Name: agarose-based tissue mimicking optical phantoms for diffuse reflectance spectroscopy
Uploaded: 2018-08-22T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy at JoVE.com

이 작품의 일부는 선진적인 일본 사회에서 Scientific Research (C)에 대 한 과학의 승진 (25350520, 22500401, 15 K 06105) 및 미국 육군 ITC-PAC 연구와 개발 프로젝트 (FA5209-15-P-0175, FA5209-16-P-0132)에 대 한 지원 했다.

1. 기존의 확산 총 투과율 및 반사율 분 광 시스템의 건설
참고: 확산 반사율 및 광대역 백색 광원, 라이트 가이드, achromatic 렌즈, 통합 영역, 샘플 홀더, 광섬유, 그리고 멀티 채널 분석기를 사용 하 여 총 투과율 스펙트럼에 대 한 측정 시스템을 구성 합니다. 라이트 트랩의 역할 반사율 스펙트럼에서 반사 반사 구성 요소를 제거 하는 것입니다. 장착 플레이트와 사 개 포트에 대 ?...

이 프로토콜의 가장 중요 한 단계는 기본 재료의 온도 조절입니다. 58에서 60 ° c.에 배열 했다 기본 자료를 유지 하기 위해 온도 온도 70 ° C 이상, 지질 에멀젼과 전체 혈액의 변성 발생 합니다. 결과적으로, 팬텀의 광학 특성 저하 됩니다. 온도가 40 ° C 보다는 더 적은 인 경우에, 기본 재료 ununiformly gelled 것입니다 그리고, 따라서, 빛 산란 및 흡수 에이전트 배포 될 것입니다 heterogeneously 팬텀에. 기?...

광학 환영은 개체 생물 학적 조직의 광학 속성을 흉내 낸 하 고 생물 의학 광학 분야에서 널리 사용 되었습니다. 그들은 살아있는 인간과 동물 조직의 산란 및 흡수 계수 등의 광학 속성을 일치 되도록 설계 되었습니다. 광학 환영은 일반적으로 다음과 같은 목적을 위해 사용 됩니다: 생물학 조직, 새로 개발된 된 광 시스템 디자인, 품질 및 성능 비교 기존 시스템의 성능 평가 보정 빛 전송 시뮬레이션 사이 시스템, 및 광학 속성1,2,3,,45척도를 광학 방법의 능력을 확인 합니다. 따라서, 쉽게--get 물질, 간단한 제조 공정, 높은 재현성 및 광 안정성은 광학 환영을 만드는 필요 합니다.
다양 한 형태의 수성 현 탁 액6, 젤라틴 등 서로 다른 기본 재료로 광학 환영 젤7, agarose 젤8,,910, polyacrylamide 젤11, 수 지12, 13,,1415,16, 그리고 실리콘 방 온도가 무제17 이전 문학에서 보고 되었다. 그것은 젤라틴 및 alginate 기반 젤은 이종 구조18와 광학 환영에 대 한 유용한 보고 되었습니다. Alginate 팬텀 레이저 절제 연구 등 고 열 레이저 기반 연구18photothermal 효과 평가 하기 위한 적합 한 기계적 및 열 안정성이 있다. Agarose 젤 이종 구조를 조작 하는 능력 있고 그들의 기계적 및 물리적 특성은 오랜 시간18에 대 한 안정. 고 순도 agarose 젤 매우 낮은 탁도 있고 약한 광 흡수. 따라서, agarose 기반 환영의 광학 속성 쉽게 적절 한 빛 산란 및 흡수 하는 에이전트 설계 수 있습니다. 최근, 스 티 렌-에틸렌-부 틸 렌-스 티 렌 (SEBS) 블록 공중 합체19 및 폴 리 염화 비닐 (PVC) 젤20 보고 되었습니다에 대 한 흥미로운 가상 자료로 광학 및 photoacoustic 기법.
폴리머 스피어7,12,,2122, 티타늄 산화물 파우더1및 지질 유화 액23,,2425,26 우유 등 지질 에멀젼 검정 잉크27,28 및 분자 염료29,30 는 빛 흡수로 사용 하는 반면 산란 요원으로 사용 됩니다. 장기는 적혈구에 산소와 deoxygenated 헤모글로빈의 흡수에 의해 지배 된다 대부분 생활의 반사율 스펙트럼 확산 한다. 따라서 헤모글로빈 솔루션31,32 와 전체 혈액8,9,10,,3336 으로 자주 사용에 빛 흡수는 확산 반사율 분광학 및 multispectral 이미징에 대 한 환영.
이 문서에서 설명 하는 방법은 광 속성의 특성을 흉내 낸 생물 학적 조직의 빛 전송 광학 팬텀을 만드는 데 사용 됩니다. 예를 들어, 한 2 층 광 팬텀 mimicking 광학 속성 인간의 피부 조직의 시연입니다. 대체 기술을 통해이 방법의 장점은 보이는 가까운 적외선 파장 영역으로 그것을 사용 하 여 쉽게 사용할 수 있도록 단순에 생활 생물 학적 조직의 확산 반사율 스펙트럼을 나타낼 수 재료 및 기존의 광학 기기입니다. 따라서,이 방법으로 만든 광학 환영 확산 반사율 분광학 및 multispectral 영상에 따라 광학 방법의 개발을 위해 유용할 것 이다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>150-W halogen-lamp light source</td>
			<td>Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>LA-150SAE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light guide</td>
			<td>Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>LGC1-5L1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Integrating Sphere</td>
			<td>Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA</td>
			<td>RT-060-SF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Port adapter</td>
			<td>Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA</td>
			<td>PA-050-SMA-SF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light trap</td>
			<td>Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA</td>
			<td>LTRP-100-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectralon white standard with 99% diffuse reflectance</td>
			<td>Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA</td>
			<td>SRS-99-020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical fiber</td>
			<td>Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA</td>
			<td>P400-2-VIS-NIR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miniature Fiber Optic Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA</td>
			<td>USB2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Achromatic lens</td>
			<td>Chuo Precision Industrial Co.,Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>ACL-50-75M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intralipid</td>
			<td>Fresenius Kabi AB, Uppsala, Sweden</td>
			<td>Intralipid 10%</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coffee 
			(Blendy Mocha Blend Regular Coffee)</td>
			<td>Ajinomoto AGF, Inc. Tokyo, Japan</td>
			<td>Unavailable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whole blood</td>
			<td>Nippon Bio-Test Laboratories Inc. Saitama, Japan</td>
			<td>0103-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Nippon Genetics Co., Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>NE-AG02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooking heater</td>
			<td>TOSHIBA CORPORATION Tokyo, Japan</td>
			<td>HP-103K</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

agarose-based tissue mimicking optical phantoms for diffuse reflectance spectroscopy

이 프로토콜 agarose 기반 조직 흉내 낸 유령 개체를 확인 하는 방법을 설명 하 고 통합 영역을 기존의 광학 시스템을 사용 하 여 그들의 광학 속성을 확인 하는 방법을 보여 줍니다. 확산 반사율과 총 투과율 스펙트럼의 인수는 광대역 백색 광원, 라이트 가이드, achromatic 렌즈, 통합 영역, 샘플 홀더, 광 조사, 건설에 대 한 측정 시스템 및 멀티 채널 분석기입니다. 두 개의 직사각형 아크릴 조각 및 U 자 모양 아크릴 조각으로 구성 된 아크릴 형 전체 혈액 상피 팬텀과 피부 팬텀을 만들려고 생성 됩니다. 피부 팬텀에 나트륨 dithionite (나2S2O4) 솔루션의 응용 프로그램 deoxygenate 피부 팬텀에 배포 적혈구에서 헤모글로빈에 연구원을 수 있습니다. 흡수 계수 스펙트럼 µa(λ) 결정 하 역 확산 반사율 및 총 투과율 스펙트럼 분석기와 통합 영역에 의해 측정 몬테카를로 시뮬레이션 수행 및 산란 계수 스펙트럼 µs감소 ' (λ) 각 레이어의 팬텀. 인간의 피부 조직의 확산 반사율을 흉내 낸 2 층 팬텀도 늘어나고 피부 팬텀 상피 팬텀으로 시연 했다.

그림 3 감소 산란 계수와 상피 팬텀과 팬텀은 피부에 대 한 흡수 계수의 대표 예상된 스펙트럼을 보여준다. 그림 3 에 표시 된 결과 반사율과 투과율 스펙트럼의 10 측정의 평균입니다. 감소 된 산란 계수 μs' 는 광범위 한 분산 스펙트럼, 짧은 파장에서 더 높은 크기를 전시. 스펙트럼 기능 부드러운 조직의 ?...

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Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy

여기, 우리가 방법을 보여 줍니다 agarose 기반 조직 흉내 낸 광학 환영 만든 방법 그들의 광학 속성 통합 영역을 기존의 광학 시스템을 사용 하 여 결정 됩니다.

Agarose 기반 조직 확산 반사율 분광학에 대 한 광학 환영을 흉내 낸

This protocol describes how to make agarose-based tissue-mimicking phantoms and demonstrates how to determine their optical properties using a ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

Interferometric 반사율 이미징 센서 (IRIS)를 채용 Biomolecular 감지

The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

연구

생체공학

Non-contact, Label-free Monitoring of Cells and Extracellular Matrix using Raman Spectroscopy

라만 분광학을 사용하여 세포와 세포외 기질의 비 접촉, 레이블이없는 모니터링

Non-destructive, non-contact and label-free technologies to monitor cell and tissue cultures are needed in the field of biomedical research.1-5 However, ...

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기본, 섬유 긴 간격 및 Segmental 긴 간격 콜라겐의 체외 합성에

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생명을 주입 Graphene 코팅

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종양의 크기 측정의 품질 보증을위한 조직 흉내 낸 재료를 사용하여 전임상 Multimodality 팬텀 건설

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Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

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복 부 대동맥 히드로 조직 흉내 낸 제조 초음파 Elastography 유효성 검사에 대 한 환영

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광학 확산 상관 분광법을 사용하여 인간의 뇌의 대뇌 혈류 기반 휴식 상태 기능 적 연결

To obtain a comprehensive understanding of the human brain, utilization of cerebral blood flow (CBF) as a source of contrast is desired because it is a ...