|
|
Preparation of nanoparticles and their use as contrast agents for in vivo imaging.
Odehnalová, Nikola ; Kratochvílová, Irena (referee) ; Turánek,, Jaroslav (advisor)
This diploma thesis deals with the optimalization of synthesis of gold nanoparticles and their surface modification allowing their use as contrast agents for in vivo imaging by CT. Gold nanoparticles were prepared by the Turkevich method and characterized by TEM, DLS, MADLS and UV -Vis. Their surface was functionalized with polyethylene glycol containing a thiol group forming a bond with the Au atoms in the surface of gold nanoparticles. The terminal end of the polymer was methylated or containing an aminooxy group forming an orthogonal bond with hyaluronic acid using click-chemistry. The eligibility for in vivo application of the prepared nanoparticles was verified with stability and cytotoxicity tests. The nanoparticles modified by methylated polyethyleneglycol were injected intravenously into a mouse and their application potential as contrast agents were verified by CT.
|
|
|
In vivo application of holographic endoscopy
Tučková, Tereza ; Brzobohatý,, Oto (referee) ; Bouchal, Petr (referee) ; Uhlířová, Hana (advisor)
Pokrok v porozumění komplexním mozkovým funkcím závisí na schopnosti opticky dosáhnout jakékoli vybrané struktury a oblasti živého mozku se subbuněčným rozlišením při minimálním poškození tkáně. Zpřístupňování hlubších oblastí tkání rozptylujících světlo je v současnosti umožněno zejména vývojem optických endoskopických sond, například mikroendoskopy s gradientními čočkami (GRIN) a svazky optických vláken. Pokrok v metodách holografické modulace světla dosažený v poslední době přinesl jako další nadějný směr pro zobrazování s vysokým rozlišením hluboko ve tkáních použití vícevidových optických vláken (MMF) jako zobrazovacích prvků. Ve srovnání s endoskopy založenými na GRIN čočkách a svazcích optických vláken poskytují MMF nejvyšší poměr rozlišení obrazu ku tloušťce sondy a způsobují minimální poškození tkáně. Úvodní část práce poskytuje přehled o nejmodernějších technologiích hloubkového zobrazování mozku in vivo, vícevidové vláknové endoskopii a jejích principech s cílem představit související technologii. Hlavním technologickým zaměřením práce je použití digitálního mikrozrcátkového zařízení (DMD) k modulaci světla, šířící se MMF sondou. To umožňuje rychlé rastrování fluorescenčního vzorku v zobrazovací rovině za distální hranou vlákna. Byla sestrojena optická sestava využívající tohoto principu, bylo dosaženo vysoké stability a byly pečlivě vyhodnoceny zobrazovací vlastnosti. Ty byly demonstrovány na 2D a 3D fluorescenčních fantomových vzorcích. Dále jsme vyvinuli metodu zpracování obrazu, zlepšující jeho kvalitu a umožňující dosáhnout plného potenciálu difrakčně omezeného rozlišení. Použití algoritmů využívajících regularizované iterativní inverze, případně regularizované přímé pseudoinverze, zvyšuje kontrast a rozlišení obrazu. Další cestou k ex vivo a in vivo zobrazování bylo použití geneticky modifikované myši. Identifikovali jsme vhodné myší modely a ex vivo zobrazování mozku ukázalo, že snímky trpí silným fluorescenčním signálem pozadí z oblastí mimo ohniskovou rovinu. Proto se další práce zaměřila na vývoj technologie útlumu světla založené na konfokálním principu. Byla sestrojena optická sestava pro konfokální filtraci "dírkovou clonkou" s použitím speciální sondy složené z MMF s odstupňovaným indexem lomu spojeného s MMF se skokovým indexem, a druhého DMD. Během zobrazování byl fluorescenční signál shromážděný GRIN-SI-MMF sondou filtrován ve vzdáleném poli sondy, kde se pro každý skenovací ohniskový bod vytváří prstenec. Prstencovitý signál se pak oddělí pomocí masky na DMD2, čímž se také oddělí signál pocházející z ohniska od signálu vznikajícího mimo ohnisko. Na experimentech s použitím fantomového vzorku fluorescenčních mikrokuliček i fixované mozkové tkáně bylo prokázáno, že toto konfokální filtrování vede k zeslabení signálu pozadí, tedy signálu z mimoohniskových rovin, čímž se zvyšuje kontrast a rozlišení snímků. Tento princip konfokální filtrace v holografickém endoskopu byl rovněž demonstrován pomocí nové MMF sondy s bočním zobrazováním. Práce ukazuje jen kousek skládačky dlouhodobého komplexní vývoje optimálního nástroje pro hloubkové tkáňové zobrazování s vysokým rozlišením. Holografický endoskop využívající MMF byl zdokonalen tak, že může sloužit k rutinnímu několikahodinovému zobrazování biologických tkání s možností útlumu světla pocházejícího mimo ohniskovou rovinu. Endoskop byl testován při zobrazování fantomových vzorků i fixovaných plátků myšího mozku a in vivo cév až do hloubky 5 mm.
|
|
|
Antibody derivatives for the detection of human glutamatecarboxypeptidase II
Bělousová, Nikola ; Bařinka, Cyril (advisor) ; Pavlíček, Jiří (referee)
Prostate cancer is one of the most common human malignancies and, consequently it is critical to develop appropriate diagnostic and therapeutic tools. Glutamate carboxypeptidase II (GCPII) is currently being considered one of the most important prostate cancer markers due to its tissue- specific expression. Whereas in healthy prostatic tissue the expression levels of GCPII are low, the transformation into the tumor is associated with the substantial increase of GCPII expression, with the highest levels observed in androgen-independent metastatic tumors. GCPII is thus considered a promising marker for early phase as well as advanced metastatic stages of prostate cancer. Current research is focused on the development of highly sensitive and specific reagents that allow detection of small amounts of GCPII, for example in early stages of cancer. Antibody derivatives are promising molecules for this purpose because they have high affinity and specificity and minimum negative side effects. Protein engineering is a prefered approach for preparation of various antibody molecules that differ in size, binding properties, stability, solubility, and production means. Different types of derivatives are being developed for medical needs such as in vitro diagnosis, therapy, and in vivo imagingSmall molecular...
|
|
|
Preparation of nanoparticles and their use as contrast agents for in vivo imaging.
Odehnalová, Nikola ; Kratochvílová, Irena (referee) ; Turánek,, Jaroslav (advisor)
This diploma thesis deals with the optimalization of synthesis of gold nanoparticles and their surface modification allowing their use as contrast agents for in vivo imaging by CT. Gold nanoparticles were prepared by the Turkevich method and characterized by TEM, DLS, MADLS and UV -Vis. Their surface was functionalized with polyethylene glycol containing a thiol group forming a bond with the Au atoms in the surface of gold nanoparticles. The terminal end of the polymer was methylated or containing an aminooxy group forming an orthogonal bond with hyaluronic acid using click-chemistry. The eligibility for in vivo application of the prepared nanoparticles was verified with stability and cytotoxicity tests. The nanoparticles modified by methylated polyethyleneglycol were injected intravenously into a mouse and their application potential as contrast agents were verified by CT.
|
|
|
Pathophysiology of Spinal Cord Injury Studied by In Vivo Optical Imaging
Vančíková, Sabína ; Valášková, Barbora (advisor) ; Špicarová, Diana (referee)
Patients suffering from spinal cord injury experience physical, social, and vocational impairment. It is a condition often causing a permanent disability mainly due to axonal regeneration incapability in the central nervous system. The primary insult simultaneously damages cells in the lesion site and initiates a cascade of secondary cellular, vascular, and biochemical events extending the injury. These pathophysiological mechanisms are examined using multiple approaches. Novel imaging techniques complement classical histopathological methods and neuroanatomical tracing. Recent studies employ transgenic mice and two-photon microscopy to observe single cells in the injury site and the nearby vasculature in vivo longitudinally. In vivo optical imaging enables studying of axonal responses, such as degeneration, regeneration, and neurovascular interactions. It also gives an opportunity to assess the effects of applied drugs directly. New findings lead to a better understanding of the pathophysiology of spinal cord injury, resulting in the ability to develop other therapeutic strategies improving the outcome after injury. Keywords: spinal cord injury, pathophysiological mechanisms, axonal regeneration, Wallerian degeneration, animal models, transgenic mice, in vivo imaging, two-photon excitation microscopy
|
|
|
Antibody derivatives for the detection of human glutamatecarboxypeptidase II
Bělousová, Nikola ; Bařinka, Cyril (advisor) ; Pavlíček, Jiří (referee)
Prostate cancer is one of the most common human malignancies and, consequently it is critical to develop appropriate diagnostic and therapeutic tools. Glutamate carboxypeptidase II (GCPII) is currently being considered one of the most important prostate cancer markers due to its tissue- specific expression. Whereas in healthy prostatic tissue the expression levels of GCPII are low, the transformation into the tumor is associated with the substantial increase of GCPII expression, with the highest levels observed in androgen-independent metastatic tumors. GCPII is thus considered a promising marker for early phase as well as advanced metastatic stages of prostate cancer. Current research is focused on the development of highly sensitive and specific reagents that allow detection of small amounts of GCPII, for example in early stages of cancer. Antibody derivatives are promising molecules for this purpose because they have high affinity and specificity and minimum negative side effects. Protein engineering is a prefered approach for preparation of various antibody molecules that differ in size, binding properties, stability, solubility, and production means. Different types of derivatives are being developed for medical needs such as in vitro diagnosis, therapy, and in vivo imagingSmall molecular...
|
guest ::
