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Articles by Sungkyu Seo in JoVE
JoVE General
Ohne Linsen auskommt, On-Chip-Bildgebung von Zellen hat ein neues Instrument für High-Throughput-Zell-Biologie und der medizinischen Diagnostik
1Electrical Engineering Department, University of California, Los Angeles, 2California NanoSystems Institute, University of California, Los Angeles
Lensfree On-Chip-Bildgebung und Charakterisierung von Zellen dargestellt. Diese On-Chip-Cell-Imaging-Ansatz bietet eine kompakte und kostengünstige Tool für die medizinische Diagnostik und High-Throughput-Zellbiologie-Anwendungen, so dass es besonders geeignet für arm an Ressourcen-Einstellungen.
Other articles by Sungkyu Seo on PubMed
Manuskripthalter LUCAS Für Hohen Durchsatz Auf Dem Chip Cytometry
Wir zeigen, dass durch die Aufnahme unter die Stichprobe Beugung Muster von Zellen in verschiedenen Beleuchtung Winkeln, wir hoch-Durchsatz auf dem Chip Charakterisierung einer heterogenen Zelle-Lösung über ein extrem großes Volumen von ca. 5 ml erreichen können. Diese Plattform, genannt Multi-Angle LUCAS, ist besonders vielversprechend für kostengünstige Point-of-Care-Zelle zählen Anwendungen.
Lensfree Holographisches Imaging Für On-Chip Cytometry Und Diagnose
Wir veranschaulichen experimentell eine Lensfree holographische bildgebenden Plattform, um auf dem Chip Cytometry durchführen. Durch die Kontrolle der räumlichen Kohärenz der Beleuchtungsquelle, zeichnen wir ein 2D holographische Beugung Muster der einzelnen Zelle oder Mikro-Partikel auf einem Chip, die unter Verwendung eines hochauflösend Sensor-Arrays, das ungefähr 2 Microm Pixelgröße hat. Das aufgezeichnete holographische Bild wird dann verarbeitet, mithilfe eines benutzerdefinierten entwickelten Entscheidung-Algorithmus für übereinstimmende die erkannten Hologramm-Textur an vorhandenen Bibliothek Bilder auf dem Chip Charakterisierung und zählen eine heterogene Lösung von Interesse. Die holographische Beugung Signatur eines mikroskopischen Objekts unterscheidet sich erheblich vom klassischen Beugung Muster des gleichen Objekts. Es verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis und die Signatur-Einheitlichkeit der Zelle Muster; und auch Exponate viel bessere Empfindlichkeit für on-Chip-Imaging schwach Streuung Phase Objekte wie kleine Bakterien oder Zellen. Wir überprüfen automatisch Charakterisierung heterogene Lösungen von roten Blutkörperchen, Hefezellen, E. Coli und verschiedene große Mikro-Partikel ohne den Einsatz von Linsen oder Mikroskop Objektive deutlich verbesserte Performance dieses Hologramm auf dem Chip Cytometry-Ansatzes. Diese lensless auf dem Chip-Holographie-Plattform wird vor allem für Point-of-Care-Cytometry und Diagnostik-Anwendungen, z. B. Infektionskrankheiten wie HIV oder Malaria nützlich sein.
Hochdurchsatz Lensfree Bildgebung Und Charakterisierung Einer Heterogenen Zelle-Lösung Auf Einem Chip
Eine Hochdurchsatz-auf dem Chip-Bildgebung-Plattform, die kann schnell überwachen und charakterisieren verschiedene Zelltypen innerhalb einer heterogenen Lösung über eine Schärfentiefe-Bereich von ca. 4 mm und einem Sichtfeld von ca. 10 cm(2) wird eingeführt. Dieses leistungsstarke System kann schnell Bild/mehrere Schichten von Zellen, in ein Volumen von etwa 4 mL alle parallel, ohne die Notwendigkeit für alle Objektive, Mikroskop-Objektive oder mechanischen Abtastung überwachen. In diesem Hochdurchsatz lensless imaging System, das klassische Beugung Muster (d. h. die Schatten) der einzelnen Mikro-Partikel innerhalb der gesamten Probenvolumen in weniger als einer Sekunde erkannt wird mit einen Opto-elektronischen Sensorchip. Die erworbenen Schattenbild ist dann Digital verarbeitete mithilfe einer benutzerdefinierten entwickelt "Entscheidung Algorithmus" sowohl die Ermittlung des Standortes Partikel in 3D und die Charakterisierung der einzelnen Mikro-Partikel innerhalb der Probenmenge zu aktivieren. Durch experimentelle Ergebnisse zeigen wir, dass verschiedene Zelltypen (z. B. rote Blutkörperchen, Fibroblasten, etc.) oder andere Mikro-Partikel alle eindeutig unterschiedliche Schatten Muster weisen und daher schnell identifiziert werden ohne Unklarheiten mit dem entwickelten Entscheidung-Algorithmus ermöglicht hohen Durchsatz Charakterisierung einer heterogenen Lösung. Diese Lensfree auf Chip-Zelle-Bildbearbeitung-Plattform zeigt ein signifikante Versprechen vor allem für medizinische Diagnostik-Anwendungen relevant für globale Gesundheitsprobleme, wo kompakte und kostengünstige Diagnose-Tools sind dringend gebraucht in Ressource Einstellungen begrenzt.
Lensfree Holographische Bildgebung Der AntikörperMicroarrays Für Hochdurchsatz-Nachweis Von Leukozyten Zahlen Und Funktion
Charakterisierung der Leukozyten ist ein integraler Bestandteil der Blutanalyse und Blut Diagnoseverfahren. In dem vorliegenden Papier kombinieren wir lensless holographische Bildgebung mit AntikörperMicroarrays zur raschen und multiparametric Analyse von Leukozyten aus menschlichem Blut. Monoklonale Antikörper (Abs), die spezifisch für Leukozyten OBERFLÄCHENANTIGENE (CD4 und CD8) und Zytokinen (TNF-Alpha, IFN-Gamma, Il-2) in ein Array um Zelle erfassen und Cytokine Abfragung Antikörper (Ab)-Spots nebeneinander gedruckt wurden. Integration von Ab Microarrays in einer mikrofluidische Strömung Kammer (4 MuL Volume), gefolgt von Inkubation mit menschlichem Blut führte Eroberung von CD4 und CD8 T-Zellen auf bestimmte Ab-Spots. Auf dem Chip mitogenen Aktivierung dieser Zellen induzierte Freisetzung von Zytokin-Moleküle, die später auf benachbarte Anticytokine Ab Spots erfasst wurden. Die Bindung von Il, TNF-Alpha und IFN-Gamma-Molekülen auf ihrer jeweiligen Ab-Spots wurde anhand der Meerrettich-Peroxidase (HRP) erkannt-beschriftet Anticytokine Abs und eine sichtbare Farbe-Reagenz. Lensfree holographische Bildgebung wurde dann verwendet, um rasch (ca. 4 s) Auflisten von CD4 und CD8 T-Lymphozyten erfasst auf Ab-Spots und das Zytokin-Signal ausgehen von Il, TNF-Alpha und IFN-Gamma-Spots auf demselben Chip zu quantifizieren. Um das Dienstprogramm unseres Ansatzes zur Überwachung von Infektionskrankheiten zu demonstrieren, Blutproben von gesunden Probanden und Human-Immunodeficiency-Virus (HIV)-infizierte Patienten wurden analysiert, um festzustellen, das CD4/CD8-Verhältnis, eine wichtige Diagnose HIV/AIDS-Markierung. Das Verhältnis, die durch Lensfree auf dem Chip Bildgebung von CD4 und CD8 T-Zellen erfasst auf Ab-Spots wurde in enger Abstimmung mit der konventionellen Mikroskopie-basierte Zellzählung. Das vorliegende Papier, Tandem-Verwendung von Ab-Microarrays und Lensfree holographisches Imaging, beschreibt ebnet den Weg für die zukünftige Entwicklung der Cytometry Kleinstgeräten für multiparametric Blutanalyse Versorgungsort oder in einem beschränkten Ressourcen.
Kompakte, Leichte Und Kostengünstige Mikroskop Basierend Auf Lensless Inkohärent Holografie Für Telemedizinische Anwendungen
Trotz der schnellen Fortschritte in der optischen Bildgebung erfordern die meisten die erweiterte Mikroskopie-Modalitäten noch komplexer und kostspieliger Set-ups, die leider ihre Verwendung über gut ausgestattete Labors beschränken. In der Zwischenzeit Mikroskopie-begrenzten Ressourcen hat Anforderungen erheblich von denen im erweiterten Laboratorien begegnet sollten, und solche imaging-Geräte kostengünstige, kompakte, leichte und entsprechend präzise und einfache von minimal geschultem Personal verwendet werden. Darüber hinaus sollte diese tragbare Mikroskope idealerweise Digital im Rahmen eines Telemedizin-Netzwerk integriert werden, die verschiedene mobile Gesundheits-Anbieter mit einem Zentrallabor oder Krankenhaus verbindet. Dazu zeigen wir hier ein lensless auf dem Chip-Mikroskop mit rund 46 Gramm mit Abmessungen kleiner als 4,2 x 4,2 cm x 5,8 cm, die über ein großes Gesichtsfeld von etwa 24 mm(2) subzellulare Auflösung erreicht. Dieses kompakte und leichte Mikroskop basiert auf digitale Inline-Holographie und braucht keine objektive, sperrige optische/mechanische Komponenten oder kohärente Quellen wie Laser. Stattdessen setzt es eine einfache Light-emitting-Diode (LED) und eine kompakte optoelektronische Sensor-Array zu Rekord lensless Hologramme der Objekte, die dann schnelle digitale Rekonstruktion der regelmäßige Übermittlung oder differenzielle Störung Kontrast (DIC) Bilder der Objekte ermöglicht. Da dieses lensless inkohärent holographische Mikroskop der Größenordnung verbesserte Licht Abscheidegrad hat und sehr robust, mechanische Schiefstellungen ist kann es bieten Ihnen eine kostengünstige Tool speziell für Telemedizin-Anwendungen mit verschiedenen globalen Gesundheitsprobleme in Ressource Einstellungen begrenzt.
Hochdurchsatz-Objektiv-freie Blutanalyse Auf Einem Chip
Wir präsentieren Ihnen eine detaillierte Untersuchung der Leistung der holografischen Linse-freie Mikroskopie in Richtung Hoch-Durchsatz auf dem Chip Blutanalyse. Unter Verwendung einer räumlich inkohärent, die von einer großen Blende ausstrahlt., ist automatische Zählung der Erythrozyten mit minimal Beispiel Vorbereitungsschritte bei dichten bis ca. 0,4 X 10 6 Zellen/MuL dargestellt. Mit dem gleichen Objektiv-freie holographische Mikroskopie-Plattform, prägen wir auch das Volumen der roten Blutkörperchen auf Einzeller-Ebene durch Wiederherstellung der optischen Phase Informationen jeder Zelle. Wir weiter demonstrieren die Messung der Hämoglobin-Konzentration von Vollblutproben sowie automatisierte Zählung der weißen Blutkörperchen, woraus sich auch räumlichen Auflösung auf der subzellulären Niveau festgesetzt, Granulozyten, Monozyten und Lymphozyten voneinander zu unterscheiden. Diese Ergebnisse decken die Aussichten der holografischen Linse-frei auf dem Chip um ein nützliches Werkzeug für globale Gesundheitsprobleme zu bieten, vor allem durch die Erleichterung der Vollblut-Analyse in ressourcenarmen Umgebungen imaging.
