Minimum-phase Basée Sur Les Fonctions De Traitement Dans Le Domaine Fréquentiel Optique Systèmes Tomographie En Cohérence

Journal of the Optical Society of America. A, Optics, Image Science, and Vision. Jul, 2006  |  Pubmed ID: 16783430

Nous présentons une technique de traitement simple qui utilise le concept de phase minimale des fonctions visant à améliorer le domaine fréquentiel optiques systèmes de tomographie de cohérence. Notre approche supprime le bruit d'autocorrélation et augmente donc à la fois la gamme de profondeur accessible et l'exactitude de récupération. À notre connaissance, c'est la première fois que le concept de phase minimale des fonctions a été appliqué afin d'améliorer la tomographie par cohérence optique.

Microscopie à Balayage Différentiel En Champ Proche Optique

Nano Letters. Nov, 2006  |  Pubmed ID: 17090100

Nous théoriquement et expérimentalement illustrent une nouvelle ajourée en champ proche microscopie optique à balayage (SNOM) technique, appelée différentielle NSOM (DNSOM). Il comporte une relativement grande de balayage (par exemple, 0,3 à 2 mère de large) rectangulaire ouverture (ou d'un détecteur) dans le champ proche-d'un objet et de puissance d'enregistrement détectée en fonction de la position de balayage. La reconstruction d'image est obtenue en prenant une dérivée à deux dimensions de la carte de puissance nominal. La différence NSOM perforé classique, la taille de l'ouverture rectangulaire / détecteur ne pas déterminer la résolution de DNSOM; lieu, la résolution est pratiquement déterminée par la netteté des coins de l'ouverture rectangulaire / détecteur. Principes de DNSOM peut également être étendu à d'autres ouvertures / détecteur de géométries telles que des triangles et des parallélogrammes.

Diminution Du Chatoiement Dans Optiques Images Tomographie En Cohérence à L'aide De Filtrage Numérique

Journal of the Optical Society of America. A, Optics, Image Science, and Vision. Jul, 2007  |  Pubmed ID: 17728812

Bruit de speckle est un artefact omniprésente qui limite l'interprétation des images de tomographie optique de cohérence. Ici, nous appliquons diverses chatoiement de réduction des filtres numériques à des images de tomographie optique de cohérence et de comparer leurs performances. Nos résultats indiquent que shift-invariants, non orthogonales d'ondelettes-basé sur la transformation ainsi que des filtres amélioré Lee et les filtres adaptatifs Wiener peut considérablement réduire le chatoiement et d'augmenter le rapport signal-bruit, tout en préservant les bords forts. Le chatoiement des capacités de réduction de ces filtres sont également comparés à la réduction du chatoiement de compoundage angulaire incohérente. Nos résultats suggèrent que l'utilisation de ces filtres numériques, le nombre d'angles différents nécessaires pour atteindre un certain niveau de réduction du chatoiement peut être diminué.

Ultra Wide-field Lens-libre De Surveillance Des Cellules Sur Puce

Lab on a Chip. Jan, 2008  |  Pubmed ID: 18094767

Nous avons expérimentalement et théoriquement démontrer la preuve de principe d'une nouvelle plate-forme de lentille sans surveillance cellule qui consiste à utiliser un réseau de capteurs opto-électroniques pour enregistrer l'image de l'ombre de cellules sur le plan du capteur. Cette technologie peut surveiller / compter les cellules sur un champ de vision qui est plus de deux ordres de grandeur plus grand que celui d'un microscope optique classique. En outre, il ne nécessite aucun balayage mécanique ou les éléments optiques, tels que les objectifs de microscope ou de lentilles. Nous montrons également que cette approche optique peut facilement être combiné avec des canaux microfluidiques, permettant parallèlement sur puce de suivi des différents types de cellules différentes, par exemple, cellules sanguines, les fibroblastes NIH-3T3, les cellules souches embryonnaires murines, AML-12 hépatocytes. Une application importante de cette approche pourrait être un miniaturisé au point de la technologie des soins pour obtenir T CD4 des lymphocytes de patients infectés par le VIH dans les pays à ressources limitées.

Interférométrie Fluorescence: Principes Et Applications En Biologie

Annals of the New York Academy of Sciences. 2008  |  Pubmed ID: 18596334

L'utilisation de rayonnement de fluorescence est d'une importance fondamentale pour aborder les problèmes de mesure dans les sciences du vivant, avec des démonstrations récentes des systèmes de palpage biologiques à l'échelle nanométrique. Habituellement, la lumière fluorescente des outils et des techniques de l'utilisation de l'intensité des ondes lumineuses, qui est facilement mesurée par des détecteurs. Cependant, la phase d'une onde de fluorescence contient subtile, mais non moins importante, des informations sur la vague, et pourtant, il a été en grande partie inexploré. Ici, nous introduisons le concept de l'interférométrie de fluorescence pour permettre la mesure de l'information de phase des ondes lumineuses fluorescentes de. En principe, l'interférométrie de fluorescence peut être considéré comme une forme unique de faible cohérence optique qui utilise l'interférométrie fluorophores comme une source de lumière de faible cohérence temporelle. Interférométrie fluorescence ouvre de nouvelles voies pour développer de nouveaux fluorescente à base de lumière d'imagerie, de télédétection, allant, et le profilage des méthodes qui ressemblent dans une certaine mesure des techniques d'interférométrie à partir de sources de lumière blanche. Nous proposons deux réalisations expérimentales de l'interférométrie de fluorescence qui détectent la figure d'interférence exprimés par les champs de fluorescence. Cet article discute de leurs capacités de mesure et les limites et les compare avec ceux offerts par les optiques à faible cohérence régimes interférométriques. On a également décrire des applications de l'interférométrie de fluorescence à l'imagerie, allant, et les tâches de profilage et de résultats expérimentaux présents à grand champ de section transversale d'imagerie à haute résolution et à grande plage de profondeur, ainsi que le profilage quantitative avec du nanomètre niveau de précision. Enfin, nous signalons les orientations futures de la recherche en interférométrie de fluorescence, comme la tomographie par fluorescence des organismes entiers et l'extension à l'interférométrie moléculaire au moyen de boîtes quantiques et la bioluminescence.

Multi-angle LUCAS Pour Haut-débit Sur Puce Cytométrie

Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. 2008  |  Pubmed ID: 19163046

Nous illustrons ce que par l'enregistrement sous-échantillonnés de diffraction de cellules à différents angles d'éclairage, nous pouvons réaliser à haut débit sur puce caractérisation d'une solution hétérogène de cellules sur un volume ultra grande d'environ 5 ml. Cette plate-forme, appelée multi-angle LUCAS, est particulièrement prometteur pour des applications rentables des cellules au point de soins de comptage.

Lensfree Imagerie Holographique Sur Puce Pour Cytométrie Et Diagnostics

Lab on a Chip. Mar, 2009  |  Pubmed ID: 19255659

Nous avons expérimentalement illustrent une plate-forme d'imagerie holographique lensfree à effectuer sur la puce cytométrie. En contrôlant la cohérence spatiale de la source d'éclairage, nous enregistrons un diagramme de diffraction holographique 2D de chaque cellule ou micro-particules sur une puce en utilisant un tableau haute résolution du capteur qui a environ 2 taille de pixel microm. L'image enregistrée holographique est ensuite traitée en utilisant un algorithme de décision personnalisé développé pour faire correspondre la texture hologramme détecté à des images existantes de la bibliothèque pour les sur-puce de caractérisation et de comptage d'une solution hétérogène de l'intérêt. La signature de diffraction holographique d'un objet microscopique est significativement différent de la figure de diffraction classique de l'objet même. Il améliore le rapport signal sur bruit et l'uniformité de signature des motifs de cellule, et présente également une sensibilité et une pour sur-puce d'imagerie de faiblement diffusant objets tels que des bactéries en phase petites ou des cellules. Nous vérifions des performances nettement améliorées de cette approche cytométrie sur puce holographique par caractériser automatiquement des solutions hétérogènes de globules rouges, cellules de levure, E. coli et de différentes tailles micro-particules sans l'utilisation de toutes les lentilles ou les objectifs de microscope. Cette plate-forme holographie lensless sur puce sera particulièrement utile pour le point-of-care cytométrie et les applications de diagnostic impliquant par exemple, les maladies infectieuses comme le VIH ou le paludisme.

Microfluidique Intégration Et Imagerie Sans Lentille Pour Point-of-care Test

Biosensors & Bioelectronics. Jul, 2009  |  Pubmed ID: 19467854

Nous démontrons une plate-forme intégrée qui fusionne une puce microfluidique avec l'imagerie sans lentille de CD4 cibles (+) des lymphocytes T comtes pour le VIH au point de soins essais à ressources limitées. Les puces ont été conçues et fabriquées tout simplement avec un cutter laser sans utiliser de matériel de salle blanche chère. À capturer CD4 +) les lymphocytes T à partir du sang, anticorps anti-CD4 a été immobilisé sur un seul côté de la puce microfluidique. Ces cellules capturées ont été détectés par une puce optiquement clair en utilisant un dispositif à couplage de charge (CCD) par les techniques d'imagerie sans lentille ombre. Image en niveaux de gris des cellules capturées dans un 24 mm x 4 mm x 50 microm des puces microfluidiques a été obtenue par la plate-forme d'imagerie sans lentille. Le logiciel de comptage automatique de la cellule a énuméré les cellules capturées dans 3s. Les cellules capturées ont également été imagé avec un microscope à fluorescence et comptées manuellement pour caractériser la fonctionnalité de la plate-forme intégrée. La plate-forme intégrée atteint 70,2 + efficacité de captage / -6,5%, 88,8 + spécificité de capture / -5,4% pour CD4 (+) les lymphocytes T, 96 + / -1,6% de l'efficacité de la CCD, et de 83,5 + / -2,4% de performance plate-forme globale ( n = 9 appareils) par rapport à l'étalon-or, le comte c.-à-cytométrie en flux. Le système intégré donne un nombre de CD4 du sang à moins de 10 min. La plate-forme intégrée souligne une direction prometteuse pour le point-of-care testing (POCT) à saisir rapidement, l'image et des sous-populations de cellules de comptage à partir d'échantillons de sang dans une affaire automatisé.

À Haut Débit D'imagerie Et La Caractérisation Lensfree D'une Solution Hétérogène De Cellules Sur Une Puce

Biotechnology and Bioengineering. Feb, 2009  |  Pubmed ID: 18853435

Une plate-forme à haut débit sur puce d'imagerie qui peut rapidement surveiller et caractériser les divers types de cellules dans une solution hétérogène sur une profondeur de champ d'environ 4 mm et un champ de vision d'environ 10 cm (2) est introduit. Ce puissant système peut rapidement l'image / de surveiller de multiples couches de cellules, dans un volume d'environ 4 ml tout en parallèle, sans la nécessité pour toutes les lentilles, le microscope-objectifs ou tout balayage mécanique. Dans ce système à haut débit sans lentille d'imagerie, le diagramme de diffraction classique (c.-à-, l'ombre) de chaque particule de micro-échantillon dans le volume entier est détecté en moins d'une seconde en utilisant une puce de capteur opto-électronique. L'image acquise est alors l'ombre traitées numériquement en utilisant une mesure développé "algorithme de décision" pour permettre l'identification de l'emplacement de particules en 3D et la caractérisation de chaque type de micro-particules dans le volume de l'échantillon. Grâce à des résultats expérimentaux, nous montrons que les différents types de cellules (par exemple, les globules rouges, les fibroblastes, etc) ou d'autres micro-particules tous les modèles d'exposition unique ombre différentes et ne peuvent donc être rapidement identifié sans ambiguïté en utilisant l'algorithme de décision mis au point, permettant de haute la caractérisation débit-d'une solution hétérogène. Cette lensfree sur la plate-forme d'imagerie cellulaire puce montre une promesse importante en particulier pour les applications médicales de diagnostic pertinentes aux problèmes de santé mondiaux, où compacts et rentable des outils de diagnostic sont nécessaires de toute urgence en situation de ressources limitées.

Color Imaging Lensfree Sur Une Puce De Décodage Nanostructurés Utilisant La Compression

Applied Physics Letters. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21173866

Nous démontrons niveau sous-pixel de couleur capacité d'imagerie sur une plate-forme de microscopie lensfree incohérente sur puce. En utilisant un substrat nanostructurée, l'émission incohérente du plan d'objet est modulée pour créer un motif de diffraction en champ lointain uniques correspondant à chaque point du plan d'objet. Ces motifs de diffraction lensfree sont ensuite extraits dans le domaine lointain en utilisant une couleur capteur-matrice, où les pixels ont trois différents types de filtres de couleur à rouge, vert et bleu (RVB) longueurs d'onde. Les motifs de diffraction enregistrées RVB (pour chaque point sur le substrat structuré) forment une base qui peut être utilisé pour reconstruire rapidement une distribution arbitraire multicolore objet incohérente au sous-pixel de résolution, en utilisant un algorithme d'échantillonnage à la compression. Cette plate-forme d'imagerie lensfree calcul pourrait être très utile pour créer un fluorescent compact sur puce microscope qui a une capacité d'imagerie couleur.

Holographique Opto-fluidique Microscopie

Optics Express. Dec, 2010  |  Pubmed ID: 21197025

Au cours des dix dernières années microfluidique a créé une plate-forme polyvalente qui a fait progresser considérablement la façon dont les micro-organismes et l'échelle des objets sont contrôlées, traitées et analysées, en améliorant les aspects coût, de compacité et le débit d'analyse. Microfluidique a également élargi dans l'optique de créer reconfigurables et flexibles de dispositifs optiques tels que des lentilles reconfigurables, les lasers, guides d'ondes, les commutateurs, et sur puce de microscopes. Nous présentons ici une modalité nouvelle microscopie opto-fluidique, c.-à-holographique Opto-fluidique microscopie (CDM), basée sur l'imagerie holographique sans lentille. Cette modalité d'imagerie complète à la miniaturisation fourni par la microfluidique et permettrait l'intégration de la microscopie en vigueur sur puce dispositifs microfluidiques avec des fonctionnalités différentes. Notre modalité d'imagerie utilise partiellement cohérent en ligne holographie et pixel de super-résolution afin de créer des images haute résolution amplitude et de phase des objets circulant au sein de micro-fluidiques canaux, ce qui nous démontrent par l'imagerie de C. elegans, Giardia lamblia, et le pollen Mulberry. CDM n'implique pas des procédés de fabrication complexes ou de l'alignement précis, pas plus qu'elle n'exige une circulation très homogène d'objets dans des canaux microfluidiques.

Lensfree De Détection Sur Une Puce Microfluidique Utilisant Nanoapertures Plasmonique

Applied Physics Letters. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21203381

On démontrer lensfree sur puce de détection dans un canal microfluidique utilisant nanoapertures plasmonique qui sont éclairés par une source partiellement cohérente quasimonochromatic. Dans cette approche, les modèles de diffraction lensfree de nanoapertures métalliques situées au fond d'un canal microfluidique sont enregistrés en utilisant un capteur optoélectronique-tableau. Ces figures de diffraction lensfree peuvent ensuite être traitées rapidement, en utilisant des techniques de récupération de phase, à dos de propager les champs optiques à une profondeur arbitraire, la création numérique ont porté les modes de transmission complexes. Corrélation croisée de ces modèles permet lensfree sur puce de détection de l'indice de réfraction locale entourant le champ proche des nanoapertures plasmoniques. Basé sur ce principe, nous démontrer expérimentalement la détection de lensfree indice de réfraction change aussi petites que ~ 2 × 10 (-3). Cette approche sur-puce de détection pourrait être très utile pour le développement des technologies de puces à ADN sans étiquette par des milliers de multiplexage de structures plasmoniques sur la même puce microfluidique, qui peut augmenter considérablement le débit de détection.

Lensfree Fluorescent Sur-puce D'imagerie Utilisant Un échantillonnage à La Compression

Optics and Photonics News. Dec, 2010  |  Pubmed ID: 21546979

Lensfree Imagerie Holographique Des Biopuces D'anticorps à Haut Débit Pour La Détection De Nombre De Leucocytes Et De Fonction

Analytical Chemistry. May, 2010  |  Pubmed ID: 20359168

La caractérisation de leucocytes est une partie intégrante de l'analyse du sang et des diagnostics. Dans le présent document, nous combinons lensless imagerie holographique avec des microréseaux d'anticorps pour l'analyse rapide et multiparamétrique des leucocytes du sang humain. Les anticorps monoclonaux (Abs) spécifiques pour des antigènes de surface des leucocytes (lymphocytes CD4 et CD8) et des cytokines (TNF-alpha, IFN-gamma, IL-2) ont été imprimés dans un tableau de façon à juxtaposer de capture de cellules et d'anticorps de détection des cytokines (Ab) taches. Intégration de puces Ab dans une chambre d'écoulement microfluidique (4 volumes MUL) suivie d'une incubation avec du sang humain a entraîné la capture de CD4 et CD8 T-cellules sur des taches spécifiques Ab. Sur la puce d'activation mitogénique de ces cellules induit la libération de molécules de cytokines qui ont ensuite été capturés sur des taches voisines Ab anticytokines. La liaison des molécules d'IL-2, TNF-alpha, et l'IFN-gamma sur leurs taches respectives Ab a été détecté en utilisant la peroxydase de raifort (HRP) étiquetés Abs anticytokines et un réactif de couleur visible. Lensfree imagerie holographique a été ensuite utilisé pour rapidement (environ 4 s) CD4 et CD8 énumérer les lymphocytes T capturé sur des spots Ab et de quantifier le signal émanant de cytokines IL-2, TNF-alpha, et l'IFN-gamma taches sur la même puce. Pour démontrer l'utilité de notre approche pour la surveillance des maladies infectieuses, des échantillons de sang de volontaires sains et des virus de l'immunodéficience humaine (VIH) ont été les patients infectés par analysés afin de déterminer le ratio CD4/CD8, un important VIH / SIDA marqueur diagnostique. Le ratio obtenu en lensfree sur-puce d'imagerie des cellules CD4 et CD8 T-cellules capturées sur des spots Ab était en étroit accord avec le comptage des cellules à base de la microscopie conventionnelle. Le présent document, décrivant l'utilisation de puces à ADN en tandem Ab et lensfree imagerie holographique, ouvre la voie pour le développement futur des appareils de cytométrie en miniatures pour l'analyse de sang multiparamétrique au point de soins ou dans un environnement aux ressources limitées.

Grand Champ-de-vue Sans Lentille D'imagerie Fluorescente Sur Une Puce

Lab on a Chip. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20379564

Nous démontrons une plate-forme sur-puce de détection fluorescente qui peut cellules fluorescentes image simultanément des micro-objets ou étiqueté plus d'un ultra-grand champ de vision de 2,5 cm x 3,5 cm sans l'utilisation de toutes les lentilles, les filtres à couches minces et les scanners mécaniques . Un tel champ de vision large lensless modalité d'imagerie fluorescente, en dépit de sa résolution limitée, pourrait être très important pour les applications de criblage à haut débit ainsi que pour la détection et le comptage des cellules rares, dans une grande surface des dispositifs microfluidiques.

Sur La Puce Microscopie Contraste Interférentiel Différentiel Utilisant Lensless Holographie Numérique

Optics Express. Mar, 2010  |  Pubmed ID: 20389485

On introduit l'utilisation d'un cristal biréfringent avec holographie numérique sans lentille à créer une interférence sur la puce de contraste différentiel (DIC) microscope. Utilisation d'une source incohérente avec une grande ouverture, dans ligne hologrammes de micro-objets sont créés, qui coopèrent avec un cristal uniaxe et un polariseur absorbant, codant des informations de contraste d'interférence différentielle des objets sur la puce. Malgré le fait que une unité de grossissement de franges et une source incohérente avec une grande ouverture ont été utilisés, holographique de traitement numérique de ces hologrammes reprend rapidement l'image de contraste de phase différentielle de l'échantillon sur une large champ de vision d'environ 24 mm (2 ).

Color Imaging Et Lensless Monochrome Sur Puce De Caenorhabditis Elegans Sur Une Large Champ De Vision

Lab on a Chip. May, 2010  |  Pubmed ID: 20390127

Nous démontrons la couleur et monochrome sur-puce d'imagerie d'échantillons Caenorhabditis elegans sur une large champ de vue à l'aide lensless incohérente en ligne holographie. Reconstruction numérique des hologrammes enregistrées sans lentille crée rapidement les images C. elegans dans <1 s sur un champ de vision de> 24 mm 2. Par numériquement combinant les images reconstruites à trois longueurs d'onde différentes (rouge, vert et bleu), des images en couleur d'échantillons teints sont également acquis. Cette gamme modalité champ de vue et compact d'imagerie sur puce permet également une intégration directe avec les systèmes microfluidiques.

Compact, Léger Microscope Et Le Coût-efficace, Basé Sur Holographie Incohérente Lensless Pour Les Applications De Télémédecine

Lab on a Chip. Jun, 2010  |  Pubmed ID: 20401422

Malgré les progrès rapides en matière d'imagerie optique, la plupart des modalités de microscopie de pointe nécessitent encore complexes et coûteux set-ups qui, malheureusement, limitent leur utilisation au-delà de laboratoires bien équipés. Dans l'intervalle, la microscopie dans le pays à ressources limitées a des exigences très différentes de celles rencontrées dans les laboratoires de pointe, et des dispositifs d'imagerie telles devraient être rentable, compact, léger et de manière appropriée précis et simple pour être utilisable par le personnel peu qualifié. En outre, ces microscopes portables devraient idéalement être intégrés numériquement dans le cadre d'un réseau de télémédecine qui relie différents mobiles prestataires de soins à un laboratoire central ou à l'hôpital. À cette fin, ici nous démontrons une lensless sur puce microscope pesant environ 46 grammes avec des dimensions plus petites que 4.2 cm x 4.2 cm x 5.8 cm qui atteint le sub-cellulaire de résolution sur un grand champ de vue d'environ 24 mm (2). Ce microscope compact et léger est basé sur le numérique en ligne holographie et n'a pas besoin de lentilles, encombrants composants optiques / mécaniques ou des sources cohérentes comme les lasers. Au lieu de cela, il utilise un simple émetteur de lumière à diode (LED) et un compact capteur opto-électronique-réseau pour enregistrer des hologrammes lensless des objets, ce qui permet ensuite rapidement la reconstruction numérique de la transmission régulière ou le contraste d'interférence différentiel (DIC) des images de la objets. Parce que ce lensless microscope holographique incohérente a des ordres de grandeur amélioration de l'efficacité de collecte de lumière et est très robuste aux distorsions mécaniques, il peut offrir un outil de rapport coût-efficacité, surtout pour les applications de télémédecine impliquant divers problèmes de santé mondiaux dans les pays à ressources limitées.

Microscopie Lensfree Sur Un Téléphone Portable

Lab on a Chip. Jul, 2010  |  Pubmed ID: 20445943

Nous démontrons lensfree microscopie numérique sur un téléphone portable. Ce microscope compact et léger holographique installé sur un téléphone portable n'utilise pas les lentilles, les lasers ou d'autres composants optiques volumineux et il peut offrir un outil rentable pour les applications de télémédecine pour traiter divers problèmes de santé mondiaux. Pesant environ 38 grammes (<1,4 onces), cette plate-forme d'imagerie lensfree peut être fixé mécaniquement à l'appareil photo d'un téléphone portable où les échantillons sont chargés à partir du côté, et sont verticalement éclairé par une simple diode électroluminescente (LED). Cette lumière incohérente LED est ensuite diffusée à partir de chaque micro-objet de manière cohérente interférer avec la lumière d'arrière-plan, la création de l'hologramme lensfree de chaque objet sur le réseau de détecteurs du téléphone cellulaire. Ces signatures holographiques capturé par la reconstruction cellulaire permis d'images microscopiques des objets par le biais de traitement numérique rapide. Nous rapportons les performances de ce microscope portable lensfree par imagerie de différentes tailles micro-particules, ainsi que les globules rouges, globules blancs, les plaquettes et un parasite d'origine hydrique (Giardia lamblia).

À Haut Débit Sans Lentille Analyse De Sang Sur Une Puce

Analytical Chemistry. Jun, 2010  |  Pubmed ID: 20450181

Nous présentons une étude détaillée de la performance de la lentille sans microscopie holographique vers analyse à haut débit du sang sur la puce. Utilisation d'une source incohérente qui est spatialement émanant d'une grande ouverture, le comptage automatique des globules rouges avec un minimum étapes de préparation d'échantillon à des densités atteignant jusqu'à environ 0,4 x 10 (6) des cellules / muL est présenté. Utilisation de la même lentille sans plateforme de microscopie holographique, on a également caractériser le volume des globules rouges au niveau de cellule unique à travers la récupération de l'information de phase optique de chaque cellule. Nous avons en outre démontrer la mesure de la concentration en hémoglobine des échantillons de sang total ainsi que le comptage automatique de globules blancs, aussi céder une résolution spatiale au niveau subcellulaire suffisante pour différencier les granulocytes, les monocytes et les lymphocytes de l'autre. Ces résultats découvrir les perspectives de la lentille sans holographique sur-puce d'imagerie de fournir un outil utile pour les problèmes de santé mondiaux, notamment en facilitant l'analyse de sang total dans les pays pauvres environnements.

Lensfree Sur Puce D'imagerie Utilisant Surfaces Nanostructurées

Applied Physics Letters. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20502644

Nous introduisons l'utilisation de surfaces nanostructurées pour lensfree sur puce microscopique. Dans ce mode d'imagerie sur puce incohérente, l'objet d'intérêt est directement placé sur un film métallique mince nanostructurée, où la lumière émise à partir du plan d'objet, après avoir été modulés par les nanostructures, diffracte sur une courte distance à échantillonner par un détecteur -tableau sans l'utilisation de toute lentille. Le diagramme de diffraction détecté dans le champ lointain permet alors de reconstruction de la distribution rapide de l'objet sur la puce au niveau de sous-pixel en utilisant un algorithme de compression d'échantillonnage. Cette modalité d'imagerie basée sur des substrats nanostructurés pourrait être particulièrement utile pour créer des microscopes à fluorescence lensfree sur une puce compacte.

Technologie Intelligente Pour L'accès Mondial Aux Soins De Santé

SPIE Newsroom. Mar, 2010  |  Pubmed ID: 20582244

Multi-angle Holographie Lensless Numérique Pour L'imagerie Résolu Profondeur Sur Une Puce

Optics Express. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20588819

Un multi-angles lensfree imagerie holographique plate-forme qui peut caractériser précisément les deux positions axiales et latérales de cellules situées à l'intérieur multicouches micro-canaux est introduit. Dans cette plate-forme, lensfree hologrammes numériques des micro-objets sur la puce sont enregistrés à l'aide de différents angles d'éclairage éclairage partiellement cohérent. Ces hologrammes numériques commencent à se déplacer latéralement sur le plan du capteur que l'angle d'éclairage de la source est incliné. Depuis le montant exact de ce décalage latéral de chaque hologramme objet peut être calculée avec une précision qui bat la limite de diffraction de la lumière, la hauteur de chaque cellule à partir du substrat peut être déterminée sur un grand champ de vue, sans l'utilisation de toutes les lentilles. Nous démontrons la preuve de concept de cette plate-forme multi-angle imagerie sans lentille en utilisant des diodes électroluminescentes pour caractériser différentes microparticules de taille situés sur une puce avec des sous-micron axiale et la localisation latérale sur environ 60 mm (2) champ de vision. En outre, nous avons réussi à appliquer cette approche d'imagerie sans lentille, simultanément, caractériser des échantillons de sang situées à multi-couches de micro-canaux en termes de chiffres, épaisseurs individuelles et les volumes des cellules à chaque couche. Parce que cette plate-forme ne nécessite pas de lentilles, des lasers ou autres encombrants optiques / mécaniques des composants, il fournit une alternative compacte et à haut débit aux approches classiques pour les applications de cytométrie et de diagnostic impliquant laboratoire sur un système sur puce.

Lensless Imagerie à Grand Champ Fluorescent Sur Une Puce En Utilisant La Compression De Décodage Des Objets épars

Optics Express. May, 2010  |  Pubmed ID: 20588904

Nous démontrons l'utilisation d'un algorithme d'échantillonnage de compression pour les sur-puce d'imagerie fluorescente des objets rares sur un ultra-grand champ de vue (> 8 cm (2)), sans la nécessité pour toutes les lentilles ou le balayage mécanique. Dans cette technique d'imagerie lensfree, des échantillons fluorescents placés sur une puce sont excités par une interface de prisme, lorsque la lumière de pompage est filtré par réflexion totale interne, après l'excitation du volume d'échantillon. La lumière fluorescente émise par le spécimen est collectée au moyen d'un sur-puce plaque frontale à fibres optiques et est délivré à un large champ de vision du réseau de capteurs opto-électronique pour l'enregistrement sans lentille de points fluorescents correspondant aux échantillons. Un algorithme d'optimisation à base d'échantillonnage de compression est ensuite utilisé pour reconstruire la distribution rapide de sources rares fluorescentes à réaliser environ 10 résolution spatiale micromètre sur toute la région active du capteur à réseau, soit sur une imagerie champ de vision de plus de 8 cm (2). Un tel champ large plate-forme de lensless l'imagerie de fluorescence pourrait en particulier être importante pour la cytométrie en imagerie à haut débit, l'analyse des cellules rares, ainsi que pour la recherche micro-array.

Lensfree Sur Puce Microscopique Sur Un Grand Champ De Vue Utilisation De Pixel Super-résolution

Optics Express. May, 2010  |  Pubmed ID: 20588977

On démontrer lensfree microscopie holographique sur une puce d'atteindre environ 0,6 micromètre résolution spatiale correspondant à une ouverture numérique d'environ 0,5 sur une large champ de vision d'environ 24 mm2. En utilisant éclairage partiellement cohérent à partir d'une grande ouverture (environ 50 micromètre), nous acquérons lensfree résolution inférieure en ligne hologrammes des objets avec un grossissement de frange unité. Pour chaque hologramme lensfree, la taille du pixel à la puce de capteur limite la résolution spatiale de l'image reconstruite. Pour contourner cette limitation, nous mettons en œuvre un sous-pixel déplacement basé sur l'algorithme de super-résolution à récupérer efficacement hologrammes résolution beaucoup plus élevés numériques des objets, permettant sub-micronique résolution spatiale à atteindre à travers la surface de la puce de capteur active entière, qui est aussi l'équivalent à l'imagerie champ de vision (24 mm2) due à un grossissement unité. Nous démontrons le succès de cette approche pixel de super-résolution par des substrats à motifs d'imagerie transparentes, des échantillons de frottis sanguins, ainsi que Elegans Caenoharbditis.

Détection Des Parasites D'origine Hydrique En Utilisant Le Champ-portable Et Le Coût-efficacité Microscopie Lensfree

Lab on a Chip. Sep, 2010  |  Pubmed ID: 20694255

Protection de la santé humaine et le bien-être grâce à la gestion de la qualité de l'eau est un objectif important pour les pays développés et les parties du monde en développement. Dans l'intervalle, les techniques de désinfection insuffisantes continuent à ne pas éliminer les contaminants pathogènes dans l'eau douce ainsi que les ressources en eau de loisirs. Par conséquent, il ya un besoin important pour le dépistage de la qualité de l'eau pour prévenir les épidémies d'origine hydrique et les incidents de maladies d'origine hydrique. À cette fin, ici, nous enquêter sur l'utilisation d'un microscope à champ-portable et rentable lensfree holographique à l'image et de détecter les parasites protozoaires pathogènes, comme Giardia lamblia et Cryptosporidium parvum à faibles niveaux de concentration. Ce microscope compact lensless (O. Mudanyali et al., Chip Lab, 2010, 10, 1417-1428), pesant environ 46 grammes, réalise une ouverture numérique de environ 0,1-0,2 sur un champ de l'imagerie de vue qui est plus d'un ordre de grandeur plus grand que d'un objectif de 10X typique, et peut donc fournir un outil d'analyse important à haut débit pour la lutte contre les maladies d'origine hydrique en particulier dans les pays à ressources limitées.

Contributeurs à La Question émergente Enquêteurs

Lab on a Chip. Sep, 2010  |  Pubmed ID: 20717627

Compact Et Léger Plate-forme Automatisée D'analyse Du Sperme Utilisation Lensfree Sur Puce Microscopie

Analytical Chemistry. Oct, 2010  |  Pubmed ID: 20836503

Nous démontrons une plate-forme compacte et légère pour effectuer une analyse du sperme automatisé en utilisant un lensfree sur puce microscope. Cette plate-forme d'imagerie holographique sur une puce pèse ~ 46 g, des mesures de ~ 4.2 × 4.2 × 5.8 cm, et ne nécessite pas de lentilles, des lasers ou d'autres composants optiques volumineux pour atteindre la phase et l'amplitude d'imagerie de spermatozoïdes plus ~ 24 mm (2) champ de vue unique avec une ouverture numérique effective de ~ 0,2. L'utilisation de ce lensfree grand champ sur puce microscope, les échantillons de sperme sont imagées pour ~ 10 s, la capture d'un total de ~ 20 images holographiques. Par soustraction numérique de ces images lensfree consécutifs, suivie par un traitement approprié des images reconstruites, permet de quantifier automatisé du comte, la vitesse et les trajectoires dynamiques de spermatozoïdes mobiles, tandis que la somme des cadres mêmes permet le comptage des spermatozoïdes immobiles. Un tel compact et léger plate-forme automatisée d'analyse du sperme en cours d'exécution sur un lensfree grand champ sur la puce au microscope pourrait être particulièrement important pour les cliniques de fertilité, des tests de fertilité masculine personnelles, ainsi que pour utilisation sur le terrain en médecine vétérinaire, comme dans l'agriculture haras et l'élevage demandes.

Lensfree Sur Puce Holographie Facilite Les Applications De Microscopie Nouveaux

SPIE Newsroom. May, 2010  |  Pubmed ID: 21643449

Réflexion Combiné Et Microscope à Transmission Pour Les Applications De Télémédecine En Milieu De Terrain

Lab on a Chip. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 21709875

Nous démontrons un microscope de champ portable position verticale et inversée qui peuvent spécimens d'image à la fois la réflexion et les modes de transmission. Cet appareil compact et rentable à double mode microscope ne pèse que ~ 135 grammes (<4,8 onces) et utilise une diode simples électroluminescente (DEL) pour illuminer l'échantillon d'intérêt en utilisant un cube séparateur de faisceau qui est positionnée au-dessus du plan de l'objet. Cette illumination LED est ensuite partiellement réfléchi par l'échantillon à prélever par deux lentilles, la création d'une image de réflexion de l'échantillon sur un opto-électronique de capteur à réseau qui est positionnée au-dessus du cube diviseur de faisceau. En plus de cela, le faisceau d'éclairage est également partiellement transmis par le même échantillon, ce qui jette alors lensfree en ligne hologrammes des mêmes objets sur un deuxième capteur opto-électronique-réseau qui est placé sous le cube séparateur de faisceaux. En reconstruction numérique rapide des hologrammes acquis lensfree, images de transmission (phase et amplitude) de la même spécimen sont également créés. Nous avons testé les performances de ce microscope à champ-portable par imagerie divers micro-particules, des frottis sanguins, ainsi que d'un toboggan histopathologie correspondant à du tissu cutané. Être compact, un microscope léger et rentable, cette réflexion et la transmission combinée pourrait être particulièrement utile pour les applications de la télémédecine dans les pays à ressources limitées.

Optofluidic Cytométrie L'imagerie De Fluorescence Sur Un Téléphone Portable

Analytical Chemistry. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21774454

Microscopie à fluorescence et la cytométrie en flux sont largement utilisés des outils en sciences biomédicales. Coût-efficacité de traduction de ces technologies dans des environnements éloignés et aux ressources limitées pourraient créer de nouvelles opportunités en particulier pour les applications de télémédecine. Vers ce sens, ici, nous démontrer l'intégration de la cytométrie en imagerie et en microscopie fluorescente sur un téléphone portable en utilisant un attachement compact, léger, et le coût-efficacité optofluidic. Dans cette cellule-téléphone basé sur la plate-forme d'imagerie cytométrie optofluidic, particules marquées par fluorescence ou de cellules d'intérêt sont continuellement remis à notre volume d'imagerie à travers un canal microfluidique jetable qui est positionné au-dessus de la caméra existant du téléphone cellulaire. Dispositif microfluidique même agit également comme un guide d'ondes multicouche optofluidic et efficacement guide notre de lumière d'excitation, qui est couplé bout à bout à partir des facettes secondaires de notre canal microfluidique utilisant peu coûteux diodes électroluminescentes. Depuis l'excitation du volume d'échantillon se produit par ondes guidées qui se propagent perpendiculairement à la voie de détection, notre téléphone portable appareil peut enregistrer des films fluorescents des échantillons tels qu'ils sont s'écoulant à travers le microcanal. Les trames numériques de ces films fluorescents sont traitées ensuite rapidement pour quantifier le nombre et la densité des particules marquées ou cellules dans la solution cible d'intérêt. Nous avons testé la performance de notre cytomètre imagerie cellulaire basé sur un téléphone en mesurant la densité de globules blancs dans les échantillons de sang humain, qui ont fourni un bon match à un analyseur d'hématologie disponibles dans le commerce. On, caractérisé en outre la qualité d'image de la même plateforme pour démontrer une résolution spatiale de ~ 2 um. Ce téléphone portable compatible cytomètre optofluidic flux d'imagerie pourrait être particulièrement utile pour l'imagerie rapide et sensible de fluides corporels pour effectuer des dénombrements de cellules différentes (par exemple, vers un suivi de patients VIH +) ou l'analyse de cellules rares, ainsi que pour le dépistage de la qualité de l'eau dans les régions éloignées et les ressources sont limitées.

Lensfree Optofluidic Microscopie Et La Tomographie Par

Annals of Biomedical Engineering. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21887590

Dispositifs microfluidiques visent à miniaturiser, en automatisant et en abaissant le coût des produits chimiques et la manipulation des échantillons biologiques et de détection, d'où la création de nouvelles opportunités pour lab-on-a-chip plates-formes. Récemment, des dispositifs optofluidic ont également émergé, où l'optique est utilisé pour améliorer la fonctionnalité et la performance des composants microfluidiques en général. Lensfree imagerie dans les canaux microfluidiques est une plate-forme telle optofluidic, et dans cet article, nous nous concentrons sur la mise en œuvre holographique de lensfree microscopie optofluidic et la tomographie, qui pourrait fournir une solution plus simple et plus puissant en trois dimensions (3D) sur la puce d'imagerie. Cette plate-forme d'imagerie lensfree optofluidic utilise partiellement cohérent numérique en ligne holographie pour permettre l'imagerie de phase et l'amplitude des spécimens qui coule à travers des micro-canaux, et tire profit de l'écoulement fluidique pour atteindre une plus grande résolution spatiale imagerie par rapport à un échantillon fixe sur la même puce. En plus de cela, des images tomographiques 3D des mêmes échantillons peuvent également être reconstruit en capturant des images de projection lensfree des échantillons à différents angles d'illumination en fonction de l'écoulement fluidique. Sur la base de l'imagerie numérique lensfree holographique, cette microscopie optofluidic et le concept de tomographie pourrait être utile en particulier pour fournir un compact, mais puissant ensemble d'outils pour le laboratoire-sur-une-puce.

Lensfree Super-résolution Utilisant La Microscopie Holographique Films Du Mouillage Sur Une Puce

Optics Express. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 21935102

Nous étudions l'utilisation de mouillage des films à améliorer sensiblement les performances d'imagerie de lensfree pixel de super-résolution sur la puce microscopique, la réalisation de résolution <1 um spatial sur une zone d'imagerie grand nombre de ~ 24 mm (2). Formation d'un film ultra-mince de mouillage sur l'échantillon crée efficacement un effet de lentille micro-dessus de chaque objet, ce qui améliore le signal sensiblement à-bruit et donc la résolution de nos images lensfree. Nous validons les performances de cette approche par le biais lensfree sur-puce d'imagerie de divers objets ayant des caractéristiques morphologiques fines (avec des dimensions de par exemple, ≤ 0,5 um) comme Escherichia coli (E. coli), du sperme humain, Giardia lamblia trophozoïtes, le polystyrène de microbilles ainsi que les globules rouges. Ces résultats sont particulièrement importants pour le développement de très sensibles sur le terrain des outils d'analyse portables microscopiques pour les pays à ressources limitées.

Champ-portable De Réflexion Et De La Microscopie De Transmission Basé Sur Holographie Lensless

Biomedical Optics Express. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21991559

On démontrer une lensfree bimode microscope holographique pouvant échantillons d'image dans la transmission et la réflexion à l'aide des géométries de ligne de transmission et l'holographie réflexion hors-axe, respectivement. Ce microscope de champ portable bi-mode holographique a un poids de ~ 200 g avec des dimensions de 15 x 5,5 x 5cm, où une source laser est alimenté par deux piles. Sur la base de numérique en ligne holographie, notre microscope à transmission réalise une résolution sous-pixel latéral de ≤ 2 um sur une gamme de champ de vision (FOV) de ~ 24 mm (2) en raison de sa géométrie grossissement unité de franges. Malgré sa simplicité et sa facilité d'utilisation, la géométrie de transmission en ligne n'est pas adapté à des objets d'image denses ou connecté comme les lames de tissus depuis le faisceau de référence est déformé provoquant des aberrations graves dans la reconstruction de ces objets. Pour atténuer ce défi, sur le même ensemble rentable et de champ portatif on construit un microscope à réflexion sans lentille mode basé sur numérique hors axe holographie où un séparateur de faisceau est utilisé pour gêner une onde de référence inclinée avec la lumière réfléchie par l'objet la surface, la création d'un hologramme hors axe des échantillons sur une puce de capteur CMOS-. À la suite de l'espace réduit à bande passante produit de la géométrie hors axe par rapport à son homologue en ligne, le champ de vision d'imagerie de notre mode de réflexion est réduite à environ 9 mm (2), tout en réalisant une même sous-pixel de résolution de ≤ 2 um. Nous avons testé la performance de cette unité de microscopie bi-mode compact par l'imagerie d'un américano-air cible vigueur le test de résolution, divers micro-particules ainsi que d'une diapositive correspondant à l'histopathologie du tissu cutané. Grâce à sa conception compacte, rentable, et légère, cette bi-mode microscope holographique pourrait lensless être particulièrement utile pour le champ d'utilisation ou pour effectuer une analyse microscopique dans les milieux défavorisés.

Partiellement Cohérent Lensfree Tomographique Microscopie [invité]

Applied Optics. Dec, 2011  |  Pubmed ID: 22193016

Sectionnement optique de spécimens biologiques fournit des informations détaillées concernant leur structure volumétrique interne. Pour fournir une approche complémentaire à la microscopie existants modalités tridimensionnelles (3D), nous avons récemment démontré lensfree tomographie optique qui offre à haut débit d'imagerie au sein d'une plate-forme compacte et simple. Dans cette approche, en ligne hologrammes d'objets à des angles différents d'éclairage partiellement cohérent sont enregistrés en utilisant un capteur numérique-tableau, ce qui permet de calcul de pixels ultra-résolu des images tomographiques de l'échantillon. Cette modalité d'imagerie, qui fait l'objet de cet examen, offre échelle micrométrique résolution 3D sur des volumes importants de l'imagerie, par exemple, de 10-15 mm (3), et peuvent être assemblés en poids léger et les architectures compactes. Par conséquent, lensfree tomographie optique pourrait être particulièrement utile pour les lab-on-a-chip applications ainsi que pour les besoins de la microscopie à ressources limitées.

Lensless Fluorescent Sur Puce Microscopie L'aide D'un Cône En Fibre Optique

Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 22255702

Nous démontrons un lensfree sur puce plate-forme de microscopie à fluorescence qui peut l'image marqué par fluorescence des cellules plus -60 mm (2) champ de vue avec une résolution <urne 4 spatiale. Dans ce système d'imagerie lensfree, les micro-objets d'intérêt sont directement situé sur une fibre optique conique plaque frontale qui a une densité> 5 fois plus élevée de fibres optiques des guides d'ondes dans sa facette supérieure par rapport à la facette inférieure. Pour l'excitation, une source de lumière incohérente (par exemple, une diode électroluminescente de lumière simple, - DEL) est utilisée pour pomper objets fluorescents à travers un verre hémisphère interface. Lors de l'interaction avec le volume échantillon, la lumière d'excitation est rejetée par le procédé de réflexion totale interne se produisant à la partie inférieure du substrat échantillon. Émission fluorescente à partir des objets est ensuite recueilli par le plus petit facette de la plaque frontale conique et est délivré à un détecteur à réseau avec un grossissement d'image de 2,4 x ~. Un échantillonnage de compression basée algorithme de décodage est utilisé pour la récupération du signal clairsemée, ce qui augmente encore l'espace-largeur de bande-produit de notre lensfree sur puce imageur fluorescente. Nous avons validé les performances de cette plate-forme d'imagerie utilisant lensfree fluorescents micro-particules ainsi que de l'eau étiquetés parasites transmis par (par exemple, Giardia muris kystes). Une telle plate-forme compacte et à grand champ microscopie à fluorescence pourrait être utile pour la cytométrie et de rares applications d'imagerie cellulaire ainsi que pour la recherche des biopuces.

Large Champ De Microscopie à Fluorescence Sur Un Téléphone Portable

Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 22255900

Nous démontrons imagerie à grand champ fluorescent sur un téléphone portable, en utilisant compacts et rentable des composants optiques qui sont fixés mécaniquement à l'appareil photo existante de la cellule-téléphone. Alimentés par batterie de diodes électroluminescentes (LED) sont utilisés pour latérale pompe l'échantillon d'intérêt en utilisant couplage bout à bout. La lumière de pompage est guidé à l'intérieur de la cuvette échantillon pour exciter l'échantillon de manière uniforme. L'émission fluorescente de l'échantillon est ensuite imagé avec une lentille supplémentaire qui est mis en face de la lentille de la caméra existant téléphone portable. Parce que l'excitation se produit par ondes guidées qui se propagent perpendiculairement à la voie de détection, un filtre de couleur plastique peu coûteuse est suffisante pour créer le fond sombre-champ nécessaire à l'imagerie de fluorescence. La performance d'imagerie de cette plate-forme légère (environ 28 grammes) se caractérise par rouges et verts fluorescents microbilles, la réalisation d'imagerie champ de vue de ~ 81 mm (2) et une résolution spatiale de ~ 10 um, ce qui est renforcé par traitement numérique des saisies de téléphones portables des images en utilisant la compression d'échantillonnage du signal de récupération sur clairsemée. Nous démontrer les performances de ce microscope téléphone cellulaire fluorescent par imagerie marqué blanc-sang des cellules séparées à partir d'échantillons de sang total ainsi que de l'eau d'origine des parasites protozoaires pathogènes tels que les kystes de Giardia lamblia.

Portable Pixel Et Le Coût-efficacité Super-résolution Sur Puce Pour Les Applications De Télémédecine Microscope

Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 22256247

Nous rapportons un lensless terrain portable sur puce de microscope avec une résolution latérale de <1 micron et un grand champ de vue de ~ 24mm (2). Ce microscope est basé sur le numérique en ligne holographie et un algorithme de pixel de super-résolution pour traiter plusieurs hologrammes lensfree et d'obtenir un seul hologramme haute résolution. Dans sa conception compacte et rentable, nous utilisons 23 diodes électroluminescentes bout à bout couplés à 23 multi-mode fibres optiques, et un filtre optique simple, sans pièces mobiles. Pesant seulement 95 grammes de ~, nous démontrer les performances de ce microscope de champ portable par l'imagerie d'objets divers, y compris les parasites du paludisme de l'homme dans les frottis sanguins minces.

Optofluidic Sur Puce Tomographie

Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 22256312

La première démonstration de la tomographie par optofluidic est présenté. Utilisation éclairage partiellement cohérent, hologrammes d'objets sont enregistrés à des angles d'observation multiples, à mesure qu'ils s'écoulent à travers un canal microfluidique placé directement sur la partie supérieure d'un tableau capteur opto-électronique. Ces hologrammes lensfree sont ensuite traités numériquement pour calculer pixel tomographies super résolues de micro-objets pour réaliser coupe opto-fluidique imagerie sur une puce.

Rentable Et Compact Imagerie à Grand Champ Fluorescent Sur Un Téléphone Portable

Lab on a Chip. Jan, 2011  |  Pubmed ID: 21063582

Nous démontrons à grand champ fluorescente et fond noir imagerie sur un téléphone portable à compact, léger et rentable des composants optiques qui sont fixés mécaniquement à l'appareil photo existante de la cellule-téléphone. À cette fin, nous avons utilisé alimentés par batterie de diodes électroluminescentes (LED) pour pomper l'échantillon d'intérêt du côté utilisant bout à bout de couplage, où la lumière de pompage a été guidé à l'intérieur de la cuvette d'échantillon de manière uniforme exciter l'échantillon. L'émission fluorescente de l'échantillon est ensuite image obtenue par une lentille supplémentaire qui a été placé juste en face de la lentille de la caméra existant téléphone portable. Parce que l'excitation se produit par ondes guidées qui se propagent perpendiculairement à la trajectoire d'détection, un filtre de couleur plastique peu coûteuse est suffisante pour créer le fond sombre-champ requis pour l'imagerie de fluorescence, sans la nécessité d'un filtre d'interférence à film mince. Nous validons les performances de cette plate-forme d'imagerie par divers micro-objets fluorescents en 2 couleurs (c.-à-rouge et vert) sur une large champ de vision (FOV) de ~ 81 mm (2) avec une résolution spatiale de première ~ 20 um. Avec le traitement numérique supplémentaire des saisies de téléphones portables des images, grâce à l'utilisation de la théorie de l'échantillonnage à la compression, nous démontrons ~ 2 fois l'amélioration de notre pouvoir de résolution, la réalisation de la résolution ~ um 10 sans un compromis dans notre champ de vision. En outre, nous démontrons fond noir imagerie de la non-fluorescente spécimen à l'aide de la même interface, où cette fois la lumière diffusée par les objets est détecté sans l'utilisation de tous les filtres. La capacité d'imagerie d'un large champ de vision serait extrêmement important de sonder grands volumes d'échantillons (par exemple,> 0,1 ml) de par exemple, sang, urine, crachats ou de l'eau, et pour cette fin, nous montrent également l'imagerie de fluorescence du étiquetés blanc cellules sanguines à partir de échantillons de sang total, ainsi que de l'eau d'origine des parasites protozoaires pathogènes tels que les kystes de Giardia lamblia. Pesant seulement 28 g ~ (~ 1 oz), cette plate-forme d'imagerie compact et rentable fluorescent fixé à un téléphone cellulaire pourrait être très utile en particulier pour les pays à ressources limitées, et pourrait fournir un outil important pour imagerie à grand champ et la quantification des différents laboratoires sur une puce tests développés pour des applications de santé mondiaux, tels que le suivi des patients VIH + pour la numération des CD4 ou des mesures de charge virale.

Champ-portable Lensfree Tomographique Microscope

Lab on a Chip. Jul, 2011  |  Pubmed ID: 21573311

Nous présentons un champ-portable lensfree tomographique microscope, qui peut atteindre l'imagerie en coupe d'un grand volume (~ 20 mm (3)) sur une puce avec une résolution axiale de moins de 7 um. Dans cette plate-forme compacte imagerie tomographique (pesage seulement ~ 110 grammes), 24 à diodes luminescentes (LED) qui sont bout à bout chacun couplé à un guide d'ondes à fibre optique sont contrôlés par un rentable micro-processeur pour éclairer séquentiellement l'échantillon à partir angles différents pour enregistrer des hologrammes lensfree de l'échantillon qui est placé sur le dessus d'une rangée de capteurs numériques. Afin de générer des pixels super-résolues (SR) des hologrammes et donc numériquement lensfree améliorer la résolution latérale réalisables, plusieurs sous-pixels décalés hologrammes sont enregistrés à chaque angle d'éclairage par voie électromagnétique actionnant les guides d'ondes à fibres optiques utilisant des bobines et des aimants compacts. Ces hologrammes projection SR obtenus sur une plage angulaire de ± 50 ° sont rapidement reconstruite à produire des images de projection de l'échantillon, qui peuvent ensuite être rétro-projetée pour calculer tomographies des objets sur la puce de capteur. Les performances de ce microscope compact et léger lensfree tomographique est validée par l'imagerie micro-perles de différentes dimensions ainsi que d'un Hymenolepis nana oeuf, qui est un ver plat parasite infectieux. Atteindre une vie décente en trois dimensions haute résolution spatiale, ce domaine-portable sur puce microscope optique tomographique pourrait fournir un ensemble d'outils utiles pour la télémédecine et les applications d'imagerie à haut débit dans les milieux défavorisés.

Tomographie Optofluidic Sur Une Puce

Applied Physics Letters. Apr, 2011  |  Pubmed ID: 21580801

Utilisation de l'holographie lensfree nous démontrons la tomographie optofluidic sur une puce. Source de lumière partiellement cohérente est utilisée pour illuminer les objets circulant dans un canal microfluidique placé directement sur un réseau de capteurs numériques. La source de lumière est tournée pour enregistrer des hologrammes lensfree des objets dans des directions d'observation différents. En capturant plusieurs cadres à chaque angle d'éclairage, de pixels ultra-techniques de résolution sont utilisées pour reconstruire des images de transmission à haute résolution à chaque angle. Tomographies d'objets circulant sont ensuite calculés par rétroprojection filtrée de ces images reconstruites lensfree, permettant ainsi à sectionnement optique sur une puce. La preuve de concept est démontré par imagerie tomographique lensfree de C. elegans.

Lensfree Fluorescent Sur Puce D'imagerie De Caenorhabditis Elegans Transgéniques Sur Un Ultra-large Champ De Vision

PloS One. 2011  |  Pubmed ID: 21253611

Nous démontrons lensfree sur-puce d'imagerie de fluorescence de Caenorhabditis elegans transgénique (C. elegans) sur un ultra-large champ de vision (FOV) de, par exemple,> 2-8 cm (2) avec une résolution spatiale de ~ 10 um. C'est la première fois qu'un lensfree sur puce plate-forme a réussi à imager fluorescentes C. elegans échantillons. Dans la plateforme à grand champ lensfree imagerie, les échantillons transgéniques sont excités à l'aide d'une interface de prisme à partir du côté où la lumière de pompage est rejetée par la réflexion totale interne se produisant à la facette inférieure du substrat. Le signal émis à partir d'échantillons fluorescents C. elegans est alors enregistré sur une zone opto-électronique grand capteur tableau sur un FOV de par exemple,> 2-8 cm (2), sans l'utilisation de toutes les lentilles, les filtres d'interférence à film mince ou scanners mécaniques. Parce que l'émission fluorescente diverge rapidement, ces lensfree images fluorescentes enregistrées sur un coup d'oeil à puce floue en raison de large répartition de points en fonction de notre plate-forme. Pour lutter contre ce défi résolution, nous utilisons un algorithme d'échantillonnage de compression de façon unique décoder les enregistrements lensfree motifs fluorescents dans des images haute résolution, ce qui démontre la résolution ~ 10 um. Nous avons testé l'efficacité de cette approche à la compression de décodage avec différents types de capteurs optoélectroniques pour atteindre un niveau de résolution similaire, indépendante de la puce d'imagerie. Nous avons en outre démontrer que cette large champ de vision lensfree plate-forme de l'imagerie de fluorescence peut également effectuer séquentielle vif Imagerie des mêmes échantillons en utilisant partiellement cohérente lensfree numérique en ligne holographie qui est couplé de la facette supérieure du prisme même que celui utilisé dans l'excitation fluorescente. Cette combinaison unique permet ultra-large champ à double mode d'imagerie de C. elegans sur une puce qui pourrait en particulier fournir un outil utile pour les applications de criblage à haut débit dans la recherche biomédicale.

Large Champ De Microscopie Fluorescente Lensless L'aide D'une Fibre Optique Effilée Façade Sur Une Puce

The Analyst. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21283900

Nous démontrons lensless microscopie à fluorescence sur une large champ de vision d'environ 60 mm (2) avec une résolution spatiale de moins de 4 um. Dans cette modalité d'imagerie sur puce fluorescente, les échantillons sont placés sur une plaque frontale à fibres optiques qui est conique de telle sorte que la densité des guides d'ondes à fibres optiques sur la facette supérieure est> 5 fois plus grande que celle du bas. Placé sur cette face avant conique, les échantillons fluorescents sont pompés depuis le côté à travers une interface hémisphère verre. Après excitation des échantillons, la lumière de pompage est rejetée par la réflexion totale interne se produit à ce que la facette inférieure du substrat échantillon. L'émission fluorescente de l'échantillon est ensuite recueilli par la plus petite extrémité de la plaque frontale conique et est remis à un opto-électronique de capteur à réseau à être échantillonné numériquement. En utilisant un algorithme d'échantillonnage à la compression, nous décoder ces images brutes lensfree pour valider la résolution (moins de 4 um) de cette plate-forme sur-puce d'imagerie de fluorescence en utilisant des microparticules ainsi que marqués Giardia muris kystes. Cette plate-forme à grand champ lensfree microscopie à fluorescence, en étant compact et à haut débit, pourrait fournir un outil précieux, surtout pour la cytométrie, l'analyse des cellules rares (impliquant les systèmes microfluidiques à grande surface) ainsi que pour les applications d'imagerie de biopuces.

Holographique Pixel Super-résolution En Lensless Portable Sur Puce Microscopique Utilisant Un Réseau De Fibres Optiques

Lab on a Chip. Apr, 2011  |  Pubmed ID: 21365087

Nous rapportons un lensless portable sur puce microscope qui peut atteindre une résolution <um 1 sur une large champ de vue de ~ 24 mm (2) sans l'utilisation d'un balayage mécanique. Cette compacte sur puce microscope pèse environ 95 g et sont basées sur le partiellement cohérent numérique en ligne holographie. Multiples fibres optiques sont des guides d'ondes couplés bout à bout à des diodes électroluminescentes, qui sont commandés par un faible coût micro-contrôleur pour éclairer séquentiellement l'échantillon. Les hologrammes résultants lensfree sont alors capturés par un capteur à réseau numérique et sont rapidement traitées à l'aide d'un pixel de super-résolution algorithme pour générer des images de résolution beaucoup plus élevés holographique (phase et amplitude) des objets. Ce grand champ et haute résolution sur puce microscope, en étant compact et léger, serait important pour les problèmes de santé mondiaux, tels que le diagnostic des maladies infectieuses dans des endroits éloignés. À cette fin, nous validons les performances de ce microscope à champ-portable par des parasites du paludisme humain d'imagerie (Plasmodium falciparum) dans les frottis sanguins minces. Nos résultats constituent la première fois, qu'un lensfree sur puce microscope des parasites du paludisme a réussi à imagées.

Lens-libre Microscope Optique Tomographique Avec Un Volume D'imagerie Grand Sur Une Puce

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. May, 2011  |  Pubmed ID: 21504943

On présente une lentille sans microscope optique tomographique, qui permet un grand volume d'imagerie d'environ 15 mm (3) sur une puce, avec une résolution spatiale de moins de 1 pm x <1 um x moins de 3 microns à x, y et z des dimensions , respectivement. Dans cet objectif sans modalité de la tomographie, l'échantillon est placé directement sur un réseau de capteurs numériques avec, par exemple, ≤ 4 mm de distance de sa surface active. Source de lumière partiellement cohérente placé environ 70 mm de la sonde est utilisée pour enregistrer sans lentille en ligne hologrammes de l'échantillon sous des angles d'observation différents. A chaque angle d'éclairage, de multiples sous-pixel décalé hologrammes sont également enregistrés, qui sont traitées numériquement en utilisant une technique super-résolution des pixels pour créer un seul hologramme haute résolution de chaque projection angulaire de l'objet. Ces hologrammes sont numériquement superresolved reconstruit pour une plage angulaire de ± 50 °, qui sont ensuite contre-projections pour calculer tomographies de l'échantillon. Afin de minimiser les artefacts dus à la gamme angulaire limitée de l'éclairage incliné, un système de tomographie à double axe est adopté, où la source de lumière est mis en rotation selon deux axes orthogonaux. Performances d'imagerie tomographique est quantifiée en utilisant des microbilles de dimensions différentes, ainsi que par elegans imagerie Caenorhabditis type sauvage. Sonder un grand volume avec une résolution spatiale en 3D décent, cette plate-forme sans lentille tomographie optique sur une puce pourrait fournir un outil puissant pour les applications d'imagerie à haut débit dans, par exemple, la biologie cellulaire et développementale.

Criblage à Haut Débit De Grandes Quantités De Sang à L'aide D'illumination Structurée Et Fluorescent Sur Puce Imagerie

Lab on a Chip. Dec, 2012  |  Pubmed ID: 23047492

Des échantillons de sang non dilué sont difficiles à l'image en grande quantité puisque le sang constitue un support très absorbant et diffusion. En raison de cette limitation, imagerie optique de cellules rares (p. ex., des cellules tumorales circulantes) au sein de sang non transformé demeure un défi, exigeant l'utilisation des technologies microfluidiques spécial. Nous démontrons un nouvel fluorescent sur puce système d'imagerie qui peut dépister rapidement de grandes quantités d'absorption et de diffusion de médias, tels que des échantillons de sang non diluée, pour la détection de micro-objets fluorescents à faible concentration (par exemple ≤ 50-100 particules/mL). Dans cette modalité d'imagerie du haut débit, un dispositif microfluidique de grande surface (p. ex., 7-18 cm(2)), qui contient pour exemple ~0.3-0.7 mL d'échantillon de sang non dilué, est directement placé sur un grand champ opto-électroniques-capteurs tels que l'émission fluorescente dans le MICROCANAUX peut être détectée sans l'utilisation de n'importe quel lentilles d'imagerie. Ce dispositif microfluidique est alors illuminé et latéralement scanné avec un tableau des points d'excitation gaussien, qui est généré par un modulateur spatial de lumière. Pour chaque position de balayage de ce tableau d'excitation, une image fluorescente lensfree de l'échantillon de sang est capturée en utilisant les capteurs opto-électronique, résultant en une séquence d'images (par exemple, 144 lensfree trames capturées dans ~ 36 s) pour la même puce de l'échantillon. Fusion numériquement ces images fluorescentes lensfree basés sur un algorithme de projection (MIP) intensité maximale nous a permis d'augmenter considérablement le rapport signal sur bruit (SNR) et le contraste des micro-objets fluorescents dans le sang total, qui normalement ne sont pas détectés (c.-à-d., caché) utiliser les schémas classiques d'excitation uniforme, impliquant l'illumination d'onde plane. Cette plate-forme d'imagerie sur puce haut débit basée sur l'excitation structurée pourrait être utile pour la recherche sur les cellules rares en permettant le dépistage rapide des dispositifs microfluidiques grand volume qui traitent le sang total et les autres milieux optiquement denses.

Un Cadre Mathématique Permettant De Combiner Les Décisions De Plusieurs Experts Vers Un Diagnostic Précis Et Distant Du Paludisme à L'aide De Télé-microscopie

PloS One. 2012  |  Pubmed ID: 23071544

Nous proposons une méthodologie pour fusing numériquement des décisions diagnostiques faites par plusieurs experts médicaux afin d'améliorer la précision du diagnostic. Pour atteindre ce but, nous rapportons une étude expérimentale portant sur neuf experts, où chacun d'entre eux a été vu plus de 8 000 images microscopiques des individuels des globules rouges humains et a demandé pour identifier les cellules infecté de paludisme. Les résultats de cette expérience de révéler que même les experts médicaux hautement qualifiés ne sont pas toujours auto-cohérent dans leurs décisions diagnostiques et qu'il existe un bon niveau de désaccord entre experts, même pour des décisions binaires (c'est-à-dire infectés vs non infectés). Pour remédier à ce problème de diagnostic médical général, nous proposons un algorithme probabiliste pour fusionner les décisions rendues par les experts médicaux formés de manière robuste atteindre des niveaux plus élevés de précision par rapport à des experts, ces décisions. En modélisant les décisions d'experts comme un modèle de mélange des trois composantes et en résolvant pour les paramètres sous-jacents à l'aide de l'algorithme de Maximisation de l'espérance, nous démontrer l'efficacité de notre approche, ce qui améliore la précision du diagnostic dans l'ensemble des cellules infecté de paludisme. En outre, nous présentons un cadre mathématique permettant d'effectuer des « slide-niveau » diagnostic en utilisant des données individuelles « cellule-niveau » diagnostic, plus de lumière sur les règles statistiques qui devraient régir la pratique systématique d'examen par exemple, des échantillons de frottis de sang mince. Ce cadre pourrait être généralisé pour divers autres besoins de tele-pathologie et peut être utilisé par des experts formés au sein d'une plate-forme de télé-médecine efficace.

Imagerie Computationnelle Exempt De Lentille De Morphogenèse Capillaire Dans Les Substrats En Trois Dimensions

Journal of Biomedical Optics. Dec, 2012  |  Pubmed ID: 23235893

Les cellules endothéliales cultivées dans les matrices extracellulaires en trois dimensions (3d) spontanément des microvaisseaux de formulaire en réponse à des facteurs solubles et lié à la matrice. Ces cultures sont communs pour l'étude de l'angiogenèse et trouvent usage répandu dans la découverte de médicaments. Réseaux vasculaires sont imagés au cours des semaines pour mesurer la distribution des paramètres morphogène de navire. Requièrent une résolution spatiale à l'échelle du micron, qui, pour la microscopie, vient au détriment du champ de vision (FOV) limité et peu profonde profondeur-focus (DOF). Petites FOVs et DOFs nécessitent balayage mécanique latérale et axiale, limitant ainsi le débit d'imagerie. Nous présentons une technique exempte de lentille holographique sur puce microscopie à rapidement image microvaisseaux dans une boîte de Pétri dans un grand volume sans aucun balayage mécanique. Cette méthode sur puce utilise illumination partiellement cohérente et un capteur CMOS pour enregistrer des images holographiques en ligne de l'échantillon. Pour la reconstruction numérique des hologrammes mesurées, nous mettre en œuvre une méthode de récupération de la phase multiheight pour obtenir des images de phase de la morphogenèse capillaire sur un grand champ de vision (24 mm2) avec une résolution spatiale ≈ 1,5 μm. En moyenne, longueur capillaire mesurée dans notre méthode était dans environ 2 % des longueurs mesurées à l'aide d'un objectif de microscope 10 ×. Ces résultats suggèrent sur puce lentille libres l'imagerie est un ensemble d'outils utile pour la surveillance du haut-débit et analyse quantitative des réseaux 3D microvasculaires.

Imagerie Sans Masque Des échantillons Denses Utilisant Pixel Super-résolution Basée Sur Multi-hauteur Lensfree Sur Puce Microscopie

Optics Express. Jan, 2012  |  Pubmed ID: 22330550

Lensfree en ligne microscopie holographique offre sub-micronique résolution sur un grand champ de vue (par exemple, ~ 24 mm ²⁾ avec un design rentable et compacte, adaptée à une utilisation terrain. Cependant, il est limité à des échantillons relativement faible densité. Pour atténuer cette limitation, nous démontrons une approche d'imagerie sur puce basé sur le pixel de super-résolution et de récupération de phase, qui parcourt les multiples mesures d'intensité lensfree, chacun ayant un échantillon légèrement différent à capteur de distance. Par numériquement l'alignement et l'enregistrement de ces mesures d'intensité lensfree, images phase et d'amplitude de spécimens denses et peut être connecté de manière itérative reconstruit sur ​​une large champ de vue de ~ 24 mm ² sans l'utilisation de toutes les masques spatiales. Nous démontrons le succès de cette hauteur multi-en-ligne d'approche holographique par frottis de Papanicolaou imagerie denses (c.-à-test de Papanicolaou) et des échantillons sanguins.

Champ-portable à Grand Champ Microscopique Des échantillons Denses Utilisant MULTI-hauteur En Pixels Super-résolution Basée Sur L'imagerie Lensfree

Lab on a Chip. Feb, 2012  |  Pubmed ID: 22334329

Nous rapportons un microscope à champ-portable lensfree qui peut spécimens image dense et connecté avec la résolution sub-micronique sur une large champ de vue de ~ 30 mm (2) (par exemple, ~ 6,4 mm × 4,6 mm ~) en utilisant super pixel- résolution et itérative des techniques de récupération de phase. Pesant 122 grammes de ~ avec des dimensions de 4 cm x 4 cm x 15 cm, ce microscope enregistre lensfree en ligne hologrammes de spécimens sur un capteur opto-électronique-réseau en utilisant un éclairage partiellement cohérent. Pour reconstruire les images de phase et d'amplitude des échantillons denses (avec> 0,3 milliards de pixels dans chaque image, c'est à dire,> 0,6 milliards de pixels au total), nous employons une approche d'imagerie multi-hauteur, où en utilisant une interface mécanique du capteur à l'échantillon la distance est modifié dynamiquement par hasard étapes distinctes de par exemple, ~ 10 à 80 um. Par numériquement multiplication-et-vient entre ces hauteur multiples ultra-réglée hologrammes (correspondant à des plans généralement 2-5), des images de phase et d'amplitude d'échantillons denses peut être récupérée sans la nécessité pour les masques spatiales ou de filtrage. Nous démontrons la performance de ce champ-portatif multi-hauteur microscope lensfree par frottis de Papanicolaou imagerie (également connu sous le test de Pap). Nos résultats révèlent le potentiel prometteur de cette plate-forme multi-hauteur lensfree microscopie de calcul pour exemple, la pathologie doit en situation de ressources limitées.

Lentille-libre D'imagerie Pour Des Applications Biologiques

Journal of Laboratory Automation. Feb, 2012  |  Pubmed ID: 22357607

Imagerie sans lentille (ou sans) s'impose comme une méthode de détection efficace, compact et léger qui peut servir de nombreuses applications biologiques. Imagerie exempte de lentille peut générer des images haute résolution au sein d'une plateforme portative, idéale pour les appareils de point-of-care abordables visant à ressources limitées. Dans cette mini-revue, nous d'abord décrire les différents modes de fonctionnement pour l'imagerie exempte d'objectif et puis mettez en surbrillance plusieurs applications biologiques récentes de cette nouvelle technologie de plateforme.

Point Quantique a Permis La Détection D'Escherichia Coli à L'aide D'un Téléphone Portable

The Analyst. Jun, 2012  |  Pubmed ID: 22396952

Nous rapportons une plateforme de détection téléphone portable basé Escherichia coli (e. coli) pour le dépistage des échantillons liquides. Dans cette conception compacte et économique attachée à un téléphone portable, nous utilisons un anti-E. anticorps de coli O157: H7 fonctionnalisés capillaires en verre comme des substrats solides pour effectuer un test de "sandwich" de point basé quantique de détection spécifique d'e. coli O157: H7 dans des échantillons de liquides. Utilisant des piles peu coûteuses--diodes électroluminescentes (LEDs) nous qu'exciter/pompe ces particules marquées e. coli capturés sur la surface capillaire, l'émission des quantum dots est ensuite mis en image à l'aide de la caméra de téléphone portable à travers une lentille supplémentaire qui est insérée entre le capillaire et le téléphone. En quantifiant l'émission de lumière fluorescente de chaque tube capillaire, la concentration d'Escherichia coli dans l'échantillon est déterminée. Nous avons confirmé expérimentalement que la limite de détection de ce téléphone portable basé fluorescent imagerie et de détection de plate-forme comme ∼5 à 10 UFC mL(-1) dans la solution tampon. Nous avons aussi testé la spécificité de cette plate-forme de détection d'e. coli de fortification des échantillons avec différentes espèces (p. ex., Salmonella) pour confirmer que cette liaison/détection non spécifique est négligeable. De plus, nous avons démontré la preuve de concept de notre approche dans une matrice alimentaire complexe, par exemple, le lait non gras, où une limite de détection similaires de ∼5 à 10 UFC mL(-1) a été réalisée malgré les défis associés à la densité des protéines qui existent dans le lait. Nos résultats révèlent le potentiel prometteur de ce téléphone cellulaire activé portative et plate-forme de détection d'Escherichia coli rentable pour par exemple, le dépistage des échantillons d'eau et de nourriture même dans ressources limitées des environnements. La plate-forme présentée peut être également applicable aux autres agents pathogènes d'intérêt grâce à l'utilisation d'anticorps différents.

Lensfree Les Outils De Calcul Microscopie Pour Les Cellules Et L'imagerie Tissulaire à La Point-of-care Et à Faibles Ressources

Analytical Cellular Pathology (Amsterdam). 2012  |  Pubmed ID: 22433451

La récente révolution dans les technologies numériques et informatiques méthodes actuelles importantes possibilités de transformer la façon dont l'imagerie optique est effectué, notamment afin d'améliorer le débit des microscopes tout en réduisant leur coût relatif et la complexité. Lensfree computational microscopie émerge rapidement à cette fin, et en jetant les lentilles et autres composants optiques encombrants de systèmes d'imagerie conventionnelle et en s'appuyant sur le calcul numérique au lieu de cela, il peut atteindre la microscopie de mode de réflexion et de transmission sur une grande champ de vue au sein des architectures compacts, rentables et mécaniquement robustes. Tel à haut débit et des appareils d'imagerie miniaturisés peuvent fournir un ensemble d'outils complémentaire pour des applications de télémédecine et de diagnostics de point-of-care en facilitant les tâches complexes et critiques tels que la cytométrie en flux et l'analyse au microscope de p. ex. frottis sanguins, des tests Pap et des échantillons de tissus. Dans cet article, les bases de ces modalités de microscopie lensfree seront examinées, et leurs applications cliniquement pertinentes seront discutées.

Plateforme Pour La Lecture De Tests Rapides-diagnostic Intégré Sur Un Téléphone Portable

Lab on a Chip. Aug, 2012  |  Pubmed ID: 22596243

Nous démontrons une téléphone portable-tests diagnostiques rapides (TDR) lecteur plate-forme pouvant fonctionner avec différents dosages immuno-chromatographique d'écoulement latéral et des tests similaires pour détecter la présence d'un analyte cible dans un échantillon. Ce lecteur RDT numérique compact et rentable, en pesant seulement ∼65 g, attache mécaniquement à l'unité existante de la caméra d'un téléphone portable, où différents types de TDR peuvent être insérés à être photographiée sur les modes de réflexion ou transmission sous diodes électroluminescentes (LED)-basé d'illumination. Images raw saisies de ces tests sont ensuite numériquement traitées (à moins de 0,2 s par image) à travers une application intelligente sur le téléphone portable pour la validation de la RDT, ainsi que pour la lecture automatique du son résultat diagnostique. La même application intelligente puis transmet les données qui en résultent, ainsi que les images RDT et d'autres informations connexes (par exemple, les données démographiques), vers un serveur central, qui présente les résultats de diagnostics sur une carte du monde par le biais de géo-tagging. Cette carte dynamique spatio-temporelle des divers résultats RDT peuvent ensuite être lus et partagés à l'aide des navigateurs internet ou par l'intermédiaire de la même application de téléphone portable. Nous avons testé cette plate-forme à l'aide de la malaria, la tuberculose et VIH TDR en l'installant sur les smartphones basés sur Android et un iPhone. Fournissant des statistiques spatio-temporelles en temps réel pour la prévalence de diverses maladies infectieuses, cette plate-forme de lecteur intelligente RDT en cours d'exécution sur les téléphones portables peut-être aider des professionnels de la santé et les décideurs à effectuer le suivi des épidémies émergentes dans le monde et aider la préparation aux épidémies.

Distribué D'analyse D'images Médicales Et De Diagnostic Par Le Biais De Jeux De Foule De Source : Une étude De Cas De Paludisme

PloS One. 2012  |  Pubmed ID: 22606353

Dans ce travail, nous examinons si la reconnaissance visuelle innée et des capacités d'apprentissage des humains non formés peuvent être utilisées en procédant à une analyse microscopique fiable d'échantillons biomédicales vers le diagnostic. À cette fin, nous avons conçu divertissant des jeux numériques qui sont interfacés avec apprentissage artificiel et de traitement back-ends pour démontrer que dans le cas de décisions binaires de diagnostic médical (p. ex., infecté vs non infectés), avec l'utilisation des jeux de foule de source, il est possible d'approcher la précision des experts médicaux dans la fabrication de tels Diagnostics. Plus précisément, en utilisant les joueurs non experts nous rapportons diagnostic de paludisme infecté culots globulaires avec une précision qui se trouve à 1,25 % des décisions diagnostiques réalisés par un professionnel médical qualifié.

Nanofabrication à L'aide De Sondes Optiques En Champ Proche

Journal of Laboratory Automation. Aug, 2012  |  Pubmed ID: 22713756

Nanofabrication à l'aide de sondes optiques à champ proche est une technique établie pour le prototypage rapide et automatisée de fabrication sans masque des dispositifs nanostructurés. Dans cette revue, nous présentons les principaux types de sondes de champ proche et leurs mécanismes de traitement physique. Saillants de l'évolution récente résolution améliorée en optimisant la forme de la sonde, incorporation de la plasmonique de surface dans la sonde design, une plus grande utilisation dans les applications biologiques et magnétiques, et augmenter la productivité en utilisant probe tableaux comme écriture à grande vitesse et le patterning.

Foule De Source BioGames : Gestion Du Problème De Données Volumineuses Pour Plates-formes De Nouvelle Génération Lab-on-a-chip

Lab on a Chip. Oct, 2012  |  Pubmed ID: 22918378

Nous décrivons une solution basée crowd-sourcing pour la manipulation de grandes quantités de données qui sont créées par, par exemple, les nouveaux imagerie numérique et les appareils, y compris les plates-formes de lab-on-a-chip prochaines génération de détection. Nous montrons que dans les cas où le diagnostic est une décision binaire (par exemple, positif vs négatif ou infectés vs non infectés,) il est possible de faire un diagnostic précis de crowd-sourcing les données brutes (par exemple, les images microscopiques d'échantillons/cellules) utilisant divertissant des jeux numériques (c'est-à-dire), qui se jouent sur PC, tablettes ou téléphones mobiles. Nous rapportons les résultats et l'analyse d'une expérience publique à grande échelle vers le diagnostic du paludisme infection humaines globules rouges (hématies), où les réponses binaires d'environ 1000 individus non formés de plus de 60 pays différents sont combinées ensemble (correspondant à plus de 1 million cellule diagnostique), ce qui entraîne un niveau d'exactitude comparable à ceux d'experts médicaux professionnels. Cette plateforme est prometteuse vers tele-pathologie rentable et précise, une meilleure formation du personnel médical et peut également être utilisée pour gérer le problème de « Big Data » qui se dessine à travers des dispositifs de prochaine génération digital lab-on-a-chip.

Imagerie Sans Lentilles : Réalisations Et Défis Restants De Microscopie De Champ Large Sur Puce

Nature Methods. Sep, 2012  |  Pubmed ID: 22936170

Nous examinons les caractéristiques uniques des outils d'imagerie computationnelles exempt de lentille et communiquer une partie de leurs résultats émergents pour la microscopie sur puce grand champ, telles que la réalisation d'une ouverture numérique (NA) de ∼0.8-0,9 à travers un champ de vision (FOV) de plus de 20 mm(2) ou un NA de ∼0.1 à travers un champ de vision de ∼18 cm(2), qui correspond à une image avec plus de 1,5 gigapixels. Nous discutons aussi des défis actuels que ce calcul on-chip visage de microscopes, mettant en lumière leurs orientations futures et les applications.

Microscopie Holographique De Giga-pixel Lensfree Et à L'aide De La Tomographie Couleur Des Capteurs D'images

PloS One. 2012  |  Pubmed ID: 22984606

Nous rapportons la microscopie holographique de Giga-pixel lensfree et tomographie à l'aide de capteur-baies de couleur comme les imageurs CMOS qui montrent des patrons de couleur filtre Bayer. Sans retirer ces filtres couleur enduits sur la puce du capteur, nous synthétiser des hologrammes lensfree super-resolved pixel, qui sont ensuite reconstruites pour atteindre la résolution latérale de ~ 350 nm, correspondant à une ouverture numérique de ~ 0,8, à travers un champ de vision de ~20.5 mm(2). Il s'agit d'une image numérique avec ~0.7 milliards de pixels effectifs dans les canaux de l'amplitude et de phase (c'est-à-dire, ~1.4 Giga-pixels au total). De plus, en changeant l'angle d'éclairage (par exemple, ± 50°) et une source de lumière cohérente avec la partie de la numérisation à travers deux axes orthogonaux, images super-resolved du même spécimen de différents angles de vue sont créés, qui sont ensuite numériquement combinées de synthétiser des images tomographiques de l'objet. En utilisant cet imageur tomographique lensfree deux axes en cours d'exécution sur un capteur de couleur-puce, nous parvenir à une résolution spatiale 3D de ~0.35 µm × 0,35 µm × ~ 2 µm, x, y et z, respectivement, créant une taille efficace voxel de ~0.03 µm(3) dans un volume d'échantillon de 5 ~ mm(3), qui est équivalent à > voxels 150 milliards. Nous démontrons la preuve de concept de cette plate-forme de microscopie tomographique lensfree sur un capteur d'image CMOS couleur en créant des tomographies de micro-particules comme un nématode c. elegans sauvage.

Le Tracking 3D Haut Débit Lensfree Des Spermatozoïdes Humains Révèle Les Rares Statistiques Des Trajectoires Hélicoïdales

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Oct, 2012  |  Pubmed ID: 22988076

Suivi dynamique des spermatozoïdes humains dans un grand volume est une tâche difficile. Pour fournir une solution haut débit pour ce besoin important, ici, les auteurs décrivent une technique d'imagerie d'on-chip lensfree qui peut de suivre les trajectoires de trois dimensions (3D) de 1 500 > des spermatozoïdes humains individuels dans un volume d'observation d'environ 8-17 mm(3). Cette plate-forme d'imagerie computationnelle s'appuie sur les ombres lensfree holographique de spermatozoïdes qui sont acquis en même temps à deux longueurs d'onde différentes, provenant de deux sources partiellement cohérents qui sont placés à 45° par rapport à l'autre. Ce régime d'éclairage multi-angles et multicolor permet de dynamiquement la voie le mouvement 3D des spermatozoïdes humains à travers un champ de vision de 17 > mm(2) et profondeur de champ d'environ 0,5 à 1 mm avec micron précision de positionnement. Les grandes statistiques fournies par cette plate-forme d'imagerie lensfree a révélé que seulement environ 4 à 5 % des spermes motiles humaines nager le long des spirales bien définies et que ce pourcentage peut être sensiblement supprimé dans le plasma séminal. En outre, parmi ces observées des spermatozoïdes humains hélicoïdales, une grande majorité (environ 90 %) préféré droitiers hélices sur les gauchers, avec un rayon de l'hélice d'environ 0,5 à 3 μm, une vitesse de rotation hélicoïdale d'environ 3-20 rotations/s et une vitesse linéaire d'environ 20 à 100 μm/s. Cette plate-forme d'imagerie 3D haut débit pourrait être en général très précieuse pour observer les modèles statistique natation de divers autres micro-organismes, conduisant à nouvelles connaissances en leur mouvement 3D et la biophysique sous-jacent.

Optique Techniques Pour Le Diagnostic Des Points De Service D'imagerie

Lab on a Chip. Jan, 2013  |  Pubmed ID: 23044793

Amélioration de l'accès aux soins de santé efficaces et abordables est depuis longtemps un effort global. Dans cette quête, le développement de rentable et facile à utiliser test appareils permettant un diagnostic rapid et précis est essentiel pour réduire les délais et les coûts associés aux services de soins de santé. À cette fin, point-of-care (POC) diagnostic joue un rôle crucial dans la prestation des soins en développés et les pays en développement en apportant des tests médicaux aux patients ou aux sites près de patients. Comme le diagnostic d'un large éventail de maladies, y compris divers types de cancers et de nombreuses espèces endémiques, repose sur des techniques optiques, nombreuses plates-formes d'imagerie optiques compactes et économiques ont été développés ces dernières années pour une utilisation à la CEP. Ici, nous passons en revue l'état-of-the-art, des techniques d'imagerie optiques qui peuvent avoir un impact significatif sur la santé mondiale en facilitant les diagnostics de POC efficaces et abordables.

Un Allergène Alimentaire Personnalisé Test Plateforme Sur Un Téléphone Portable

Lab on a Chip. Feb, 2013  |  Pubmed ID: 23254910

Nous démontrons un allergène alimentaire personnalisé, tests plate-forme, appelée iTube, fonctionnant sur un téléphone portable qui images automatiquement et dosages colorimétriques des analyses effectuées dans des éprouvettes vers sensible et spécifique de détection d'allergènes dans des échantillons d'aliments. Cet attachement iTube compact et rentable, pesant environ 40 grammes, est mécaniquement installés sur l'unité existante de la caméra d'un téléphone cellulaire, où les tubes de test et de contrôle sont insérés sur le côté et verticalement éclairés par deux distincts--diodes électroluminescentes. L'éclairage est absorbée par l'analyse de l'allergène, qui est activé dans les tubes, provoquant un changement d'intensité dans les images acquises par la caméra de téléphone portable. Ces images de transmission des tubes échantillon et contrôle sont traitées numériquement au sein de 1 s à l'aide d'une application smart en cours d'exécution sur le même portable pour la détection et la quantification de la contamination des allergènes dans les produits alimentaires. Nous avons évalué les performances de cette plateforme iTube axée sur le téléphone portable à l'aide de différents types de cookies disponibles dans le commerce, où l'existence d'arachides a été précisément quantifiée après un temps de préparation et d'incubation d'échantillon de ~ 20 min par test. Ceci automatisé et outil de test d'allergène alimentaire personnalisé rentable en cours d'exécution sur les téléphones portables peut aussi permettre de téléchargement des résultats des tests pour sécuriser les serveurs, afin de créer des cartes personnelles et/ou publiques allergène spatio-temporelle, qui peuvent être utiles pour la santé publique dans divers contextes.

Analyse De Sang Rentable Et Rapide Sur Un Téléphone Portable

Lab on a Chip. Mar, 2013  |  Pubmed ID: 23392286

Nous démontrons une compacte et rentable cytometry plate-forme d'imagerie installée sur un téléphone portable pour la mesure de la densité des globules rouges et blancs ainsi que la concentration d'hémoglobine dans le sang humain. Les images fluorescentes et lumineux-zone d'échantillons de sang sont capturées à l'aide des accessoires optiques distincts pour le téléphone portable et sont rapidement traitées par une application intelligente développée en cours d'exécution sur le téléphone pour le comptage des cellules sanguines et détermination de la densité de l'hémoglobine. Nous avons évalué la performance de cette plateforme d'analyse de sang téléphone portable basé sur des échantillons de sang humain anonyme et obtenu des résultats comparables à un analyseur de hématologie de table standard. Résultats des tests peuvent soit être stockés sur la mémoire de téléphone portable ou être transmis à un serveur central, offrant des possibilités de diagnostic à distance même sur le terrain.

Imagerie 3D De Haut-débit De Sperme

Molecular Reproduction and Development. Feb, 2013  |  Pubmed ID: 23401146

Lensfree Microscopie Computational Tools Pour Cellulaire Et Imagerie Tissulaire à La Point-of-Care Et à Faibles Ressources

Studies in Health Technology and Informatics. 2013  |  Pubmed ID: 23542940

La récente révolution dans les technologies numériques et informatiques méthodes actuelles importantes opportunités de transformer la façon dont l'imagerie optique est effectué, notamment afin d'améliorer le débit des microscopes tout en réduisant leur coût relatif et la complexité. Lensfree computational microscopie émerge rapidement à cette fin, et de jeter les lentilles et autres encombrants composants optiques des systèmes d'imagerie conventionnelle et en s'appuyant sur le calcul numérique au lieu de cela, il peut atteindre la microscopie de mode de réflexion et de transmission sur une grande champ de vue au sein des architectures compacts, rentables et mécaniquement robustes. Tel à haut débit et des appareils d'imagerie miniaturisés peuvent fournir un ensemble d'outils complémentaire pour des applications de télémédecine et de diagnostics de point-of-care en facilitant les tâches complexes et critiques tels que la cytométrie en flux et l'analyse au microscope de p. ex. frottis sanguins, tests de Papanicolaou (Pap) et des échantillons de tissus. Dans cet article, les bases de ces modalités de microscopie lensfree seront examinées, et leurs applications cliniquement pertinentes seront discutées.

Imagerie Biomédicale Sur Puce

IEEE Reviews in Biomedical Engineering. 2013  |  Pubmed ID: 23558399

Lab-on-a-chip systèmes sont apparues rapidement pour ouvrir la voie à la recherche biomédicale ultra-compact, efficace, masse pouvant être produite et rentable et outils de diagnostic. Bien que ces systèmes microfluidique et microsystèmes ont atteint des niveaux élevés d'intégration et sont capables d'accomplir diverses tâches importantes sur la même puce, telles que la mise en culture cellulaire, tri et des taches, ils dépendent encore des microscopes classiques pour leurs besoins d'imagerie. Récemment, plusieurs alternatives sur puce techniques optiques d'imagerie ont été introduites, qui sont susceptibles du remplacer par des microscopes classiques pour diverses applications lab-on-a-chip. Nous présentons ici une étude critique de ces récemment de nouvelles modalités d'imagerie biomédicales sur puce, y compris contact ombre d'imagerie, exempt de lentille holographique microscopie, microscopie fluorescente d'on-chip et tomographie optique sans lentille.