Προσδιορισμός λιπιδικών εναποθέσεων και συσχέτισή τους με τη λειτουργία βιολογικών δειγμάτων μέσω καταγραφής μή γραμμικών απεικονιστικών μετρήσεων

Το τεκμήριο παρέχεται από τον φορέα :
Πανεπιστήμιο Κρήτης   

Αποθετήριο :
E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο   

δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*



Determination of lipid depositions via the realization of nonlinear imaging measurements and correlation of the data with specific biological processes of various samples
Προσδιορισμός λιπιδικών εναποθέσεων και συσχέτισή τους με τη λειτουργία βιολογικών δειγμάτων μέσω καταγραφής μή γραμμικών απεικονιστικών μετρήσεων

Γαυγιωτάκη, Ευαγγελία

Αθανασάκη, Ειρήνη
Φιλιππίδης, Γεώργιος
Φωτάκης, Κωνσταντίνος
Λουκάκος, Παναγιώτης

text
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

2014-03-28


Οι μη γραμμικές διαδικασίες εμφανίζουν ευρύ φάσμα εφαρμογών τόσο στον τομέα της Φυσικής όσο και στο τομέα της Βιοιατρικής. Συγκεκριμένα , η γένεση Τρίτης Αρμονικής φαίνεται να είναι ένα κατάλληλο απεικονιστικό εργαλείο για την περιγραφή και ποσοτικοποίηση βιολογικών δομών σε μικροσκοπικό επίπεδο. Σε ένα ισοτροπικό μέσο , η γένεση της Τρίτης Αρμονικής από μια πηγή εκπομπής είναι πιθανή, όταν υπάρχουν ανομοιογένειες στο εστιακό όγκο. Η ιδιότητα αυτή θέτει τη Τρίτη Αρμονική ως ένα κατάλληλο εργαλείο, καθώς η μικροσκοπική αντίθεση πραγματοποιείται λόγω της εγγενής ιδιότητας του δείγματος και δεν χρειάζεται να υπάρξει κάποια επιπρόσθετη χρώση . Επιπλέον, η Τρίτη Αρμονική λόγω της μη γραμμικής φύσης της παρέχει απεικόνιση τριών διαστάσεων στην περίπτωση εστιασμένης δέσμης με fs λέιζερ. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία, η μέθοδος της γένεσης της Τρίτης Αρμονικής χρησιμοποιήθηκε ως διαγνωστικό εργαλείο για την κατανόηση της ενεργοποίησης των καρκινικών κυττάρων, στη μικρογλοιακή κυτταρική σειρά BV-2. Αρχικά έγιναν ταυτόχρονες μετρήσεις γένεσης της Τρίτης Αρμονικής και του Διφωτονικού Φθορισμού, χρησιμοποιώντας μόνο μια δέσμη, στη πρότυπη διάταξη που κατασκευάστηκε στο εργαστήριο, ώστε να γίνει ακριβής ταυτοποίηση των υποκυταρικών βιολογικών δομών που δίνουν σήμα Τρίτης Αρμονικής. Συγκεκριμένα, για την ταυτοποίηση αυτή χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικές χρώσεις και στις δύο καταστάσεις των κυττάρων ( ενεργοποιημένα – μη-ενεργοποιημένα). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το σήμα της Τρίτης Αρμονικής προέρχεται κυρίως από τις λιπιδικές εναποθέσεις των βιολογικών δειγμάτων. Επίσης, στη μελέτη αυτή η γένεση της Τρίτης Αρμονικής χρησιμοποιήθηκε για να γίνει ποσοτικοποίηση στο μέσο εμβαδό και στη μέση τιμή έντασης της Τρίτης Αρμονικής αντίστοιχα, πριν και μετά την ενεργοποίηση των κυττάρων. Οι μετρήσεις απεικόνισης της Τρίτης Αρμονικής μας παρέχουν μια ποσοτική περιγραφή των δομών (λιπίδια), χωρίς καμία χρώση. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν ότι τα ενεργοποιημένα BV-2 κύτταρα παρουσιάζουν μεγαλύτερη συγκέντρωση λιπιδίων και οι τιμές έντασης της Τρίτης Αρμονικής είναι μεγαλύτερες για τα ενεργοποιημένα κύτταρα σε σχέση με τα μη- ενεργοποιημένα. Τέλος, πραγματοποιήθηκε ποσοτικοποίηση εμβαδού και έντασης της Τρίτης Αρμονικής υπό διαφορετικές συνθήκες τροφής για τη κυτταρική σειρά BV-2. Ειδικότερα, έγινε διάκριση μεταξύ ενεργοποιημένων και μη – ενεργοποιημένων κυττάρων για τις τρεις διαφορετικές καταστάσεις τροφής. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν φαίνονται να είναι ενθαρρυντικά και θέτουν την Τρίτη Αρμονική ως ένα κατάλληλο διαγνωστικό εργαλείο για την έρευνα κατά του καρκίνου. (EL)
Nonlinear optical processes have found widespread application in fields ranging from fundamental physics to biomedicine. Specifically, Third Harmonic Generation (THG) seems to be a suitable imaging tool for the delineation and quantification of biological structures at the microscopic level. In an isotropic medium, THG using focused femtosecond (fs) beams as excitation sources is possible only when an inhomogeneity is present in the focal volume. This property by itself already makes THG an ideal tool, since microscopic contrast is realized from the inherent properties of the sample and does not require additional labeling. In addition, the nonlinear nature of the interaction provides THG with inherent three dimensional imaging capabilities when using focused fs laser beams. In this thesis, we attempted to understand the activation of cancer cells by using the THG imaging microscopy as a diagnostic tool and the BV-2 microglia cell line as a representative biological model. Firstly, Third Harmonic Generation (THG) and Two Photon Excitation Fluorescence (TPEF) measurements were simultaneously collected from stained BV-2 cells, by employing a single homemade experimental apparatus, for the exact identification of the subcellular biological structures that gives high THG signals. Three different dyes in both cases of activation (control- activated cells) were used. It was shown that high THG signals arise mostly from lipid depositions. Furthermore, in this study we used the THG microscopy to quantify the changes of mean total area and mean THG intensity values of lipid droplets before and after activation. THG imaging measurements provide a quantitative description of internal structures (lipid droplets), without staining. Activated BV-2 cells present higher lipid concentration and THG intensity values in comparison with the control cells. Finally, we quantified the BV-2 cell line in different feed conditions Differences of mean total area and THG values of intensity of lipid droplets were investigated. Discrimination between control and activated BV-2 cells in three different feeding conditions was achieved. The obtained results are very encouraging for the potential employment of THG imaging modality as a non-destructive diagnostic tool for cancer research. (EN)


Μη γραμμική μικροσκοπία
Biophotonics
Απεικόνιση με γένεση τρίτης αρμονικής
Βιοφωτονική
Nonlinear Microscopy
Imaging by third harmonic generation

Αγγλική γλώσσα





*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.