&#39;imagerie oxygène précis dans le physiologiques pO2 gamme. </p><p class="jove_content"> Ici nous démontrons avec deux différentes modalités d&#39;imagerie comment effectuer la mesure de la pO2 dans le système vasculaire corticale basée sur l&#39;imagerie à vie de phosphorescence. Dans la première démonstration, nous présentons l&#39;imagerie grand champ de vue de la pO2 à la surface corticale de rat. Cette modalité d&#39;imagerie a relativement simple dispositif expérimental basé sur une caméra CCD et un laser pulsé vert. Un exemple de suivi de la dépression corticale propagation basé sur la durée de vie de phosphorescence d&#39;un colorant R3 Oxyphor a été présenté. En deuxième démonstration, nous présentons une haute résolution à deux photons pO2 imagerie vasculaire micro corticale de souris. Le montage expérimental comprend une coutume construit deux photons microscope avec un laser femtoseconde, modulateur électro-optique, et de comptage de photons tube photomultiplicateur. Nous présentons un exemple de l&#39;imagerie de l&#39;hétérogénéité pO2 dans la microvascularisation corticale notamment capillaires, utilisant un nouveau PTP-C343 colorant avec améliorée 2-photons section transversale d&#39;excitation. </p><p class="jove_content"> Cliquez ici pour voir l&#39;article connexe <a href="http://www.jove.com/Details.php?ID=1731">Synthèse et d&#39;étalonnage des nanosondes phosphorescent pour l&#39;imagerie oxygène dans les systèmes biologiques.</a> </p>

Watch this Scientific Journal Video about Cerebral Blood Oxygenation Measurement Based on Oxygen-dependent Quenching of Phosphorescence at JoVE.com

Cerebral Blood Oxygenation Measurement Based on Oxygen-dependent Quenching of Phosphorescence

<p class="jove_content">Nous présentons une procédure expérimentale pour mesurer la pression partielle d&#39;oxygène (pO2) dans le système vasculaire cérébrale à base d&#39;oxygène-dépendant trempe de phosphorescence. La préparation des animaux et des procédures d&#39;imagerie ont été décrites pour les deux grand champ de vue CCD à base d&#39;imagerie de pO2 chez le rat et l&#39;imagerie 2-photons d&#39;excitation basée sur pO2 chez la souris.</p>

Mesure cérébrale oxygénation sanguine à base d&#39;oxygène-dépendant trempe de phosphorescence

Monitoring of the spatiotemporal characteristics of cerebral blood and tissue oxygenation is crucial for better understanding of the 
...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Vibrodissociation of Neurons from Rodent Brain Slices to Study Synaptic Transmission and Image Presynaptic Terminals

Vibrodissociation des neurones à partir de tranches de cerveau de rongeurs pour étudier la transmission synaptique et de l&#39;image terminaisons présynaptiques

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of ...

Recherche

Neurosciences

Simultaneous Electroencephalography, Real-time Measurement of Lactate Concentration and Optogenetic Manipulation of Neuronal Activity in the Rodent Cerebral Cortex

Électroencéphalographie simultanée, en temps réel Mesure de la concentration de lactate et manipulation optogenetic de l&#39;activité neuronale dans le cortex cérébral des rongeurs

Although the brain represents less than 5% of the body  by mass, it utilizes approximately one quarter of the glucose used by the body  at rest1. The ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Deux enregistrements électrophysiologiques des synapses-réponses évoquées astrogliales et neuronales aiguës dans des coupes d&#39;hippocampe

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis

Un modèle de Rat de doux Hypoperfusion intra-utérine avec sténose de le Microcoil

Intrauterine hypoperfusion/ischemia is one of the major causes of intrauterine/fetal growth restriction, preterm birth, and low birth weight. Most studies ...

Isolation of Cerebral Capillaries from Fresh Human Brain Tissue

Isolement des capillaires cérébraux du tissu de cerveau humain frais

Understanding blood-brain barrier function under physiological and pathophysiological conditions is critical for the development of new therapeutic ...

Quantitative Autoradiographic Method for Determination of Regional Rates of Cerebral Protein Synthesis In Vivo

Méthode autoradiographique quantitative pour la détermination des taux régionaux de synthèse des protéines cérébrales In Vivo

Protein synthesis is required for development and maintenance of neuronal function and is involved in adaptive changes in the nervous system. Moreover, it ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Effets de neurotraumatologie induite par le souffle sur les rongeurs sous pression du milieu des artères cérébrales

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Cheek Injection Model for Simultaneous Measurement of Pain and Itch-related Behaviors

Modèle d'injection de joues pour la mesure simultanée de la douleur et des comportements liés aux démangeaisons

Itch was defined as &#34;an unpleasant cutaneous sensation that provokes a desire to scratch&#34;&#160;by Rothman in 1941. In mouse models, scratch bouts ...

Generation of 3-D Collagen-based Hydrogels to Analyze Axonal Growth and Behavior During Nervous System Development

Génération d'hydrogels à base de collagène 3D pour analyser la croissance et le comportement axonal pendant le développement du système nerveux

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is ...

Measuring Post-Stroke Cerebral Edema, Infarct Zone and Blood-Brain Barrier Breakdown in a Single Set of Rodent Brain Samples

Mesure de l’œdème cérébral post-AVC, de la zone infarctus et de la dégradation de la barrière céphalo-cérébrale dans un seul ensemble d’échantillons de cerveaux de rongeurs

One of the most common causes of morbidity and mortality worldwide is ischemic stroke. Historically, an animal model used to stimulate ischemic stroke ...