Marta Filibian
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Il Laboratorio costituisce a tutti gli effetti una piattaforma multimodale per condurre studi avanzati di imaging. Particolarmente conveniente è la possibilità di utilizzare le tomografie MRI e µCT in modo sequenziale sullo stesso campione e poter confrontare le immagini ottenute con le due tecniche utilizzando lo stesso software.
La tecnica della Risonanza Magnetica per Immagini (MRI) permette di ottenere un’ampia gamma di immagini e di informazioni morfologiche, metaboliche e funzionali riguardanti il sistema nervoso, organi e tessuti interni. L’utilizzo della tecnica è cruciale per gli studi non invasivi di tumori, edemi, lesioni, per studi cardiologici Cardio MRI) nonché per studi legati alla connettività e alle funzioni delle aree attivate nel sistema nervoso (Diffusion Tensor Imaging e Functional Imaging fMRI). Con il tomografo MRI è anche possibile condurre la Spettroscopia di Risonanza Magnetica localizzata (MRS) che permette di quantificare simultaneamente e con accuratezza le concentrazioni di diversi metaboliti, quali N-acetil aspartato (NAA), colina (Cho), creatina (Cr), myo inositolo (mIns), composti del glutammato (Glu) e glutammina (Gln), Lattato (Lac) i quali subiscono modifiche sostanziali in presenza di alcune patologie quali ad esempio quelle neurodegenerative e i tumori.
La micro Tomografia a Raggi X (microCT) è in grado di fornire ricostruzioni 3D della struttura interna di un campione raggiungendo una risoluzione spaziale nominale superiore a 2.8 μm, basandosi sulle immagini di proiezione 2D che esso genera quando viene irraggiato. E’ una tecnica applicabile allo studio dell’osso della cui struttura viene fornita una rappresentazione 3D altamente dettagliata senza compromettere successive analisi genetiche e istologiche. L’utilizzo di mezzi di contrasto estende l’uso dello strumento all’analisi non invasiva di vari tessuti molli quali, ma non limitatamente a, polmone, sistema cardiovascolare, cartilagine. Lo
strumento può essere utilizzato anche per lo studio strutturale di biomateriali e biopolimeri.
Dal 2021 il Laboratorio offre anche la possibilità di effettuare misure di Imaging Ottico in modalità di bioluminescenza o fluorescenza nel campo del visibile e nel vicino infrarosso. Rispetto alle altre tecniche l’Imaging Ottico è contraddistinto da un’altissima sensibilità a processi molecolari e metabolici e può identificare eventi che interessano le singole cellule. Alcune delle sue classiche applicazioni possono essere il tracking della biodistribuzione di cellule marcate con reporters fluorescenti e lo studio di reazioni enzimatiche e dell’espressione genica coinvolti nella progressione delle malattie.
Strumentazione
Il sistema MRI Bruker PharmaScan è dotato di un magnete orizzontale a 7 Tesla, con un foro da 16 cm. Il sistema si basa su elettronica Avance NEO e gradienti ruker BGA 9S HP con un’ intensità massima di 760 mT / m . Il tomografo è dotato di 4 canali di trasmissione e ricezione ed oltre al segnale del protone può acquisire anche i segnali di altri X nuclei ( 13 C, 19 F, 23 Na). E’ presente un sistema di supporto ManPac che garantisce un posizionamento estremamente preciso e riproducibile del. Il campo elevato del PharmaScan permette di aumentare la sensitività degli studi di Risonanza Magnetica e di raggiungere una risoluzione ottimale per investigare strutture di dimensioni millimetriche. Inoltre esso migliora la sensitività in applicazioni particolarmente avanzate e dipendenti dal Chemical Shift, per esempio la MRS, e dalla Suscettività Magnetica locale, per esempio la fMRI studiata tramite il contrasto BOLD (blood oxygenation level dependent).
Il sistema SkyScan 1276 è dotato di una sorgente di raggi X variabile da 20 a 100 kV e di un rivelatore a 11Mp. Ha la possibilità di eseguire ingrandimenti variabili e di aggiungere una risoluzione spaziale elevata, con pixel size inferiore ai 3 Micron e la capacità di risolvere dettagli dell’ordine di 5-6 Micron. SkyScan è studiato anche per studi longitudinali poiché la dose di radiazioni può essere adeguatamente contenuta. Il sistema è dotato inoltre di software per analisi di immagini 2D/3D e la ricostruzione veloce di immagini 3D realistiche con il software InstaRecon.
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Lo scanner IVIS Lumina III è uno strumento di semplice utilizzo che permette di ottenere immagini 2D fino a una risoluzione spaziale di 50 micron, basate sull’ acquisizione di bioluminescenza e fluorescenza tramite CCD ad elevata efficienza quantica. Lavora nel campo dei 300-900 nm ed è dotato di 26 filtri controllabili dal computer. Lo strumento è motorizzato e riscaldato e permette di ottenere immagini con un FOV variabile tra 5 e 12.5 cm di lato. Il computer collegato allo strumento è dotato del software Living Image che permette analisi avanzate, come la rimozione dell’autofluorescenza e la quantificazione separata di segnali multipli di fluorescenza.