Name: three-dimensional optical-resolution photoacoustic microscopy
Uploaded: 2011-05-03T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy at JoVE.com

Författarna uppskattar Dr Lynnea Brumbaugh är närläsning av manuskriptet. Detta arbete sponsrades av National Institutes of Health bidrag R01 EB000712, R01 EB008085, R01 CA134539, U54 CA136398 och 5P60 DK02057933. Prof. Lihong V. Wang har ett ekonomiskt intresse i Microphotoacoustics, Inc. och Endra, Inc., som dock inte stödja detta arbete.

1. Systemkonfiguration <ol><li> Optisk strålning <ol><li> Optisk strålning källa: en diod-pumpad solid-state pulsad laser (INNOSLAB, Edgewave) och en färgämneslaser (CBR-D, Sirah). </li><li> Utgången Laserstrålen (pulsbredd: 7 ns) är fokuserad genom en kondensor lins (LA1131, Thorlabs) att passera genom ett 50-ìm hål (P50C, Thorlabs). </li><li> Den Pinhole är placerad en aning bort från fokus på kondensorn objektivet för att matcha hål diameter med grundläggande-mode balk diameter för effektiv fysisk ...

<ol>
	<li>Maslov, K., Zhang, H. F., Hu, S., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical-resolution+photoacoustic+microscopy+for+in+vivo+imaging+of+single+capillaries.">Optical-resolution photoacoustic microscopy for in vivo imaging of single capillaries.</a> Opt. Lett. 33, 929-931 (2008).</li><li>Zhang, C., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subwavelength-resolution+label-free+photoacoustic+microscopy+of+optical+absorption+in+vivo.">Subwavelength-resolution label-free photoacoustic microscopy of optical absorption in vivo.</a> Opt. Lett. 35, 3195-3197 (2010).</li><li>Wang, Y., Maslov, K., Kim, C., Hu, S., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+photoacoustic+and+fluorescence+confocal+microscopy.">Integrated photoacoustic and fluorescence confocal microscopy.</a> IEEE. Trans. Biomed. Eng. 57, 2576-2578 (2010).</li><li>Jiao, S., Xie, Z., Zhang, H. F., Puliafito, C. 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+multimodal+imaging+with+integrated+photoacoustic+microscopy+and+optical+coherence+tomography.">Simultaneous multimodal imaging with integrated photoacoustic microscopy and optical coherence tomography.</a> Opt. Lett. 34, 2961-2963 (2009).</li><li>Hu, S., Maslov, K., Tsytsarev, V., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+transcranial+brain+imaging+by+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">Functional transcranial brain imaging by optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> J. Biomed. Opt. 14, 040503-040503 (2009).</li><li>Hu, S., Yan, P., Maslov, K., Lee, J. M., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intravital+imaging+of+amyloid+plaques+in+a+transgenic+mouse+model+using+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">Intravital imaging of amyloid plaques in a transgenic mouse model using optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> Opt. Lett. 34, 3899-3901 (2009).</li><li>Hu, S., Rao, B., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+Photoacoustic+Ophthalmic+Angiography.">Label-free Photoacoustic Ophthalmic Angiography.</a> Opt. Lett. 35, 1-3 (2010).</li><li>Jiao, S. L., Jiang, M. S., Hu, J. M., Fawzi, A., Zhou, Q. F., Shung, K. K., Puliafito, C. A., Zhang, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+ophthalmoscopy+for+in+vivo+retinal+imaging.">Photoacoustic ophthalmoscopy for in vivo retinal imaging.</a> Opt. Express. 18, 3967-3972 (2010).</li><li>Oladipupo, S., Hu, S., Santeford, A., Yao, J., Kovalski, J. R., Shohet, R., Maslov, K., Wang, L. V., Arbeit, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditional+HIF-1+induction+produces+multistage+neovascularization+with+stage-specific+sensitivity+to+VEGFR+inhibitors+and+myeloid+cell+independence.">Conditional HIF-1 induction produces multistage neovascularization with stage-specific sensitivity to VEGFR inhibitors and myeloid cell independence.</a> Blood. , .</li><li>Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+functional+chronic+imaging+of+a+small+animal+model+using+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">In vivo functional chronic imaging of a small animal model using optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> Med. Phys. 36, 2320-2323 (2009).</li><li>Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Second-generation+optical-resolution+photoacoustic+microscopy+with+improved+sensitivity+and+speed.">Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed.</a> Opt. Lett. 36, 1134-1136 (2011).</li><li>Wang, X., Pang, Y., Ku, G., Xie, X., Stoica, G., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+laser-induced+photoacoustic+tomography+for+structural+and+functional+in+vivo+imaging+of+the+brain.">Noninvasive laser-induced photoacoustic tomography for structural and functional in vivo imaging of the brain.</a> Nat. Biotechnol. 21, 803-806 (2003).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Laser Institute of America, American National Standard for Safe Use of Lasers ANSI Z136. , (2007).</li><li>Jacques, S. L., Prahl, 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=Optical+Absorption+of+Hemoglobin+.">Optical Absorption of Hemoglobin .</a> Oregon Medical Laser Center [Internet]. , (1999).</li></ol>

I den här videon ger vi en detaljerad instruktion på FÖRSÖKSPROTOKOLL för OR-PAM, inklusive systemkonfiguration, systemet justering och typiska experimentella procedurer. Etikett-fri, icke-invasiv OR-PAM har möjliggjort studier av mikrovaskulära fungerar och ämnesomsättningen på en enda kapillär grund och därmed har potential att utöka vår förståelse av mikrocirkulationen-relaterade fysiologi och patologi. Microphotoacoustics närvarande tillverkar denna eller-PAM-system.

Hemlagad akustisk optisk stråle combiner: <ul><li> rätvinklig prisma (NT32-545, Edmund Optics) </li><li> romboid prisma (NT49-419, Edmund Optics) </li><li> silikonolja (1000cSt, Clearco Produkter) </li><li> OR-PAM-systemet (Microphotoacoustics) </li></ul>

three-dimensional optical-resolution photoacoustic microscopy

Optisk mikroskopi, som ger värdefulla insikter på cellulär och organell nivåer, har varit allmänt erkänd som en möjliggörande biomedicinsk teknik. Som stöttepelarna för in vivo tredimensionell (3-D) optisk mikroskopi, single-/multi-photon fluorescensmikroskopi och optisk koherens tomografi (OCT) har visat att de extra känsliga för fluorescens och optiska spridning kontraster, respektive. Har dock optisk absorption kontrast biologiska vävnader, som kodar grundläggande fysiologiska / patologiska information, ännu inte bedömas. Framväxten av biomedicinska photoacoustics har lett till en ny gren av optisk mikroskopi optisk upplösning photoacoustic mikroskopi (OR-PAM) 1, där den optiska strålning är fokuserad på diffraktionsgränsen att uppnå cellulär 1 eller till och med subcellulära 2 nivå lateral upplösning. Som ett värdefullt komplement till befintlig optisk mikroskopi teknik, ger OR-PAM i minst två nyheter. Först och viktigast av allt, upptäcker OR-PAM optisk absorption i kontrast till extraordinära känslighet (dvs 100%). Kombinera eller-PAM med fluorescensmikroskopi 3 eller med optiska-spridning-baserade 4 oktober (eller båda) ger omfattande optiska egenskaper hos biologiska vävnader. För det andra, kodar OR-PAM optisk absorption i akustiska vågor, i motsats till den rena optiska processer i fluorescensmikroskopi och oktober, och ger bakgrundsinformation utan upptäckt. Den akustiska upptäckt i ELLER-PAM dämpar effekterna av optiska spridning på signal nedbrytning och naturligt eliminerar eventuell interferens (dvs crosstalks) mellan excitation och detektion, vilket är ett vanligt problem i fluorescensmikroskopi på grund av överlappning mellan excitation och fluorescens spektra. Unikt för optisk absorption avbildning har OR-PAM visat bred biomedicinska tillämpningar sedan uppfinningen, inklusive men inte begränsat till, neurologi 5, 6, oftalmologi 7, 8, vaskulärbiologi 9, och dermatologi 10. I den här videon lär vi systemkonfiguration och anpassning av OR-PAM samt experimentella förfaranden för in vivo funktionell mikrovaskulära avbildning.

Watch this Scientific Journal Video about Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy at JoVE.com

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Optisk upplösning photoacoustic mikroskopi (OR-PAM) är en ny teknik som kan imaging optisk absorption kontraster<em&gt; In vivo</em&gt; Med porös upplösning och känslighet. Här ger vi en visualiseras instruktion på FÖRSÖKSPROTOKOLL för OR-PAM, inklusive systemkonfiguration, systemet anpassning, typiska<em&gt; In vivo</em&gt; Experimentella förfaranden, och funktionella system för bildbehandling.

Tredimensionell optisk upplösning photoacoustic Mikroskopi

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Alginate Hydrogels for Three-Dimensional Organ Culture of Ovaries and Oviducts

Alginat Hydrogeler för tredimensionella Organ Kultur äggstockarna och äggledarna

Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer deaths in women and has a 63% mortality rate in the United States1. The cell type of origin for ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Plana och tredimensionella Tryckning av ledande bläck

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Photoacoustic Cystography

Photoacoustic cystografi

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The ...

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

Human Brosk Tissue Fabrication Använda Tredimensionell Inkjet Printing Technology

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix

Analys av Cell Migration inom en tredimensionell kollagenmatris

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic ...

Preparation and Analysis of In Vitro Three Dimensional Breast Carcinoma Surrogates

Preparation and Analysis of In Vitro Three Dimensional Breast Carcinoma Surrogates

Beredning och analys av<em&gt; In Vitro</em&gt; Tredimensionell bröstkarcinom Surrogates

Three dimensional (3D) culture is a more physiologically relevant method to model cell behavior in vitro than two dimensional culture. Carcinomas, ...

Engineering Three-dimensional Epithelial Tissues Embedded within Extracellular Matrix

Engineering Tredimensionella epitelvävnader Embedded inom extracellulär matrix

The architecture of branched organs such as the lungs, kidneys, and mammary glands arises through the developmental process of branching morphogenesis, ...

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

Tillverkning av Tredimensionell Pappersbaserade Mikrofluidikanordningar för Immun

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Bytbar akustisk och optisk upplösning Photoacoustic Microscopy for<em&gt; In vivo</em&gt; Blodvasculature Imaging

Photoacoustic microscopy (PAM) is a fast-growing invivo imaging modality that combines both optics and ultrasound, providing penetration beyond the ...

Characterizing Cell Migration Within Three-dimensional In Vitro Wound Environments

Characterizing Cell Migration Within Three-dimensional In Vitro Wound Environments

Karaktärisera cellmigration inom tredimensionell In Vitro sår miljöer

Currently, most in vitro models of wound healing, such as well-established scratch assays, involve studying cell migration and wound closure on ...