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"> Vi vill tacka för stödet från US National Institutes of Health bidrag R01NS057476, P50NS010828, P01NS055104, R01EB000790, K99NS067050, R01HL081273 och R01EB007279 och American Heart Association bidrag 0855772D. </p>

<p class="jove_title"> 1. Brett synfält avbildning av pO2 i kortikala kärlsystem av en råtta </p><ol><li> Råttor (250 g -350 g) initialt sövda med isofluran, och femoral artär och ven är kateter för att övervaka hjärtfrekvens, blodtryck, och gaser blod, liksom för intravenös infusion. Kroppstemperaturen hålls vid 37 ± 0,1 ° C. Trakeotomi utförs, och råttor är ventilerade med en blandning av luft och syre. </li><li> Blodprov för mätning av blodgaser tas varje 30-45 min och ventilation och anestesi är anpassade för att håll...

<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"> Vi visade två tillämpningar av pO2 mätningen i kortikala mikrocirkulation baseras på syre-beroende härdning av fosforescens. Den första metoden bygger på CCD-avbildning ger brett synfält övervakning av pO2, mätning partialtrycket av syre i kortikala mikrocirkulation baserat på 2-photon mikroskopi ger kapillär upplösning och medger avbildning på djupet. Båda metoderna ger hög hastighet och högt signal-brus-mätningar. Dessutom är fosforescens livstid mätning av pO2 i stort sett okänsliga för föränd...

<!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"> Övervakning av Spatiotemporal egenskaper cerebral blod och vävnad syresättning är avgörande för ökad förståelse för neuro-metabola-vaskulära relation. Utveckling av nya pO2 mätning former med samtidig övervakning av pO2 i större synfält med högre rumslig och / eller tidsmässig kommer att ge större insikt i hur hjärnans normala och kommer också att ha stor inverkan på diagnostik och behandling av neurovaskulära sjukdomar som stroke, Alzheimers sjukdom, och skallskada. </p><p class="jove_content"> Optisk avbildningsmetoder har visat en stor potential att ge hög Spatiotemporal upplösning och kvantitativ avbildning av pO2 baserade på hemoglobin absorption i synliga och nära infraröda området av optiska spektrum. Baseras dock multispektrala mätningar av cerebral blodets syresättning på fotonen invandring genom starkt spridande hjärnvävnaden. Uppskattning och modellering av vävnad optiska parametrar, som kan genomgå dynamiska förändringar under försöket, vanligen krävs för korrekt uppskattning av blodets syresättning. Å andra sidan bör uppskattning av partialtrycket av syre (PO2) baserad på syre-beroende härdning av fosforescens inte nämnvärt påverkas av förändringar i den optiska parametrar i vävnaden och ger ett absolut mått på pO2. Experimentella system som använder syrekänsliga färgämnen har påvisats i in vivo-studier av perfusion vävnaden samt för övervakning av syrehalten i vävnadskultur, som visar att fosforescens släcka är en potent teknik som kan exakt syre imaging i den fysiologiska pO2 sortiment. </p><p class="jove_content"> Här visar vi med två olika avbildningsmetoder hur du kan utföra mätning av pO2 i kortikala kärlsystem baserat på fosforescens livstid avbildning. I första demonstrationen presenterar vi brett synfält avbildning av pO2 i kortikala ytan av en råtta. Denna avbildning modalitet har relativt enkla experiment bygger på en CCD-kamera och en pulsad grön laser. Ett exempel på övervakning av hjärnbarken sprider depression baseras på fosforescens livslängd Oxyphor R3 färg presenterades. På andra demonstrationen presenterar vi en hög upplösning två-photon pO2 avbildning i kortikala mikro-kärlsystem av en mus. Den experimentuppställning ingår en specialbyggd två-photon mikroskop med femtosecond laser, elektro-optisk modulator, och fotonräknande foto multiplikator rör. Vi presenterar ett exempel på avbildning PO2 heterogenitet i kortikala mikrocirkulation inklusive blodkärl, enligt en ny PTP-C343 färg med förbättrad 2-photon excitation tvärsnitt. </p><p class="jove_content"> Klicka här för att se relaterade artikeln <a href="http://www.jove.com/Details.php?ID=1731">Syntes och kalibrering av Phosphorescent Nanoprobes för Oxygen Imaging i biologiska system.</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">Vi presenterar en experimentell metoder för att mäta partialtrycket av syre (PO2) i hjärnans kärlsystem baseras på syre-beroende härdning av fosforescens. Animal förberedelser och procedurer bildhantering angavs för både stora synfält CCD-baserad avbildning av pO2 på råttor och 2-photon excitation baserad avbildning av pO2 i möss.</p>

Cerebral blodets syresättning Mätning baseras på syre-beroende härdning av Fosforescens

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 av nervceller från Slices Gnagare Brain att studera synaptisk transmission och bild Presynaptiska Terminaler

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

Samtidig Elektroencefalografi, realtidsmätning av laktat koncentration och optogenetic Manipulering av neuronal aktivitet hos gnagare Cerebral Cortex

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

Dubbla Elektrofysiologiska Inspelningar av synaptiskt-framkallade astrogliala och neuronala svar i akut hippocampus skivor

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

En råtta modell av Mild intrauterin Hypoperfusion med Microcoil stenos

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

Isolering av Cerebral kapillärerna från färska mänsklig hjärnvävnad

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

Kvantitativ autoradiografisk metod för bestämning av regionala frekvenser av cerebral protein syntes 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

Effekter av Blast-inducerad Neurotrauma på trycksatt gnagare mellersta cerebrala artärer

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

Kind injektion modell för samtidig mätning av smärta och klåda-relaterade beteenden

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

Generation av 3-D kollagen-baserade Hydrogels att analysera Axonal tillväxt och beteende under nerv systemet utveckling

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

Mätning efter stroke cerebral ödem, infarkt zon och blod -hjärnbarriär nedbrytning i en enda uppsättning gnagare hjärnprover

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