Name: resolving water, proteins, and lipids from in vivo confocal raman spectra of stratum corneum through a chemometric approach
Uploaded: 2019-09-26T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach at JoVE.com

Авторы в значительной степени признают финансовую поддержку со стороны отдела корпоративной функции аналитического и личного чистки. Мы хотим выразить нашу благодарность директорам по аналитическим партнерам г-же Джасмин Ван и д-ру Роббу Гарднеру за их руководство и поддержку, а г-же Ли Ян за помощь в сборе данных.

Это исследование было одобрено институциональным комитетом по обзору Пекинской детской больницы в соответствии с этическими нормами Хельсинкской декларации 1975 года. Она проводилась в соответствии с руководящими принципами ICH для хорошей клинической практики. Исследование проводило...

<ol>
	<li>Caspers, P., Lucassen, G., Bruining, H., Puppels, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+depth+-+scanning+confocal+Raman+microspectrometer+for+rapid+in+vivo+determination+of+water+concentration+profiles+in+human+skin.">Automated depth - scanning confocal Raman microspectrometer for rapid in vivo determination of water concentration profiles in human skin.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 31 (8-9), 813-818 (2000).</li><li>Crowther, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+the+effects+of+topical+moisturizers+on+changes+in+stratum+corneum+thickness,+water+gradients+and+hydration+in+vivo.">Measuring the effects of topical moisturizers on changes in stratum corneum thickness, water gradients and hydration in vivo.</a> British Journal of Dermatology. 159 (3), 567-577 (2008).</li><li>Egawa, M., Tagami, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+depth+profiles+of+water+and+water-binding+substances+in+the+stratum+corneum+determined+in+vivo+by+Raman+spectroscopy+between+the+cheek+and+volar+forearm+skin:+effects+of+age,+seasonal+changes+and+artificial+forced+hydration.">Comparison of the depth profiles of water and water-binding substances in the stratum corneum determined in vivo by Raman spectroscopy between the cheek and volar forearm skin: effects of age, seasonal changes and artificial forced hydration.</a> British Journal of Dermatology. 158 (2), 251-260 (2008).</li><li>Crowther, J. M., Matts, P. J., Kaczvinsky, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Changes in Stratum Corneum Thickness, Water Gradients and Hydration by Moisturizers. , (2012).</li><li>Pudney, P. D., M&#233;lot, M., Caspers, P. J., Van, D. P. A., Puppels, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+confocal+Raman+study+of+the+delivery+of+trans+retinol+to+the+skin.">An in vivo confocal Raman study of the delivery of trans retinol to the skin.</a> Applied Spectroscopy. 61 (8), 804 (2007).</li><li>Mohammed, D., Matts, P., Hadgraft, J., Lane, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro-in+vivo+correlation+in+skin+permeation.">In vitro-in vivo correlation in skin permeation.</a> Pharmaceutical Research. 31 (2), 394-400 (2014).</li><li>Hanlon, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospects+for+in+vivo+Raman+spectroscopy.">Prospects for in vivo Raman spectroscopy.</a> Physics in Medicine and Biology. 45 (2), 1 (2000).</li><li>Mohammed, D., Crowther, J. M., Matts, P. J., Hadgraft, J., Lane, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+niacinamide+containing+formulations+on+the+molecular+and+biophysical+properties+of+the+stratum+corneum.">Influence of niacinamide containing formulations on the molecular and biophysical properties of the stratum corneum.</a> International Journal of Pharmaceutics. 441 (1-2), 192-201 (2013).</li><li>Boireau-Adamezyk, E., Baillet-Guffroy, A., Stamatas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-dependent+changes+in+stratum+corneum+barrier+function.">Age-dependent changes in stratum corneum barrier function.</a> Skin Research and Technology. 20 (4), 409-415 (2014).</li><li>Pezzotti, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopy+of+human+skin:+looking+for+a+quantitative+algorithm+to+reliably+estimate+human+age.">Raman spectroscopy of human skin: looking for a quantitative algorithm to reliably estimate human age.</a> Journal of Biomedical Optics. 20 (6), 065008 (2015).</li><li>Mlitz, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+filaggrin+mutations+on+Raman+spectra+and+biophysical+properties+of+the+stratum+corneum+in+mild+to+moderate+atopic+dermatitis.">Impact of filaggrin mutations on Raman spectra and biophysical properties of the stratum corneum in mild to moderate atopic dermatitis.</a> Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 26 (8), 983-990 (2012).</li><li>Janssens, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+to+protein+ratio+plays+an+important+role+in+the+skin+barrier+function+in+patients+with+atopic+eczema.">Lipid to protein ratio plays an important role in the skin barrier function in patients with atopic eczema.</a> British Journal of Dermatology. 170 (6), 1248-1255 (2014).</li><li>Faiman, R., Larsson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assignment+of+the+C+H+stretching+vibrational+frequencies+in+the+Raman+spectra+of+lipids.">Assignment of the C H stretching vibrational frequencies in the Raman spectra of lipids.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 4 (4), 387-394 (1976).</li><li>Edwards, H. G., Farwell, D. W., Williams, A. C., Barry, B. W., Rull, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+spectroscopic+deconvolution+procedure+for+complex+biological+systems:+vibrational+components+in+the+FT-Raman+spectra+of+ice-man+and+contemporary+skin.">Novel spectroscopic deconvolution procedure for complex biological systems: vibrational components in the FT-Raman spectra of ice-man and contemporary skin.</a> Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 91 (21), 3883-3887 (1995).</li><li>Choe, C., Lademann, J., Darvin, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+organization+and+stratum+corneum+thickness+determined+in+vivo+in+human+skin+analyzing+lipid-keratin+peak+(2820-3030+cm-+1)+using+confocal+Raman+microscopy.">Lipid organization and stratum corneum thickness determined in vivo in human skin analyzing lipid-keratin peak (2820-3030 cm- 1) using confocal Raman microscopy.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 47 (11), 1327-1331 (2016).</li><li>Stamatas, G. N., de Sterke, J., Hauser, M., von Stetten, O., van der Pol, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+uptake+and+skin+occlusion+following+topical+application+of+oils+on+adult+and+infant+skin.">Lipid uptake and skin occlusion following topical application of oils on adult and infant skin.</a> Journal of Dermatological Science. 50 (2), 135-142 (2008).</li><li>Choe, C., Lademann, J., Darvin, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confocal+Raman+microscopy+for+investigating+the+penetration+of+various+oils+into+the+human+skin+in+vivo.">Confocal Raman microscopy for investigating the penetration of various oils into the human skin in vivo.</a> Journal of Dermatological Science. , (2015).</li><li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+MCR+approach+revealing+protein,+water+and+lipid+depth+profile+in+atopic+dermatitis+patients'+stratum+corneum+via+in+vivo+confocal+Raman+spectroscopy.">A MCR approach revealing protein, water and lipid depth profile in atopic dermatitis patients' stratum corneum via in vivo confocal Raman spectroscopy.</a> Analytical Chemistry. , (2019).</li><li>Caspers, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> In vivo Skin Characterization by Confocal Raman Microspectroscopy. , (2003).</li><li>Jaumot, J., de Juan, A., Tauler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MCR-ALS+GUI+2.0:+New+features+and+applications.">MCR-ALS GUI 2.0: New features and applications.</a> Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. 140, 1-12 (2015).</li><li>Choe, C., Choe, S., Schleusener, J., Lademann, J., Darvin, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+normalization+method+in+in+vivo+stratum+corneum+analysis+using+confocal+Raman+microscopy+to+compensate+nonhomogeneous+distribution+of+keratin.">Modified normalization method in in vivo stratum corneum analysis using confocal Raman microscopy to compensate nonhomogeneous distribution of keratin.</a> Journal of Raman Spectroscopy. , (2019).</li><li>Wise, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemometrics+tutorial+for+PLS_Toolbox+and+Solo.">Chemometrics tutorial for PLS_Toolbox and Solo.</a> Eigenvector Research, Inc. 3905, 102-159 (2006).</li></ol>

Во время сбора данных, как описано в разделе 2 и 3 протокола, каждый профиль глубины был собран в области со контактом между окном инструмента и кожей, найдя темные области из микроскопических изображений, выделенных в красных кругах в Рисунок 2C. После того, как э...

В клинических исследованиях, in vivo confocal Раман спектроскопии показал свою уникальную способность для определения толщины роговицы слоя и содержания воды1,2,3,4, и отслеживания проникновения активные материалы местно применяется к коже5,6. В качестве неинвазивного подхода конфокальная Рамана спектроскопия обнаруживает молекулярные сигналы на основе вибрационных режимов. Таким образом, маркировка не требуется7. In vivo confocal Raman спектроскопия обеспечивает химическую информацию с разрешением глубины на основе конфокального характера техники. Эта глубинно зависимая информация очень полезна при изучении последствий продуктов по уходу за кожей4,8,старение9,10, сезонные изменения3,а также заболевания функции кожного барьера, атопический дерматит11,12. Существует много информации в высокочастотной области конфокальной раманской спектроскопии (2500-4000 см-1),где вода производит различные пики в регионе между 3250-3,550 см-1. Тем не менее, Раман пики белков и липидов, которые сосредоточены между примерно 2800-3000 см-1, перекрывают друг друга, потому что сигналы в основном производятся из метилена (-CH2-) и метил (-CH3)группы 13 . Эта перекрытая информация представляет собой техническую проблему при получении относительного количества отдельных молекулярных видов. Для решения этой задачи были использованы пиковые установки14,15 и селективная пиковая позиция12,16 подходов. Тем не менее, это трудно для этих одного пиковых методов для извлечения чистой информации компонента, потому что несколько пиков Раман из одного и того же компонента изменения одновременно17. В нашей недавней публикации18, MCR подход был предложен, чтобы прояснить чисто компонент информации. Используя этот подход, три компонента (вода, белки и липиды) были извлечены из большого in vivo конфокального спектроскопического набора данных Раман.
Выполнение крупных клинических исследований может быть требовательным к лицам, собирающим в vivo спектроскопические данные. В некоторых случаях, спектральные приобретения может потребовать операционного оборудования в течение многих часов в день, и исследование может продлиться до недель или месяцев. В этих условиях спектроскопические данные могут генерироваться операторами оборудования, которые не имеют технических знаний для выявления, исключения и исправления всех источников спектроскопических артефактов. Полученный набор данных может содержать небольшую часть спектроскопических выбросов, которые необходимо идентифицировать и исключить из данных до анализа. В этой статье подробно иллюстрируется процесс химиометрического анализа для «очистки» клинического набора данных Рамына перед анализом данных с помощью MCR. Для успешного удаления выбросов необходимо определить типы выбросов и потенциальную причину генерации спектров выбросов. Затем может быть разработан конкретный подход для удаления целевых выбросов. Это требует предварительного знания набора данных, включая детальное понимание процесса генерации данных и проектирования исследования. В этом наборе данных большинство выбросов являются низкой спектрами сигнала к шуму и происходят в основном из 1) спектров, собранных над поверхностью кожи (6208 из 30 862), и 2) сильный вклад в спектр от флуоресцентного света комнаты (67 из 30 862). Спектры, собранные над поверхностью кожи, производят слабую реакцию Раман, так как лазерный координационный центр приближается к поверхности кожи и в основном находится в окне прибора под кожей. Спектра с сильным вкладом флуоресцентного света комнаты генерируются либо из-за ошибки оператора инструмента или субъекта движения, который производит условие, при котором конфоконсльное окно коллекции Раман не полностью покрыто тела объекта субъекта. Хотя эти типы спектральных артефактов могут быть идентифицированы и исправлены в ходе спектрального приобретения спектроскопическим экспертом во время получения данных, обученным операторам приборов, использоваваемым в этом исследовании, было поручено собирать все данные, если катастрофический сбой наблюдался. Задача выявления и исключения выбросов включена в протокол анализа данных. Представленный протокол разработан для решения этой проблемы. Для решения низких сигнальных-шумовых спектров над поверхностью кожи необходимо сначала определить местоположение поверхности кожи, чтобы позволить удаление спектров, собранных над поверхностью кожи. Расположение поверхности кожи определяется как глубина, где Раман лазерный координационный центр наполовину в коже и половина из кожи, как показано на дополнительной рисунке 1. После удаления низкой спектры сигнала к шуму, основной анализ компонентов (PCA) реализуется для извлечения фактора, в котором доминируют флуоресцентные пики света комнаты. Эти выбросы удаляются на основе значения оценки соответствующего фактора.
Этот протокол содержит подробную информацию о том, как шесть основных компонентов определяются в процессе MCR. Это делается на основе анализа PCA с последующим сравнением спектральной формы между нагрузками для моделей, генерируемых с разным количеством основных компонентов. Подробно подробно разъясняется также экспериментальный процесс сбора данных справочных материалов, а также и субъектов человека.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1055px;" width="1054">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:34px;width:319px;">Bovine Serum Albumin</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:240px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Cholesterol</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Cholesterol 3-sulfate sodium</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">D-Erythro-Dihydrosphingosine</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">DI water</td>
			<td style="width:360px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>Purified with Milipore(18.2M&#937;)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Gen2-SCA skin analyzer</td>
			<td style="width:360px;">River Diagnostics, Rotterdam, The Netherlands</td>
			<td style="width:136px;">Gen2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Matlab 2018b</td>
			<td style="width:360px;">Mathwork</td>
			<td style="width:136px;">2018b</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">N-behenoyl-D-erythro-sphingosine</td>
			<td style="width:360px;">Avanti Polar Lipids, Inc.</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:319px;">N-Lignoceroyl-D-erythro-sphinganine(ceramide)</td>
			<td style="width:360px;">Avanti Polar Lipids, Inc.</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Oleic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Palmitic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Palmitoleic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">PLS_Toolbox version 8.2</td>
			<td style="width:360px;">Eigenvector Research Inc.</td>
			<td align="right" style="width:136px;">8.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">RiverICon</td>
			<td style="width:360px;">River Diagnostics, Rotterdam, The Netherlands</td>
			<td style="width:136px;">version 3.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Squalene</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Stearic Acid</td>
			<td style="width:360px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

resolving water, proteins, and lipids from in vivo confocal raman spectra of stratum corneum through a chemometric approach

Разработка этого in vivo confocal Raman спектроскопического метода позволяет непосредственно измерять воду, белки и липиды с разрешением глубины у людей. Эта информация очень важна для заболеваний, связанных с кожей и характеризующих производительность продукта по уходу за кожей. Этот протокол иллюстрирует метод сбора конфокальных спектров Раман и последующего анализа спектрального набора данных с использованием химиометрии. Цель этого метода заключается в создании стандартного протокола для сбора данных и обеспечении общего руководства для анализа данных. Предварительная обработка (например, удаление спектров выбросов) является критическим шагом при обработке больших наборов данных из клинических исследований. В качестве примера мы предоставляем рекомендации, основанные на предварительных знаниях набора данных для определения типов выбросов и разработки конкретных стратегий для их устранения. Выполняется основной анализ компонентов, а спектры загрузки сравниваются со спектрами из справочных материалов для выбора количества компонентов, используемых в окончательном анализе разрешения многовариантной кривой (MCR). Этот подход успешен для извлечения значимой информации из большого спектрального набора данных.

В этом клиническом исследовании, in vivo confocal Raman спектры были собраны из 28 субъектов от 4-18 лет. В общей сложности было собрано 30 862 раманенных спектра с упомянутым выше протоколом сбора данных. Этот большой спектральный набор данных содержит 20% спектральных выбросов, как показано на ри?...

Watch this Scientific Journal Video about Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach at JoVE.com

Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach

Здесь мы представляем протокол для сбора конфокальных спектров Раман из человеческих субъектов в клинических исследованиях в сочетании с химиометрическими подходами для удаления спектральных выбросов и последующего извлечения ключевых особенностей.

Разрешите воду, протеины, и Липиды от In Vivo Confocal Raman Spectra Stratum Corneum через хемометрический подход

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in ...

Прямое измерение воды, белков и липидов с разрешением глубины у человека очень важно для заболеваний, связанных с кожей, для характеристики производительности продукта по уходу за кожей. Этот метод, наряду с последующим анализом, использует хемометрию для извлечения химической информации. Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет собирать клинический набор данных Рамана обученными операторами приборов, которые не имеют технических знаний для выявления, исключения и устранения всех источников спектроскопических артефактов.Полученный набор данных может быть обработан для выявления выбросов, которые должны быть исключены из даты до анализа. В ходе анализа данных ключевой проблемой является удаление выбросов и определение количества ключевых компонентов в наборе данных. Подход показывает в этом видео рычаги предварительного знания клинического набора данных и хемометрии подход к успешному извлечению воды, белка и липидов с разрешением глубины.Демонстрация процедуры будет Ли Ян, техник из нашей лаборатории C и T. Для начала, иметь предмет место отмечены повреждения тела или контрольного сайта в тесном контакте с окном изображения in vivo конфокальный инструмент Роман. Убедитесь, что они покрывают все окно, чтобы избежать воздействия комнатного света на изображение.Затем откройте программное обеспечение и переместите фокус до тех пор, пока не будет виден спектр, подобный тому, который показан здесь. После этого перемести фокус 10 микрон от поверхности кожи. Соберите данные для 26 шагов с размером шага в два микрона в области частоты, показанной здесь, используя время экспозиции в одну секунду.Измерьте восемь репликаций для каждой области, продолжительностью до 15 минут в общей сложности. Во-первых, используйте командное окно и MATLAB для изменения расширения файла собранных данных от ric до mat. Затем загрузите файл коврика на программную платформу MATLAB, как показано здесь.Исправь базовый уровень набора данных с помощью автоматического взвешенного метода наименьшего квадрата, заехав в окно PLS_Workspace и нажав правой кнопкой импортного набора данных, прокрутите для анализа, выбрав другие инструменты и нажав на предварительную обработку. В окне, которое всплывает, нажмите на шоу. Затем прокрутите панель инструментов Доступные методы к автоматической взвешенной лизинговой базовой фильтрации квадратов и выберите Add.Далее нажмите на Ok, чтобы установить параметры и применить предварительную обработку к данным. Сохранить это, как Spectra_baseline. Затем вернитесь в командное окно и замените данные с помощью базового исправленного результата.Теперь перейдите к текстовому редактору и запустите программу, как показано здесь. Это позволит подвести итог значениям от 2910 до 2965 обратных сантиметров, чтобы получить значения интенсивности под каждым спектром Raman из 26 последовательных шагов измерения, и хранить их в файле Excel. В MATLAB перейдите в Рабочее пространство и установите путь для данных в Depth_save, как показано на показано.Затем используйте описанный здесь процесс интерполяции значения смещения инструмента с 26 до 260 с использованием функции linspace в MATLAB. Этот процесс интерполирует значение интенсивности от 26 до 260 с помощью метода spline, используя вновь созданные значения 260 позиций. Кроме того, он будет использовать 260 значений положения и интенсивности в качестве x и y входных данных для функции полифита соответственно, устанавливая значение степени до 20.Затем он будет использовать выходные коэффициенты и 260 расширенных значений положения в качестве ввода для поливаля, чтобы получить окончательные значения интенсивности 260. Далее он вычислит средняя интенсивность и найдет точку в кривой, которая ближе всего к среднему интенсивности. Он также изменит значение глубины в зависимости от поверхности кожи, в известном двухмирновом размере шага.Теперь запустите программу. Загрузите набор данных спектров Raman после удаления внешних спектров кожи в программное обеспечение PLS_Toolbox, под платформой MATLAB и нажмите правой кнопкой набора данных, чтобы выбрать анализ, а затем выберите PCA. Далее нажмите на выберите предварительную обработку.Выберите Normalize в качестве подхода к предварительной обработке. Затем выберите нет для перекрестной проверки. Затем создайте модель, используя три компонента для анализа разложения PCA.Теперь снимите крышку на окне сбора приборов in vivo Ramen и соберите световые спектры комнаты в высокочастотной области, используя те же параметры, что и для сбора данных справочного материала. Определите фактор эффекта света комнаты через сравнение с фоном света комнаты. Теперь просмотрите баллы и удалите спектры со значительно более высоким соответствующим значением баллов, чем обычно.Это означает удаление значений оценки более 99,8% от всего набора данных, что составляет 0,16 в данном исследовании. Сохраните полученные данные о калибровке X-блока. Наконец, перейдите PLS_Workspace браузер и отредактировать новый файл.Выберите ярлыки строки и перейдите в Hard Delete Excluded, чтобы навсегда удалить исключенные данные перед повторной сохранением файла. Начните с коррекции базового уровня спектра Романа, используя то же самое, что и только что показано. Далее выполните анализ PCA по предварительно обработанму набору данных.Участок eigenvalues в логаритмическом масштабе вместе с числом компонентов, нажав на кнопку Выбрать компонент, и выберите журнал (eigenvalues) в качестве значения y. Для выполнения многовариантного анализа разрешения кривой сначала используйте кнопку выбора данных для загрузки набора данных в программное MCR_main программное обеспечение. Вручную выберите количество компонентов и установите номер компонента между тремя и восемью.Затем, под вкладкой «Первоначальная оценка», нажмите кнопку Pure. Далее выберите Концентрацию и нажмите кнопку Do. Как только экран обновляется, нажмите кнопку Ok, а затем продолжайте переходить на следующую страницу.Теперь нажмите Продолжить, и в соответствии с реализацией, применять fnnls. Затем выберите шесть из выпадают меню для числа видов с не-негативности профилей, и нажмите Продолжить. На следующей странице выберите те же параметры и нажмите Продолжить.Чтобы определить расположение на поверхности кожи, область под раманом белка была интегрирована для получения глубинного профиля белкового сигнала. Поверхность кожи была определена как место, где значение интенсивности из интерполированного профиля глубины было ближе всего к среднему интенсивности. Точное расположение поверхности кожи не должно совпадать с экспериментальной точкой данных.Всего было собрано 30 862 рамановских спектра с протоколом сбора данных, описанным в этом видео. Этот большой спектральный набор данных содержит 20% спектральных выбросов. Правильная идентификация и удаление спектра выбросов имеет важное значение для достижения надлежащего набора данных.Здесь можно увидеть вклад из комнатных огней, наложенных на эталонные спектры Roomlight. Анализ компонентов принципа был выполнен на предварительно обработанной конфокалии Раман набор данных, и eigenvalue, наряду с числом факторов, используемых, построены здесь. Значительное снижение эйгенвалю наблюдалось в девятом факторе.Это наблюдение позволяет исследовать модели с числом принципиальных компонентов, варьирующихся от трех до восьми факторов для включения в многовариантную модель разрешения кривой. При попытке этой процедуры, очень важно, чтобы начать глубину профиля над поверхностью кожи, чтобы точно определить расположение поверхности кожи. Эта методология позволяет изукоснить влияние продуктов по уходу за кожей на ключевые компоненты кожи, включая воду, белки и липиды.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

Нецелевые Метаболомики из биологических источников Использование UltraPerformance жидкостной хроматографии высокого разрешения масс-спектрометрии (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

Сапфир сотовый высокого давления для фазовых равновесий Измерения CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Органические / Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

A Simple and Rapid Protocol for Measuring Neutral Lipids in Algal Cells Using Fluorescence

Простой и быстрый протокол для измерения нейтральных липидов в клетках водорослей с помощью флуоресцентной

Algae are considered excellent candidates for renewable fuel sources due to their natural lipid storage capabilities. Robust monitoring of algal ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

Обратная Анализ подход к характеризации химической транспорта в красках

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Water in Oil Emulsions: A New System for Assembling Water-soluble Chlorophyll-binding Proteins with Hydrophobic Pigments

Вода в масле: Новая система для сборки растворимых в воде Хлорофилл-связывающих белков с гидрофобными Пигменты

Chlorophylls (Chls) and bacteriochlorophylls (BChls) are the primary cofactors that carry out photosynthetic light harvesting and electron transport. ...

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

Непосредственное определение характеристик гидратированных белков в воде SALVI и TOF-SIMS

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Приготовление биополимера аэрогели с помощью зеленого Растворители

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

Лаборатория производства биотоплива и биопрепаратов из рапсового масла через каталитического крекинга конверсии

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

A Novel Technique for Raman Analysis of Highly Radioactive Samples Using Any Standard Micro-Raman Spectrometer

Роман Техника для комбинационного анализа высокорадиоактивных образцов с помощью любого стандартного микро-комбинационного Спектрометр

A novel approach for the Raman measurement of nuclear materials is reported in this paper. It consists of the enclosure of the radioactive sample in a ...

Vibrational Spectra of a N719-Chromophore/Titania Interface from Empirical-Potential Molecular-Dynamics Simulation, Solvated by a Room Temperature Ionic Liquid

Вибрационная спектра N719-Хромофор/Титания Интерфейс от Эмпирического-Потенциального Молекулябельно-динамического моделирования, соваренного ионной жидкостью комнатной температуры