Name: cerebral blood oxygenation measurement based on oxygen-dependent quenching of phosphorescence
Uploaded: 2011-05-04T12:00:00
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<p class="jove_content">我々は、健康補助R01NS057476、P50NS010828、P01NS055104、R01EB000790、K99NS0670​​50、R01HL081273とR01EB007279とアメリカ心臓協会の助成金0855772Dの米国国立研究所からの支援に感謝します。 </p>

<p class="jove_title"> 1。ラットの皮質血管系におけるPO2のビューイメージングの幅広い分野</p><ol><li>ラット（250グラム-350 g）は、最初はイソフルランで麻酔し、大腿動脈と静脈は、心拍数、血圧、および血液ガスだけでなく、点滴静注用を監視するためにカテーテルをされています。体温は、± 0.1 37℃に維持され気管切開が行われ、ラットは、空気と酸素の混合物で換気されています。 </li><li>血液ガスを測定する...

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	<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">我々は、燐光の酸素依存性消光に基づく皮質微小血管系におけるPO2測定の2つのアプリケーションを示した。 CCDイメージングに基づいて、最初の方法は、2光子顕微鏡に基づいて、皮質の微小血管系における酸素の分圧を測定​​し、PO2のビューの監視の幅広いフィールドを提供する一方で毛細血管の分解能を提供し、深さで撮影することができます。どちらの方法では、高速および高信号対?...

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		<div>
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		<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">脳血と組織の酸素化の時空間特性のモニタリングは、神経代謝、血管の関係をより良く理解するために重要です。高い空間および/または時間分解能を持つビューの大きなフィールドでPO2の同時モニタリングを持つ新しいPO2測定のモダリティの発展は、正常な脳の働きにより深い洞察を可能にし、次のような神経血管疾患の診断と治療に大きな影響を与えることになるも脳卒中、アルツハイマー病、および頭部外傷。 </p><p class="jove_content">光学的画像診断法は、光スペクトルの可視および近赤外領域でのヘモグロビンの吸収に基づいて、高時空間分解能とPO2の定量的なイメージングを提供する大きな可能性を示している。しかし、脳の血液の酸素化のマルチスペクトル測定は、高度に散乱脳組織を介して光子の移行に依存しています。実験中の動的な変更を受けることができる組織の光学パラメータ、、の推定とモデリングは通常、血液の酸素化の正確な推定が必要です。一方、燐光の酸素依存性消光に基づく酸素の分圧（PO2）の推定は大幅に組織の光学的パラメータの変化の影響を受け、PO2の絶対的な尺度を提供すべきではない。酸素感受性色素を利用した実験系は、同様に生理的PO2範囲の正確な酸素の撮影が可能な強力な技術であること燐光消光を示し、組織培養中の酸素含有量を監視するためとして、潅流組織のin vivo試験で実証されている。 </p><p class="jove_content">ここでは、どのように燐光寿命イメージングに基づいて、皮質血管系にPO2の測定を行うために二つの異なる画像診断法を示しています。最初のデモンストレーションでは、ラットの皮質表面でPO2のビューイメージングの幅広い分野を提示。この画像診断法は、CCDカメラおよびパルスグリーンレーザーに基づいて比較的単純な実験のセットアップを持っています。 Oxyphor R3染料の燐光寿命に基づいて、皮質拡散うつ病を監視の例が発表された。第二デモンストレーションでは、マウスの皮質微小血管系の高分解能二光子PO2のイメージングを示す。実験は、フェムト秒レーザー、電気光学変調器、およびフォトンカウンティング光電子増倍管を備えたカスタム構築された2光子顕微鏡を含みます。我々は、強化されたとPTP - C343色素小説2光子励起の断面積を用いて、イメージングの例毛細血管を含む皮質微小血管系におけるPO2異質性を提示する。 </p><p class="jove_content">関連記事の表示するにはここをクリックして<a href="http://www.jove.com/Details.php?ID=1731">生体内の酸素イメージング用燐光ナノプローブの合成とキャリブレーションを。</a> </p>

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

<p class="jove_content">我々は、燐光の酸素依存性消光に基づく脳血管系における酸素の分圧（PO2）を測定するための実験手順を示す。動物の準備と撮像法は、ラットとマウスにおけるPO2の2光子励起に基づくイメージングにおけるPO2のビューCCDベースのイメージングの大きなフィールドの両方に概説された。</p>

燐光の酸素依存性の焼入に基づいて脳の血液の酸素化の測定

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

シナプス伝達とイメージシナプス前終末を研究するために齧歯類の脳スライスからの神経細胞のVibrodissociation

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

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

同時脳波、リアルタイム乳酸濃度の測定と齧歯類大脳皮質ニューロン活動のOptogeneticマニピュレーション

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

急性海馬スライスにおけるシナプス誘発アストログリアとニューロン活動の二重の電気生理学的記録

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

栓塞狭窄軽度子宮内血流の低下のモデルラット

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

新鮮な人間の脳から脳の毛細血管の分離

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

生体内における脳タンパク質合成の局所速度の決定のための定量的自動放射線法

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

加圧齧歯動物に及ぼす影響の爆発による頭部外傷の中間の大脳動脈

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

痛みとかゆみに関連する行動の同時測定のための頬注射モデル

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

神経系発達中の軸の成長と挙動を解析する3Dコラーゲンベースのヒドロゲルの生成

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

げっ歯類の脳サンプルの単一のセットで脳卒中後脳浮腫、梗塞ゾーンおよび血液脳関門破壊を測定する

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