Pearl Trilogy – система ИК-имиджинга мелких животных in vivo, LI-COR

• 1. Достоинства
• 2. Описание системы
• 3. Возможные области применения системы Pearl Trilogy

Достоинства

1. Cистема in vivo имиджинга Pearl Trilogy , как и ее предшественница – система Pearl Inpulse , снискала уважение пользователей, активно используется и широко цитируются в научной литературе.
2. Использовать систему Pearl Trilogy так же просто, как обычный офисный сканер. Система полностью настроена и позволяет получить отличные изображения нажатием всего одной кнопки.
3. Использовать систему абсолютно безопасно и экономично, т.к. все опасные и дорогостоящие радиоактивные агенты заменены оптическими агентами.
4. Cистема in vivo имиджинга Pearl Trilogy имеет три независимых канала детекции: два канала для детекции ИК-флуоресценции (700 и 800 нм) и канал для детекции биолюминесценции.
5. Широкий динамический диапазон (более 6 порядков) позволяет одновременно с одинаковой четкостью детектировать как очень сильные, так и очень слабые сигналы. За одно сканирование (порядка 10 мин) вы получаете информацию обо всех возможных экспозициях. Вам ни когда не придется переснимать ваш образец!!!
6. Благодаря широкому динамическому диапазону, обеспечиваемому системой, отпадает необходимость в изменении настроек прибора, что существенно облегчает процедуру стандартизации экспериментов.
7. Встроенные таблицы перекодировки позволяют, одним щелчком клавиши мыши, провести нормализацию по интенсивности сигнала для группы избранных изображений.
8. Pearl Trilogy обладает высокой чувствительностью и позволяет легко засечь глубоко залегающую опухоль объемом 1 мкл.
9. Pearl Trilogy позволяет одновременно регистрировать множество самых разнообразных мишеней;
10. Pearl Trilogy позволяет также проводить неинвазивную оценку массы опухоли с точностью до 90%.
11. Благодаря запатентованной оптической системе FieldBrite TM Xi ² облучение образца происходит равномерно по всему объему (коэффициент вариативности <<3%). Однородность иллюминации гарантирует однородность возбуждения мишеней и, как следствие, однородность флуоресцентной эмиссии.
12. Есть возможность проводить непрерывную видео-регистрацию в каналах, используемых для детекции ИК-флуоресценции.
13. Pearl Trilogy измеряет скорость обнаружения фотона, а не просто суммирует количество фотонов, попавших на матрицу. Такой подход позволяет многократно повысить разрешающую способность и расширить динамический диапазон.
14. Качество изображений полностью исключает необходимость в использовании таких, улучшающих качество изображения, алгоритмов, как: «binning», «flat fielding» и «stacking».

Описание системы

Pearl Trilogy - оптическая система, позволяющая детектировать разнообразные биообъекты, а также проводить качественную и количественную оценку процессов, протекающих в организме мелкого лабораторного животного. По сравнению с предшествующей системой из линейки Pearl - системой Pearl Inpulse , функционал системы Pearl Trilogy был существенно расширен. Помимо двух основных каналов для детекции флуоресценции в ближнем ИК (NIR) спектре, представленных в системе Pearl Inpulse , система Pearl Trilogy имеет дополнительный канал для детекции биолюминесцентного сигнала.

Данная система позволяет существенно расширить диапазон возможностей неинвазивного подхода. Теперь вы можете наблюдать за ходом и проводить расшифровку сложных биологических процессов в их релевантном контексте – in vivo. При этом отпадает необходимость приобретения чрезвычайно дорогостоящего оборудования и радиоактивно-меченных агентов. Как следствие, общая стоимость экспериментов существенно снижается. Кроме того, процесс постановки экспериментов становится безопасным для экспериментатора.

Возможные области применения системы Pearl Trilogy

1. Исследование процессов апоптоза, регенерации тканей;
2. Наблюдение за ростом костей, за пролиферацией раковых опухолей;
3. Изучение процессов клеточной сигнализации и многое другое.

Сердцем системы является высокотехнологичный оптический модуль, созданный на основе технологии FieldBrite TM Xi ². Данный модуль обеспечивает:

1. Однородное, по всему объему рабочей камеры, освещение лазерным пучком (коэффициент вариативности < < 3%);
2. Два независимых канала детекции флуоресценции в ближнем ИК-спектре (700 и 800 нм);
3. Независимый канал детекции биолюминесцентного сигнала и канал белого света;
4. Динамический диапазон 22-бита (т.е. более 6 порядков величины), одинаковый для каналов ИК-флуоресценции и биолюминесценции;
5. Высокую чувствительность для обнаружения малых и глубоко залегающих мишеней (легко можно засечь объект, состоящий из ~20,000 клеток, или глубоко залегающую опухоль объемом 1 мкл).
6. Одновременную регистрацию множественных мишеней;
7. Высокую скорость работы (можно получить многоканальное изображение за время <30 с, одноканальное изображение – за <500 мс);
8. Непрерывную видео регистрацию в каналах ИК-флуоресценции.

Возбуждающее лазерное излучение является стабильным на протяжении всего эксперимента, поэтому вы можете быть уверены в достоверности наблюдаемых биологических явлений.

Оптическая система FieldBrite TM Xi ² позволяет добиться равномерной иллюминации образца лазерным пучком (коэффициент вариативности << 3%) .

Динамический диапазон в 22-бита (т.е. более 6 порядков величины) позволяет одновременно, с одинаковой четкостью, визуализировать как крупные, так и мелкие объекты в теле животного. Например, можно получить отчетливое изображение мелких лимфатических узлов или небольших опухолей, одновременно с изображением, относительно крупных, почек или печени. Благодаря широкому динамическому диапазону, обеспечиваемому системой, отпадает необходимость в изменении настроек прибора, с целью адаптации под уровень сигнала, и проведении множественных экспозиций. Отсутствие необходимости в изменении настроек прибора существенно упрощает проведение долговременных и рутинных исследований.

Беспрецедентный динамический диапазон позволяет, с превосходной четкостью, детектировать как очень слабые сигналы, так и очень сильные. Например, легко можно засечь, глубоко залегающую опухоль, объемом всего 1 мл, на фоне относительно крупных почек.

Благодаря встроенным таблицам перекодировки вы сможете, одним щелчком клавиши мыши, провести нормализацию по интенсивности сигнала для группы избранных изображений и сравнить сигналы в рамках всего проекта.

Одновременно можно детектировать множество самых разнообразных объектов и процессов. Встроенные таблицы перекалибровки позволяют легко произвести нормализацию по интенсивности сигнала для интересующей выборки изображений.

Хотя оптическая визуализация и не обладает количественными характеристиками, она может быть чрезвычайно полезна для неинвазивной оценки веса опухоли. Многочисленные примеры указывают на то, что NIR оптическая визуализация может надежно оценивать вес опухоли без умерщвления животного. Корреляция между сигналом флуоресценции и весом опухоли составляет более 90%.

В живом организме многие биологические процессы происходят одновременно. Визуализация одного зонда за один раз не даст полного понимания процессов. С многоцелевой визуализацией вы можете отслеживать множественные биологические процессы одновременно в одном и том же животном. Например, агент IRDye 680 BoneTag раскрывает особенности скелета (700 нм), а агент IRDye 800CW EGF (800 нм) может быть одновременно использован для визуализации опухоли. Кроме всего прочего, возможна динамическая визуализация с помощью функции ПО для быстрой серийной визуализации.

Галерея примеров проведенных экспериментов и полученных изображений, а также список агентов визуализации Brightsite IRdye и список приложений системы LI-COR Biosciences (США) Pearl Trilogy доступен в интернете по следующему адресу: Brightsite

Конструктивные особенности Pearl Trilogy позволяют свести к минимуму негативные воздействия на подопытных животных и уменьшить ваши трудозатраты.

В конструкцию системы входят также:

• Съемная рабочая подложка с регулированием температуры поверхности и портами подвода для анестезирующей дыхательной смеси;
• Автономный стыковочный узел Pearl, с контролем температуры и расхода анестезирующего агента, по размерам легко входит в ламинарный шкаф,
• Стерильный бокс для транспортировки иммунодефицитных животных от стыковочного узла до устройства формирования изображений в среде с HEPA фильтрацией
• Простые в управлении модули анестезии – «SmartFlow» и хирургический модуль, с контролируемыми параметрами температуры рабочей поверхности и расхода дыхательной смеси, обеспечивают комфорт и безопасность, как для подопытных животных, так и для персонала,
• Секция формирования изображений позволяет размещать животное на расстоянии от оператора, что уменьшает воздействие на оператора анестезирующего газа

Система ингаляционной анестезии