De Nieuwe techniek snel, controleert economisch veelvoudige moleculaire interactie in het leven weefsels

Een nieuwe benadering van optische weergave maakt het snel en economisch aan mogelijk monitor veelvoudige moleculaire interactie op een groot gebied van het leven weefsel -- zoals een orgaan of een klein dier; technologie die toepassingen kon hebben in medische diagnose, geleide chirurgie, of het pre-clinical drug testen. De methode, die in Aard Photonics gedetailleerd is, kan gelijktijdig 16 kleuren van ruimte verbonden informatie over een gebied volgen dat verscheidene centimeters overspant, en kan interactie vangen die in zuivere miljardsten van een seconde voorkomen.

„Wij hebben een slimme manier ontwikkeld om een massieve hoeveelheid informatie in een korte periode te verwerven,“ bovengenoemde Xavier Intes, een professor van biomedische techniek bij Rensselaer Polytechnic Institute. „Onze benadering is sneller en minder duur dan bestaande technologie zonder enig compromis in de precisie van de gegevens die wij.“ hebben verworven

Zoals zijn naam impliceert, gebruikt de optische weergave licht om een doel te onderzoeken. In biomedische toepassingen, heeft de optische weergave vele voordelen over technieken zoals MRI en HUISDIER, die magnetisme en positonemissies gebruiken om beelden te verwerven binnen van het leven weefsel.

De methode het ontwikkelde laboratorium Intes maakt gebruik van geavanceerde optische weergavetechnieken -- de weergave van het fluorescentieleven in paren wordt gerangschikt die met bevordert resonantie-energieoverdracht -- om de moleculaire staat van weefsels te openbaren. In de weergave van het fluorescentieleven (FLIM), worden de molecules van belang geëtiketteerd met fluorescente „verslaggevers“ molecules die, wanneer opgewekt door een lichtstraal, een licht signaal met een bepaalde kleur in tijd uitzenden die van hun direct milieu indicatief is. De molecules van de Verslaggever kunnen worden gestemd om informatie aan te bieden over milieufactoren zoals viscositeit, pH, of de aanwezigheid van zuurstof. FLIM is ideaal voor de dikke weefsels van een lichaam omdat het op tijd informatie, eerder dan lichtintensiteit vertrouwt, die beduidend degradeert aangezien het door weefsel reist. De Onderzoekers gebruikten Forster ook resonantie-energieoverdracht (FRET), die dichte nabijheid tussen twee zo ook geëtiketteerde molecules - zoals een drug en zijn doel bepaalt -- gebaseerd op een energieoverdracht die voorkomt slechts wanneer de geëtiketteerde molecules in de zieke cellen voor maximale therapeutisch doeltreffendheid worden geleverd.

Nochtans, terwijl de flim-LIJSTWERK methode een signaalrijken in informatie produceert, verzamelend dat is het signaal snel en economisch problematisch. De Huidige methodes baseren zich op dure camera's, die beeld slechts één verslaggever tegelijkertijd kunnen, en aftasten het onderwerp uren kan vergen aangezien de camera informatie van zijn volledig gezichtsveld verzamelt.

Om deze hindernis te overwinnen, deelden de onderzoekers met camera's uit en gebruikten in plaats daarvan een methode van de enig-pixelopsporing die met een wiskundige bemonsteringstechniek gecombineerd (die op een transformatie Hadamard wordt gebaseerd) wordt die hen toestond om voldoende relevante informatie in 10 minuten te verzamelen om een nauwkeurig beeld te construeren. De opsporingsmethode kan informatie over 16 spectrale kanalen gelijktijdig, en drie opsporingsapparaten verzamelen die rond de steekproef verstrekte ruimteinformatie worden die wordt gebruikt geplaatst om een driedimensioneel beeld te construeren.

„Dit is een nieuw platform, een nieuwe optie in macroscopy, en wij denken het tractie in veelvoudige toepassingen in de biomedische arena,“ bovengenoemde Intes zal hebben.

De „Samenpersende hyperspectral tijd-vastbesloten het levenweergave van de breed-gebiedsfluorescentie“ verscheen in Aard Photonics en kan worden gevonden gebruikend DOI: 10.1038/nphoton.2017.82. Intes werd aangesloten bij op het onderzoek, dat door de Nationale Stichting van de Wetenschap en de Nationale Instituten van Gezondheid, door Rensselaer gediplomeerde studenten Qi Pian, Ruoyang Yao, en Nattawut Sinsuebphon werd gesteund.

Het onderzoek van Intes wordt toegelaten door de visie van de Nieuwe Polytechnische School, een nieuw paradigma voor hoger onderwijs dat erkent dat de globale uitdagingen en de kansen zij kunnen niet voldoende door zelfs de begaafdste persoon worden gericht die zo groot zijn alleen werkt. Rensselaer dient als kruispunten voor samenwerking -- werkend met partners over disciplines, sectoren, en geografische gebieden -- om complexe globale uitdagingen te richten, die de meest geavanceerde hulpmiddelen en de technologieën gebruiken, veel waarvan in Rensselaer worden ontwikkeld. Het Onderzoek in Rensselaer richt dringendste technologische uitdagingen van enkele wereld de -- van energieveiligheid en duurzame ontwikkeling aan biotechnologie en volksgezondheid. De Nieuwe Polytechnische School is transformatief in het globale effect van onderzoek, in zijn innovatieve pedagogiek, en in het leven van studenten in Rensselaer.

Bron: https://news.rpi.edu/content/2017/08/18/new-method-quickly-economically-and-accurately-tracks-multiple-vivo-interactions