Skaner MRI 9.4 T 310 mm
Tomografia MRI
W laboratorium MRI Centrum NanoBioMedycznego prowadzone są projekty związane z badaniami na zwierzętach laboratoryjnych takich jak myszy i szczury. Skaner MRI Agilent o średnicy otworu roboczego 310 mm i indukcji pola magnetycznego 9,4 T umożliwia uzyskanie dokładnych obrazów anatomicznych zwierząt, a także obrazów czynnościowych z wykorzystaniem technik CINE oraz BOLD.
Zajmujemy się między innymi:
- badaniem uszkodzonych mięśni sercowych – Cardio MRI oraz obserwowaniem procesu ich leczenia.
- badaniem natlenienia tkanek z wykorzystaniem technik funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI)
- śledzeniem wyznakowanych środkiem kontrastującym komórek przeszczepionych do organizmu zwierzęcia – cell tracking
- badaniem środków teranostycznych służących zarówno jako kontrasty w obrazowaniu z wykorzystaniem czasów relaksacji T1 lub T2 oraz środki terapeutyczne
Laboratorium MRI wyposażone jest w system anestezji wziewnej oraz monitoringu czynności życiowych zwierzęcia w czasie eksperymentów. Ponadto posiadamy odpowiednie uchwyty/łóżeczka dla myszy, szczurów i królików
Posiadane wyposażenie:
Cewki gradientowe:
- cewka o średnicy wewnętrznej 210 mm generująca pole 1 mT/m/A
- cewka o średnicy wewnętrznej 120 mm generująca pole 2 mt/m/A
Cewki nadawczo-odbiorcze
- cewka birdcage o średnicy zewnętrznej 210 mm – służąca do badań na zwierzętach takich jak szczury, króliki
- cewka birdcage o średnicy zewnętrznej 120 mm – służąca do badań na szczurach oraz myszach
- cewki millipead o średnicy 30 mm i 40 mm – służące do badań obiektów biologicznych (myszy) pozwalając uzyskać lepsza zdolność rozdzielczą oraz stosunek sygnał/szum w porównaniu z cewkami typu birdcage
- cewka odbiorcza powierzchniowa – do badania mózgu zwierząt
Elektronowy rezonans paramagnetyczny EPR
Jest techniką badawczą opierającą się na zjawisku absorpcji promieniowania elektromagnetycznego z zakresu MHz – THz przez niesparowane elektrony, w próbkach umieszczonych w zewnętrznym polu magnetycznym, w warunkach rezonansu. Zjawisko to jest wykorzystywane w obrazowaniu EPR (EPRI), w którym to próbka dodatkowo umieszona jest w gradiencie zewnętrznego pola magnetycznego. Umożliwia to wyznaczenie przestrzennego rozkładu centrów paramagnetycznych. CNBM dysponuje spektrometrem Bruker ELEXSYS-II E540 (1 GHz, z falą ciągłą) z rezonatorem E540R23 o średnicy 23 mm, który pozwala na obrazowanie in-vivo myszy.
Spektrometr Bruker ELEXSYS-II E540
Największą zaletą układu pomiarowego jest możliwość obrazowania funkcyjnego, czterowymiarowego (4D Spectral-Spatial Imaging). Otrzymujemy wówczas informacje o kształcie i intensywności rodnika w przestrzeni trójwymiarowej oraz mapę rozkładu wybranej parametru spektralnego np. szerokości linii, lub stałej nadsubtelnej. Wymienione parametry, w przypadku niektórych rodników, są proporcjonalne do stężenia tlenu (pO2) lub pH. Daje to możliwość pomiaru bardzo istotnych parametrów biologicznych i medycznych in-vivo we krwi lub wybranych tkankach. Dobierając odpowiednio sensory (rodniki), można badać inne parametry fizyczne.
Spektrometr Bruker ELEXSYS-II E540
Największą zaletą układu pomiarowego jest możliwość obrazowania funkcyjnego, czterowymiarowego (4D Spectral-Spatial Imaging). Otrzymujemy wówczas informacje o kształcie i intensywności rodnika w przestrzeni trójwymiarowej oraz mapę rozkładu wybranej parametru spektralnego np. szerokości linii, lub stałej nadsubtelnej. Wymienione parametry, w przypadku niektórych rodników, są proporcjonalne do stężenia tlenu (pO2) lub pH. Daje to możliwość pomiaru bardzo istotnych parametrów biologicznych i medycznych in-vivo we krwi lub wybranych tkankach. Dobierając odpowiednio sensory (rodniki), można badać inne parametry fizyczne.
Aparatura:
- Spektrometr Bruker ELEXSYS-II E540 z rezonatorem E540R23
- Układ do anestezji myszy
- Stół z układem do pomiarów EPR na myszach
- Optyczny miernik natlenienia firmy PreSens, Fibox4 z sondą PST7
- Liofilizator Alpha 2-4 LDplus
- Piec Carbolite (1600C)
- Oksymetr fluorescencyjny PreSens Fibox 4
- Wielozadaniowe narzędzie Dremel Platinum Edition 4000-6/128 Corded Multitool (175 W)
Zalety techniki EPR:
- Umożliwia obserwowanie centrów paramagnetycznych: jonów metali, wolnych rodników w materiałach biologicznych, lekach, tkankach oraz krwi.
- Ilościowe wyznaczenie stężenia tlenu w cieczach (np. krwi) poprzez zastosowanie odpowieniego sensora (rodnika).
- Badanie własności polimerów, nanocząstek, wpływu promieniowania jonizującego na materiały biologicznie.
Zalety obrazowania metodą EPR:
- Uzyskanie informacji o przestrzennym rozkładzie wolnych rodników w próbce (2D, 3D). Obrazowanie funkcyjne umożliwia pomiary (2D, 3D oraz 4D). W obrazowaniu 4D uzyskujemy mapę przestrzenną rodnika 3D oraz informację spektralną (np. szerokość linii) dla każdego woksela obrazu. Nałożenie tych danych na siebie daje obraz 4D.
- Możliwe jest monitorowanie lepkości, polarności, pH, natlenienia, uwalniania leków z różnych struktur: nanocząsteczek, włókien itp..
- Możliwe są badania dyfuzyji roztworów rodników przez różne struktury (np. polimery), pomiary pęcznienia ciał stałych podczas nasiąkania.
Przykłady obrazowania EPR:
Fantom z kwasu polimlekowego (PLA) wypełniony roztworem 1 mM TEMPO w wodzie wraz ze zrekonstruowanym obrazem 2D
Polidopamina w polipropylenowej rurce (NuncTM 15 ml) oraz trójwymiarowa, przestrzenna rekonstrukcja gęstosci spinów
