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具有皮摩尔灵敏度的对比增强型光学相干断层扫描
本文由 北京心联光电科技有限公司 整理汇编
2022-05-23 14:30 446阅读次数
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光学相干断层扫描(OCT)能以细胞尺度分辨率对几毫米的活体组织进行实时三维成像,但在功能生物学研究方面,仍缺乏可很好与组织区分开来的外源性造影剂从而导致应用受限。基于此,斯坦福大学研究人员Orly Liba等开发了一种功能性OCT成像方法,称为“MOZART”。该方法使用采用LGNRs(large gold nanorods)作为造影剂并结合特定算法进行光谱识别。LGNRs每粒子的光谱信号比传统GNR高110倍,使得能够从水中检测出单个LGNR,在活小鼠循环中的检出浓度可低达250 pM。该方法还能够自适应地补偿深度并处理伪像。总的来说,该方法能够在活体中实现高质量的非侵入性对比增强OCT成像。此外通过不同光谱的LGNR复用可以观察淋巴引流的离散模式,并识别单个淋巴管和淋巴管瓣膜的功能状态。研究成果以“Contrast-enhanced optical coherence tomography withpicomolar sensitivity for functional in vivo imaging”为题发表于Scientific Reports。
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具有皮摩尔灵敏度的对比增强型光学相干断层扫描
光学相干断层扫描(OCT)能以细胞尺度分辨率对几毫米的活体组织进行实时三维成像,但在功能生物学研究方面,仍缺乏可很好与组织区分开来的外源性造影剂从而导致应用受限。基于此,斯坦福大学研究人员Orly Liba等开发了一种功能性OCT成像方法,称为“MOZART”。该方法使用采用LGNRs(large gold nanorods)作为造影剂并结合特定算法进行光谱识别。LGNRs每粒子的光谱信号比传统GNR高110倍,使得能够从水中检测出单个LGNR,在活小鼠循环中的检出浓度可低达250 pM。该方法还能够自适应地补偿深度并处理伪像。总的来说,该方法能够在活体中实现高质量的非侵入性对比增强OCT成像。此外通过不同光谱的LGNR复用可以观察淋巴引流的离散模式,并识别单个淋巴管和淋巴管瓣膜的功能状态。研究成果以“Contrast-enhanced optical coherence tomography withpicomolar sensitivity for functional in vivo imaging”为题发表于Scientific Reports。[详细]
2022-05-23 14:30
应用文章
光学相干断层扫描监测急性中风进展
华盛顿大学光学和生物医学工程领域的国际著名专家王瑞康教授在国际顶级期刊IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING(IF:7.816)发表文章《Monitoring Acute Stroke Progression: Multi-Parametric OCT Imaging of Cortical Perfusion, Flow, and Tissue Scattering in a Mouse Model of Permanent Focal Ischemia》文中采用光学相干断层扫描成像的方法监测急性中风的脑部病理改变,这对脑部中风等神经血管疾病提供了一种新的研究方向和监测手段。接下来让我们看看这篇文献的内容吧。[详细]
2022-05-12 14:05
应用文章
案例研究: 术中光学相干断层扫描辅助的儿科基因治疗
RPE65 基因提供制造一种对正常视力至关重要的蛋白质的指导。
RPE65 基因突变导致 RPE65 活性降低或消失,阻碍视觉循环,导致视力受损¹。[详细]
2024-09-24 17:24
应用文章
光学相干断层扫描通过深度学习快速识别浸润性脑肿瘤
脑癌患者的生存时间有限,不可避免会复发并随后死亡,手术是一线治疗方法。高级别脑癌患者的中位生存期约为14个月,但个体生存期存在差异。越来越多的证据表明,切除程度是与肿瘤延迟复发和延长生存期相关的Z重要的危险因素更彻底的脑癌切除可以延长生存期和延缓复发。然而,术中区分癌组织和非癌组织是具有挑战性的,特别是在过渡和浸润区。这在大脑语言区和运动区尤为重要。本研究测试了无标记、定量光学相干断层扫描(OCT)在人类脑组织中区分癌与非癌的可行性。从32例II至IV级脑癌患者和5例非癌性脑病理患者中获得新鲜的离体人脑组织。根据体积OCT成像数据,病理证实的脑肿瘤组织(无论是高级别还是低级别)在癌核心和浸润区的光学衰减值均明显低于非癌白质区,OCT对脑癌患者在5.5 mm 1的衰减阈值下具有较高的敏感性和特异性。
https://mp.weixin.qq.com/s/i2p556VVefSHLNC73Zvm8g[详细]
2024-09-10 23:19
其它
光学相干断层扫描的癌症成像:临床前进展和临床潜力
上一篇文章中我们重点介绍了新型OCTA影像学技术,在这篇文章中我们将通过国际顶尖期刊NATURE REVIEWS CANCER(影响因子:51.848)中的一篇经典综述来进一步了解光学相干断层扫描成像技术(OCT)吧!
简单的说OCT 技术以迈克尔逊干涉原理为核心,基于弱相干光信号探测,获取样品的背向反射和背向散射光信号,再通过横向扫描获得多个 A-scan信息,重建得到组织横断面图像;Z后再通过纵向扫描进而获得样品的三维立体图像。相比于传统的影像学技术, OCT 凭借其高时间分辨率、高空间分辨率的非接触、快速、无创的优点,可实现高分辨活体三维无标记成像。因此,在医学界,它成为了一种极具吸引力的前沿技术。
近十年来,OCT 技术得到了的高速发展与进步,在眼科学、生物医学、工业界等领域取得了令人瞩目的成就。这些进展大大推动了眼科,心脏病学和胃肠道癌筛查的商业化和临床应用。近年来OCTA技术与血管内OCT技术的发展,为临床前活体内癌症成像临床应用开发,提供了一系列令人兴奋的新功能,不仅可以实现高分辨组织内部结构成像,还可以探测和监测体内癌症的进展和反应的功能相关信息。
[详细]
2022-05-06 14:17
应用文章
光学相干断层扫描的癌症成像:临床前进展和临床潜力
我们可以相信OCT技术在科研以及临床诊断和治疗中的应用前景广阔,可以在多种学科,多种类型的研究中都能提供巨大的能量。目前,已经可以看到OCT技术在除眼科之外的临床应用上拥有巨大潜力。随着OCT技术的发展,OCT技术将来来提供肿瘤内微血管系统的高分辨率可视化。[详细]
2022-05-12 14:00
应用文章
使用多焦点光学相干断层扫描实现皮肤组织细胞快速成像
光学相干断层扫描(OCT)是一种强大的工具,提供无创的组织学成像。然而,与其他光学显微镜工具一样,需要高数值孔径(N.A.)透镜来产生紧密聚焦,从而产生窄景深,这就需要动态聚焦并限制成像速度。为了克服这一限制,我们开发了一种产生多轴向焦点的超表面平台,通过提供多个焦平面来提高体积OCT成像速度。该平台对产生的轴向焦点的数量、位置和强度提供准确和灵活的控制。直径为8毫米的全玻璃超表面光学元件由熔融硅片制成,并应用于我们的扫描OCT系统中。在所有深度的恒定横向分辨率为1.1 μm,多焦点OCT将皮肤学成像的体积采集速度提高了三倍,同时仍然清晰地显示角质层、表皮细胞和真皮-表皮连接的特征,并提供形态学信息作为基底细胞癌的诊断标准。在稀疏的样品中,成像速度可以进一步提高,例如7倍的7焦光束。总之,这项工作证明了基于超表面的多焦点OCT用于快速虚拟活检的概念,进一步为开发具有高分辨率和紧凑体积的快速体积成像系统提供了见解。[详细]
2023-07-25 14:14
其它
使用多焦点光学相干断层扫描实现皮肤组织细胞快速成像
光学相干断层扫描(OCT)是一种强大的工具,提供无创的组织学成像。然而,与其他光学显微镜工具一样,需要高数值孔径(N.A.)透镜来产生紧密聚焦,从而产生窄景深,这就需要动态聚焦并限制成像速度。为了克服这一限制,我们开发了一种产生多轴向焦点的超表面平台,通过提供多个焦平面来提高体积OCT成像速度。该平台对产生的轴向焦点的数量、位置和强度提供准确和灵活的控制。直径为8毫米的全玻璃超表面光学元件由熔融硅片制成,并应用于我们的扫描OCT系统中。在所有深度的恒定横向分辨率为1.1 μm,多焦点OCT将皮肤学成像的体积采集速度提高了三倍,同时仍然清晰地显示角质层、表皮细胞和真皮-表皮连接的特征,并提供形态学信息作为基底细胞癌的诊断标准。在稀疏的样品中,成像速度可以进一步提高,例如7倍的7焦光束。总之,这项工作证明了基于超表面的多焦点OCT用于快速虚拟活检的概念,进一步为开发具有高分辨率和紧凑体积的快速体积成像系统提供了见解。[详细]
2024-09-28 04:03
应用文章
免费下载病例研究《术中OCT光学相干断层扫描辅助基因治疗》
基因增强疗法是一种眼部基因转移方法,用于治疗当存在遗传性疾病时,由于功能蛋白表现不足而导致的常染色体隐性或X连锁性视网膜营养不良。[详细]
2024-10-18 15:49
应用文章
小鼠脑部深层光学相干断层扫描血管成像:海马体深度微血管成像
海马体与大脑的记忆功能和导航功能相关,啮齿动物的海马体常被用来作为研究神经生理学的模型系统例如研究神经可塑性等。该部位的血管变化与脑部疾病密切相关,例如阿尔茨海默氏病,痴呆和癫痫病。小鼠海马体周围的血管成像可能有助于进一步阐明这些疾病的潜在机制。光学相干断层扫描血管造影(OCTA)是一种新兴技术,可以提供无标签的血流信息。由于海马体是小鼠大脑的深层结构,因此直接使用OCTA和其他显微成像方式对血管网络进行可视化一直是医学影像学的研究挑战之一。目前已有使用多光子显微镜对海马血管进行了成像,但是使用此技术时,必须用荧光探针标记。而在此研究中研究者Kwan Seob Park等人使用1.7μm扫描OCT系统对小鼠海马体结构进行了无标签和无创微血管成像。成像结果表明,具有一定穿透能力的OCTA系统可以可视化海马不同部位与大脑深部区域相对应的血流。[详细]
2022-05-11 11:18
应用文章
CellPress综述:光学显微技术和相干断层扫描技术在活体癌症研究中的应用
活体显微成像(IVM)和光学相干断层扫描(OCT)是两种强大的光学成像工具,能够在活体动物中,观察亚细胞水平的动态活动。结合标记和无标记技术的,IVM和OCT在临床前和临床癌症成像方面得到非常广泛的应用,包括肿瘤的解剖学、生理学、肿瘤内细胞迁移和肿瘤的分子学动力。这些应用对阐明癌症生物机制、研究肿瘤的复杂生理、细胞和分子行为起到了极大帮助。同时IVM和OCT技术也在不断发展进步以适用于更多领域。如非线性光学显微镜技术的发展使得能用无标签的IVM对癌症胞外基质进行成像。新的光学设计和算法推动了无标签的OCT技术的发展,使得OCT能够能精确的检测肿瘤边缘和脉管系统。同时荧光标签技术促使IVM可用于追踪肿瘤干细胞、观察肿瘤进展中肿瘤内遗传多样性、追踪治疗过程中各种免疫细胞的迁移。OCT造影剂提高了OCT的灵敏度,使其能够对肿瘤及其周围的生理、分子表达、细胞行为进行成像。此外在双模内窥镜中结合使用IVM和OCT,使得我们能够对一些腔内位置进行更有效更彻底的癌症筛查,如胃肠道和膀胱,本文意在阐明每种成像技术的优缺点,重点关注过去5年来IVM和OCT在活体癌症成像领域的重要进展、关键技术的发展[详细]
2022-05-10 10:54
应用文章
光学相干断层扫描血流成像(OCTA)技术用于引导外科手术实现高精度的肿瘤消融
近日国际顶尖杂志期刊THERANOSTICS(影响因子8.063)发表了一篇文章S次提出了使用光学相干断层扫描血流成像(OCTA)技术用于引导与外科手术激光相结合,实现高精度的肿瘤消融。[详细]
2022-05-11 11:17
应用文章
Trends in Cancer 活体癌症中光学显微镜和相干断层扫描的应用
活体显微镜(IVM)和光学相干断层扫描(OCT)是两种功能强大的光学成像工具,可以以亚细胞分辨率可视化活体动态生物活动。标记和无标记技术的Z新进展使IVM和OCT能够用于广泛的临床前和临床癌症成像,为肿瘤复杂的生理、细胞和分子行为提供深刻的见解。临床前IVM和OCT已经阐明了癌症生物学的许多其他难以理解的方面,而IVM和OCT的临床应用正在彻底改变癌症的诊断和治疗。作者回顾了活体肿瘤成像的IVM和OCT领域的重要进展,重点介绍了关键技术的发展及其在基础癌症生物学研究和临床肿瘤学研究中的新兴应用。
https://mp.weixin.qq.com/s/eJy4BMRciWMelTUeF66csQ[详细]
2024-09-10 22:55
其它
高纵深度光学相干层析扫描
高纵深度光学相干层析扫描[详细]
2024-09-26 03:28
报价单
病理显微镜是高端具有无限远矫正光学技术
病理显微镜是高端具有无限远矫正光学技术[详细]
2013-10-24 00:00
产品样册
使用光学相干血管造影术准确地早期预测肿瘤对PDT的反应
肿瘤治疗过程中,对治疗反应的预测可能对治疗选择和优化其递送参数中起到关键作用。来自俄罗斯和加拿大的研究人员M. A. sirotkina等将光学相干血管造影术(OCA)作为成像方法,使用小鼠耳移植肿瘤模型(CT-26)进行了临床前试验,观察正常和病理灌注血管,并监测了血管经靶向光动力疗法(PDT)后的治疗反应。还提出了一种稳定简单的以微血管作为度量的方法,即PDT后t = 24h,肿瘤和肿瘤周围区域的灌注血管密度(PVD),用以判断PDT的成功。同时经组织学验证,进一步证实了OCA微血管度量的出色早期预测能力,以及肿瘤周围微血管在决定长期PDT反应中的关键作用。[详细]
2024-09-28 17:44
应用文章
Quant Imaging Med Surg:光学相干断层扫描成像人体皮肤自体移植物
皮肤自体移植作为一种治疗策略广泛应用于临床,被纳入包括烧伤、软组织创伤和癌症在内的多种疾病的治疗策略中,但仍有10-30%的失败率。本文S次展示了OCT和OCTA在中厚皮片手术后几天和几周内,成像并监测人皮肤自体移植手术后的健康及整合情况的能力。S次证明了无创OCT/ OCTA成像技术在该临床应用中的适用性,对未来的外科手术和临床结果有极大改善作用。[详细]
2024-09-11 18:18
应用文章
压电传感器灵敏度的探究
压电传感器灵敏度的探究[详细]
2016-02-26 00:00
报价单
增加RT-PCR灵敏度的方法
增加RT-PCR灵敏度的方法RT--PCR增加RT-PCR灵敏度的方法(一)分离高质量RNA成功的cDNA合成来自高质量的RNA。高质量的RNA至少应保证全长并且不含逆转录酶的YZ剂,如EDTA或SDS。RNA的质量决定了你能够转录到cDNA上的序列信息量的Zda值。一般的RNA纯化方法是使用异硫氰酸胍/酸性酚的一步法。Trizol试剂法将一步法加以提高,可以从多种组织和细胞中提取高质量的非降解RNA。Trizol试剂法可以从Z少100个细胞或1mg组织中提取RNA。一般不必使用oligo(dT)选择性分离poly(A)+RNA。不管起始模板是总RNA还是poly(A)+RNA,都可以检测到扩增结果。另外,分离poly(A)+RNA会导致样品间mRNA丰度的波动变化,从而使信息的检出和定量产生偏差。然而,当分析稀有mRNA时,poly(A)+RNA会增加检测的灵敏度。为了防止痕量RNase的污染,从富含RNase的样品(如胰脏)中分离到的RNA需要贮存在甲醛中以保存高质量的RNA,对于长期贮存更是如此。从大鼠肝脏中提取的RNA,在水中贮存一个星期就基本降解了,而从大鼠中提取的RNA,在水中保存3年仍保持稳定。另外,长度大于4kb的转录本对于痕量RNase的降解比小转录本更敏感。为了增加贮存RNA样品的稳定性,可以将RNA溶解在去离子的甲酰胺中,存于-70℃。用于保存RNA的甲酰胺一定不能含有降解RNA的杂物。来源于胰脏的RNA至少可以在甲酰胺中保存一年。当准备使用RNA时,可以使用下列方法沉淀RNA:加入NaCl至0.及4倍体积的乙醇,室温放置3-5分钟,10,000×g离心5分钟。在逆转录反应中经常加入RNaseYZ剂以增加cDNA合成的长度和产量。RNaseYZ剂要在**链合成反应中,在缓冲液和还原剂(如DTT)存在的条件下加入,因为cDNA合成前的过程会使YZ剂变性,从而释放结合的可以降解RNA的RNase。蛋白RNaseYZ剂仅防止RNaseA,B,C对RNA的降解,并不能防止皮肤上的RNase,因此尽管使用了这些YZ剂,也要小心不要从手指上引入RNase。2M(二)使用无RNaseH活性(RNaseH-)的逆转录酶逆转录酶催化RNA转化成cDNA。不管是M-MLV还是AMV,在本身的聚合酶活性之外,都具有内源RNaseH活性。RNaseH活性同聚合酶活性相互竞争RNA模板与DNA引物或cDNA延伸链间形成的杂合链,并降解RNA:DNA复合物中的RNA链。被RNaseH活性所降解的RNA模板不能再作为合成cDNA的有效底物,降低了cDNA合成的产量和长度。因此消除或大大降低逆转录酶的RNaseH活性将会大有裨益。SuperScriptⅡ逆转录酶,RNaseH-的MMLV逆转录酶及ThermoScript逆转录酶,RNaseH-的AMV,比MMLV和AMV得到更多量和更多全长的cDNA。RT-PCR灵敏度会受cDNA合成量的影响。ThermoScript比AMV的灵敏性强得多。RT-PCR产物的大小受限于逆转录酶合成cDNA的能力,尤其是克隆较大的cDNA时。同MMLV相比,SuperScripⅡ显著提高了长RT-PCR产物的产量。RNaseH-的逆转录酶同时增加了热稳定性,所以反应可以在高于正常的37-42℃的温度下进行。在建议的合成条件下,使用oligo(dT)引物和10μCi的[α-P]dCTP。**链的总产量使用TCA沉淀法计算。全长cDNA使用在碱性琼脂糖胶上将大小分类的条带切除并计数的方法分析。(三)提高逆转录保温温度较高的保温温度有助于RNA二级结构的打开,增加了反应的产量。对于多数RNA模板,在没有缓冲液或盐的条件下,将RNA和引物在65℃保温,然后迅速置于冰上冷却,可以消除大多数二级结构,从而使引物可以结合。然而某些模板仍然会存在二级结构,即使热变性后也是如此。对这些困难模板的扩增可以使用ThermoScript逆转录酶,并将逆转录反应置于较高温度下进行以改善扩增。较高的保温温度也可以增加特异性,尤其是当使用基因特异性引物(GSP)进行cDNA合成时。如果使用GSP,确保引物的Tm值与预计的保温温度相同。不要在高于60℃时使用oligo(dT)和随机引物。随机引物需要在增加到60℃前在25℃保温10分钟。除了使用较高的逆转录温度外,还可以通过直接将RNA/引物混合物从65℃变性温度转到逆转录保温温度,并加入预热的2×的反应混合物提高特异性(cDNA热启动合成)。这种方法有助于防止较低温度时所发生的分子间碱基配对。使用PCR仪可以简化RT-PCR所需的多种温度切换。Tth热稳定聚合酶在Mg2+存在条件下作为DNA聚合酶,在Mn2+存在条件下作为RNA聚合酶。它可以在Z高65℃条件下保温。然而,PCR过程中Mn2+的存在会降低忠实性,这使得Tth聚合酶不太适合用于高极ng确度的扩增,如cDNA的克隆。另外,Tth的逆转录效率较低,这会降低灵敏度,而且,既然单个酶就可以进行逆转录和PCR,那么没有逆转录的对照反应就不能用来将cDNA的扩增产物同污染的基因组DNA的扩增产物区分开来。(四)促进逆转录的添加剂包括甘油和DMSO在内的添加剂加到**链合成反应中,可以减低核酸双链的稳定并解开RNA二级结构,Z多可以加入20%的甘油或10%的DMSO而不影响SuperScriptⅡ或MMLV的活性。AMV也可以耐受Z多20%的甘油而不降低活性。为了在SuperScriptⅡ逆转录反应中Zda限度提高RT-PCR的灵敏度,可以加入10%的甘油并在45℃保温。如果1/10的逆转录反应产物加入到PCR中,那甘油在扩增反应中的浓度为0.%,这不足以YZPCR。4(五)RNaseH处理在PCR之前使用RNaseH处理cDNA合成反应可以提高灵敏度。对于某些模板,据认为cDNA合成反应中的RNA会阻止扩增产物的结合,在这种情况下,RNaseH处理可以增加灵敏度。一般当扩增较长的全长cDNA目标模板时,RNaseH处理是必需的,比如低拷贝的tuberousscherosisⅡ(图7)。对这种困难模板,RNaseH的处理加强了SuperScriptⅡ或AMV合成的cDNA所产生的信号。对于多数RT-PCR反应,RNaseH处理是可选的,因为95℃保温的PCR变性步骤一般会将RNA:DNA复合物中的RNA水解掉。(六)小量RNA检测方法的提高当仅有小量RNA时,RT-PCR尤其具有挑战性。在RNA分离过程中加入的作为载体的糖元有助于增加小量样品的产量。可以在加入Trizol的同时加入无RNase的糖元。糖元是水溶性的,可以同RNA保持在水相中以辅助随后的沉淀。对于小于50mg的组织或106个培养细胞的样品,无RNase糖元的建议浓度为250μg/ml。在使用SuperScriptⅡ的逆转录反应中加入乙酰化BSA可以增加灵敏度,而且对于小量RNA,减少SuperScriptⅡ的量并加入40单位的RnaseOut核酸酶YZ剂可以提高检测的水平。如果在RNA分离过程中使用了糖元,仍然建议在使用SuperScriptⅡ进行逆转录反应时加入BSA或RNaseYZ剂。(七)一步法同两步法RT-PCR的比较两步法RT-PCR比较常见,在使用一个样品检测多个mRNA时比较有用。然而一步法RT-PCR具有其他优点。一步法RT-PCR在处理大量样品时易于操作,有助于减少残余污染,因为在cDNA合成和扩增之间不需要打开管盖。一步法可以得到更高的灵敏度,Zdi可以达到0.总RNA,这是因为整个cDNA样品都被扩增。对于成功的一步法RT-PCR,一般使用反义的基因特异性引物起始cDNA合成1pg[详细]
2024-09-29 07:29
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通过定量光学相干断层血流成像评估年龄相关的脑部血管和血流的变化
大量研究表明在人或动物逐渐衰老的过程中伴随着大脑血管结构和功能的改变,这可能是导致大脑血流循环受损和神经变性的风险增加的原因之一,这与如阿尔兹海默症,帕金森等衰老相关的脑部疾病的发生有关。因此探究脑部血流及微血管在衰老过程中的变化是十分重要的一环,目前几乎没有能呈现这种变化的方法,因此在本研究中研究者取得了巨大的突破,作者使用三维(3-D)定量光学相干断层扫描血管造影(OCTA)来检查年龄在16个月的老年小鼠和2个月大的年轻小鼠的大脑,并记录和分析体感皮层的脑血管和血流动力学的特征差异。定量指标包括皮质血管形态,脑血流灌注量(CBF)和毛细血管流速。结果表明,与年轻小鼠相比,老年小鼠软脑膜动脉弯曲度增加14%,毛细血管密度降低15%,血流量降低33%。Z重要的是,此研究S次量化了随年龄增长毛细血管速度和血流的不均匀性的变化,结果显示年轻小鼠毛细血管平均速度增加21%(p<0.05),老年小鼠的脑部毛细血管血流不均匀性增加19%(p≤0.05)。在这个成像平台上,先进的OCTA算法能够对毛细血管速度进行精确的定量评估。[详细]
2022-05-11 11:15
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