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

(25350520, 22500401, 15 K 06105) bilim promosyon ve ABD Ordusu ITC-PAC araştırma ve geliştirme projesi (FA5209-15-P-0175, FA5209-16-P-0132) için bu çalışmalarının bir parçası Japon toplumdan Scientific Research (C) için bir Grant-in-Aid tarafından desteklenen.

1. bir geleneksel diffüz yansıma ve toplam geçirgenliği spektroskopik sisteminin inşası
Not: geniş bant beyaz ışık kaynağı, hafif bir rehber, bir achromatic lens, entegre bir küre, bir örnek sahibi, fiber optik ve bir çok kanallı spektrometre kullanılarak toplam geçirgenliği spectra ve diffüz yansıma için ölçüm sistemlerini oluşturmak. Işık tuzak yansıma spektrum speküler yansıma bileşenini kaldırmak için roldür. Montaj plakası ve kırlangıç ve örnek bağla...

Bu iletişim kuralı en kritik sıcaklık kontrolü temel malzeme adımdır. 58 60 ° c arasında değişiyordu temel malzemesi korumak için sıcaklık Sıcaklık fazla 70 ° C ise, lipid emülsiyonu ve tam kan denatürasyon ortaya çıkar. Sonuç olarak, hayalet optik özelliklerini bozulacaktır. Sıcaklık 40 ° C arasında daha az ise, temel malzemesi ununiformly gelled ve böylece, ışık saçılma ve emilimi ajanlar heterogeneously hayalet içinde dağıtılacak. Her ne kadar temel malzemesi 60 ° C'de tutulur, b...

Optik hayaletler optik özellikleri biyolojik dokuların taklit eden nesnelerdir ve Biyomedikal optik alanında yaygın olarak kullanılmıştır. Onlar ışık saçılma ve emme katsayıları, gibi optik özellikleri bu yaşayan insan ve hayvan dokuları ile eşleşecek şekilde tasarlanmıştır. Optik hayaletler genellikle aşağıdaki amaçlarla kullanılır: biyolojik dokular kalitesini ve performansını karşılaştırarak mevcut sistemlerinin performansını değerlendirmek yeni geliştirilen optik sistem tasarımı, ayarlama, hafif nakliye simüle sistemleri arasında ve optik özellikleri1,2,3,4,5ölçmek için yetenek optik yöntemlerden doğrulanıyor. Bu nedenle, almak kolay maddeler, basit imalat süreci, yüksek bir tekrarlanabilirlik ve optik bir istikrar optik hayaletler yapmak için gerekli olan.
Sulu Süspansiyon6, jelatin gibi farklı temel malzeme ile optik hayaletler türleri7, özel jel8,9,10, polyacrylamide jel11, reçine12jel, 13,14,15,16ve silikon17 Oda sıcaklığı gömlekler önceki literatürde bildirilmiştir. Bu jelatin ve aljinat tabanlı jeller türdeş olmayan yapıları18ile optik hayaletler için yararlıdır bildirilmiştir. Aljinat hayaletler photothermal etkileri lazer ablasyon çalışmaları ve lazer tabanlı hipertermi çalışmaları18gibi değerlendirmek için uygun bir mekanik ve termal kararlılık var. Özel jelleri türdeş olmayan yapılar imal seçeneğine sahipsiniz ve mekanik ve fiziksel özellikleri için uzun süre18stabildir. Yüksek saflıkta özel jelleri çok düşük bir bulanıklık ve zayıf bir optik emme var. Bu nedenle, özel tabanlı hayaletler optik özelliklerini kolayca uygun ışık saçılma ve aracıları emici ile tasarlanabilir. Son zamanlarda, stiren-etilen-butylene-stiren (SEBS) blok kopolimerler19 ve polivinil klorür (PVC) jeller20 için ilginç hayalet malzeme olarak bildirilmiştir optik ve photoacoustic teknikleri.
Polimer mikroküreler7,12,21,22, titanyum oksit toz1ve lipid emülsiyonlar23,24,25,26 süt ve lipid gibi emülsiyon kullanılır ışık saçılma ajan ise siyah mürekkep27,28 ve moleküler boyalar29,30 ışık emici kullanılır. Yansıma spectra çoğu yaşam organları oksijenli ve deoxygenated hemoglobin emilimini kırmızı kan hücrelerinde hakim yaygın. Bu nedenle, hemoglobin çözümleri31,32 ve tam kan8,9,10,33,36 kez ışık emici olarak kullanılır Hayaletler diffüz yansıma spektroskopisi ve spektral görüntüleme için.
Bu makalede açıklanan yöntemi biyolojik dokularda hafif nakliye taklit eden bir optik hayalet oluşturmak için ve optik özelliklerini tanımlamak için kullanılır. Örnek olarak, bir iki katmanlı optik hayalet taklit eden optik özellikleri insan cilt dokusunun gösterdi. Bu yöntemin avantajları alternatif teknikleri yaygın yansıma spectra görünür yakın kızılötesi dalga boyu bölge yanı sıra, kullanarak kolayca kullanabilmesi için sadelik içinde yaşayan biyolojik dokuların temsil yeteneği vardır malzeme ve geleneksel optik aletler. Bu nedenle, bu yöntem tarafından yapılan optik hayaletler optik yöntemleri yaygın yansıma spektroskopisi ve spektral görüntüleme dayalı gelişimi için yararlı olacaktır.

<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

Bu iletişim kuralı özel tabanlı doku taklit eden hayaletler açıklar ve geleneksel bir optik sistemi ile entegre bir küre kullanarak optik özellikleri nasıl belirleneceğini gösterir. Diffüz yansıma ve toplam geçirgenliği spectra edinme inşa edilir için geniş bant beyaz ışık kaynağı, hafif bir rehber, bir achromatic lens, entegre bir küre, bir örnek sahibi, bir fiber optik sonda ile ölçüm sistemleri ve bir çok kanallı spektrometre. İki dikdörtgen akrilik parça ve U şeklinde akrilik parçası oluşan bir akrilik kalıp bir epidermal phantom ve dermal hayalet tam kan ile oluşturmak için inşa edilmiştir. Sodyum dithionite (Na2S2O4) çözüm uygulamaya dermal hayalet araştırmacı dermal hayalet dağıtılmış kırmızı kan hücrelerinde hemoglobin deoxygenate sağlar. Monte Carlo simülasyon diffüz yansıma ve bir Spektrometre ile entegre bir küre tarafından ölçülen toplam geçirgenliği spectra ile ters emme katsayısı spektrum µbir(λ) belirlemek için gerçekleştirilir ve saçılma katsayısı spektrum µsazaltılmış ' (λ) her katmanın hayalet. İnsan cilt dokusunun diffüz yansıma taklit eden iki katmanlı bir hayalet de dermal hayalet olarak epidermal hayalet yığmaya gösterdi.

Şekil 3 temsilcisi tahmini spectra azaltılmış saçılma katsayısı ve epidermal phantom ve dermal hayalet için emme katsayısı gösterir. Şekil 3 ' te gösterilen yansıma ve geçirgenliği spectra ürününün on ölçüm ortalamalar sonuçlarıdır. Azaltılmış saçılma katsayısı µs' , daha kısa dalga boyları daha yüksek bir büyüklük sergileyen bir geniş saçılma spektrum vard?...

Watch this Scientific Journal Video about Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy at JoVE.com

Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy

Burada, biz optik hayaletler doku taklit eden özel tabanlı yapılır ve nasıl göstermek optik özellikleri geleneksel bir optik sistemi ile entegre bir küre kullanılarak belirlenir.

Özel tabanlı doku optik hayaletler diffüz yansıma spektroskopisi için taklit

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

Biyomoleküler Algılama istihdam İnterferometrik Yansıtma Görüntüleme Sensörü (IRIS)

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

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

Raman Spektroskopisi kullanarak Hücreler ve Ekstrasellüler Matriks Temassız, Etiket ücretsiz izleme

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, ...

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

Yerli, Fibröz Uzun Aralığı ve Bölümlere Uzun Aralığı Kollajen in vitro sentezi olarak

Collagen fibrils are present in the  extracellular matrix of animal tissue to provide structural scaffolding and  mechanical strength. These native ...

Graphene Coatings for Biomedical Implants

Biyomedikal implantlar için Grafen Kaplamalar

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement

Tümör Boyutu Ölçüm Kalite Güvencesi için Doku-taklit eden malzemeler kullanarak Klinik öncesi modelli Phantom İnşaatı

World Health Organization (WHO) and the Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) working groups advocated standardized criteria for ...

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

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

Multimodal Görüntüleme ve Non-invaziv için Spektroskopisi Fiber paket Mikroendoskopi Platformu,<em&gt; İn Vivo</em&gt; Doku Analizi

Recent fiber-bundle microendoscopy techniques enable non-invasive analysis of in vivo tissue using either imaging techniques or a combination of ...

Preparation and Characterization of Novel HDL-mimicking Nanoparticles for Nerve Growth Factor Encapsulation

Sinir Büyümesi Faktörü Kapsüllemesi için Yeni HDL&#39;yi taklit eden Nanopartiküllerin Hazırlanması ve Karakterizasyonu

The objective of this article is to introduce preparation and characterization methods for nerve growth factor (NGF)-loaded, high-density, lipoprotein ...

Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

İmalat ve Macrostructure içeren optik doku hayaletler karakterizasyonu

The rapid development of new optical imaging techniques is dependent on the availability of low-cost, customizable, and easily reproducible standards. By ...

Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation

Abdominal aort hidrojel doku-taklit üretim hayaletler ultrason Elastography doğrulama

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the ...

Cerebral Blood Flow-Based Resting State Functional Connectivity of the Human Brain using Optical Diffuse Correlation Spectroscopy

Optik Diffüz Korelasyon Spektroskopisi ile İnsan Beyninin Serebral Kan Akışı Nadayalı Dinlenme Durumu Fonksiyonel Bağlantısı

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 ...