Translate this page to:
Japanese
In JoVE (1)
Other Publications (6)
Automatic Translation
This translation into Japanese was automatically generated.
English Version | Other Languages
Articles by Sungkyu Seo in JoVE
JoVE General
細胞のLenslessオンチップイメージングは、ハイスループット細胞生物学および医学診断のための新しいツールを提供します。
1Electrical Engineering Department, University of California, Los Angeles, 2California NanoSystems Institute, University of California, Los Angeles
細胞のLensfreeオンチップのイメージングと特性が示されている。このオンチップ細胞イメージングのアプローチは、リソースの乏しい環境のために特に適し、医療診断およびハイスループット細胞生物学のアプリケーション向けのコンパクトで費用効果の高いツールを提供します。
Other articles by Sungkyu Seo on PubMed
ハイスループットオンチップメトリー用マルチアングルLUCAS
我々は、記録することにより、異なる照明角で細胞の回折パターンをサンプリング下で、我々は約5 mlの超大型ボリューム上に不均一な細胞液の高スループット、オンチップの特性を達成できることを示しています。マルチアングルLUCASと呼ばれるこのプラットフォームは、特に費用対効果の高いポイントオブケアの細胞計数への応用が期待されています。
オンチップ·サイトメトリーおよび診断のためにLensfreeホログラフィックイメージング
我々は実験的にオンチップ·サイトメトリーを実行するlensfreeホログラフィックイメージングプラットフォームを示しています。照明光源の空間的コヒーレンスを制御することによって、私たちは約2マイクロモルのピクセルサイズを持つ高分解能センサアレイを用いたチップ上の各セルまたはマイクロ粒子の2次元ホログラフィック回折パターンを記録します。記録されたホログラフィックイメージは、オンチップの特性評価のために既存のライブラリの画像に検出されたホログラムのテクスチャを照合し、興味のある不均一溶液をカウントするためのカスタム開発の意思決定アルゴリズムを使用して処理されます。任意の微小物体のホログラフィック回折シグネチャは、同じオブジェクトの古典的な回折パターンとは大きく異なります。これは、雑音比とセルパターンの署名均一に信号を向上します。も弱く小さな細菌や細胞などの位相オブジェクトの散乱のオンチップイメージングのためのはるかに優れた感度を示します。我々は自動的にレンズや顕微鏡対物レンズを使用せずに、赤血球、酵母細胞、大腸菌、様々なサイズの微粒子の異種ソリューションを特徴付けることによって、このホログラフィックオンチップ·サイトメトリー·アプローチのパフォーマンスが大幅に向上していることを確認します。このレンズレスのオンチップ·ホログラフィ·プラットフォームは、特に、HIVやマラリアなどなど、感染症を含むポイント·オブ·ケアサイトメトリーおよび診断アプリケーションのために有用であろう。
チップ上に異種細胞溶液の高スループットイメージングLensfreeとキャラクタリゼーション
急速に監視し、約4 mmの被写界深度と約10cm（2）のフィールド·オブ·ビュー上に異種のソリューション内で種々の細胞型を特徴付けることができ、高スループット、オンチップイメージングプラットフォームが導入されています。この強力なシステムは、急速にイメージ/すべてのレンズ、顕微鏡、目標や、任意の機械的走査を必要とせずに並行して約4 mLのすべてのボリューム内で、セルの複数の層を監視することができます。このハイスループットレンズレスイメージング方式では、サンプル全体のボリューム内の各マイクロ粒子の古典的な回折パターン（すなわち、影）は、光電子センサーチップを使用して秒未満で検出されます。取得した影のイメージがデジタル3Dでの粒子の位置の識別とサンプルボリューム内の各マイクロ粒子タイプの特性の両方を有効にするには、 "意思決定アルゴリズム"を開発したカスタムを使用して処理されます。高い有効にし、実験結果を通して、我々は、異なる細胞型（例えば、赤血球細胞、線維芽細胞など）や他の微粒子すべての展示一意に別の影のパターンを示し、従って急速に発展して決定アルゴリズムを使用して任意のあいまいさなしに識別することができます異種ソリューションのスループット特性。チップ細胞イメージングプラットフォーム上でこのlensfreeは、特にコンパクトでコスト効率に優れた診断ツールが早急に限られたリソースの設定で必要とされる地球規模の健康問題に関連した医療診断用途のための重要な約束を示しています。
白血球数と機能のハイスループット検出用抗体マイクロアレイのLensfreeホログラフィックイメージング
白血球のキャラクタリゼーションは、血液分析、血液ベースの診断のための不可欠な部分です。本論文では、我々は、ヒトの血液から白血球の迅速かつmultiparametric分析のための抗体マイクロアレイレンズレスホログラフィックイメージングを兼ね備えています。白血球表面抗原（CD4とCD8）とサイトカインに特異的なモノクローナル抗体（ABS）（TNF-α、IFN-γ、IL-2）は、セルのキャプチャおよびサイトカイン検出抗体（Ab）のスポットを並置するように配列に印刷された。ヒトの血液とのインキュベーションに続いてマイクロフローチャンバー（4 MULボリューム）に抗体マイクロアレイの統合は、特定の抗体スポットにCD4とCD8 T細胞のキャプチャになりました。これらの細胞のオンチップ·マイトジェン活性化は、その後、隣接する抗サイトカインの抗体スポットに捕捉されたサイトカイン分子の放出を誘発した。それぞれの抗体スポットにIL-2、TNF-α、およびIFN-γ分子の結合は、西洋ワサビペルオキシダーゼ（HRP）標識抗サイトカインABSや目に見える色試薬を用いて検出した。 Lensfreeホログラフィックイメージングは、その後に使用された急激に（約4秒）を列挙CD4およびCD8 T-リンパ球は抗体スポットに捕捉され、同じチップ上にIL-2、TNF-α、およびIFN-γスポットから発せられるサイトカインシグナルを定量化する。感染症の監視のために我々のアプローチの有用性を実証するために、健康なボランティアおよびヒト免疫不全ウイルスの血液サンプル（HIV）感染患者は、CD4/CD8比、重要なHIV / AIDS診断マーカーを決定するために分析した。抗体スポットに捕捉CD4およびCD8 T細胞のlensfreeオンチップイメージングによって得られた比率は、従来の顕微鏡ベースの細胞計数との緊密な合意であった。本論文では、抗体マイクロアレイとlensfreeホログラフィックイメージングのタンデムの使用を記述し、介護のポイントで、またはリソースの限られた設定でmultiparametric血液分析のためのミニチュアサイトメトリー装置の将来の発展の道を開きます。
遠隔医療アプリケーション用のレンズレスインコヒーレントホログラフィに基づいてコンパクト、軽量でコスト効果の高い顕微鏡
光学的イメージングの急速な進歩にもかかわらず、高度な顕微鏡のモダリティのほとんどは、まだ残念ながら、設備の整った実験室を越えてその使用を制限する複雑でコストのかかるセットアップをする必要があります。一方で、資源が限られた設定で、顕微鏡では、高度な研究室で遭遇したものと大きく異なる要件があり、このような撮像装置は、費用対効果の高い、コンパクト、軽量、低侵襲訓練を受けた担当者が使えるように適切に正確かつ簡単にする必要があります。さらに、これらのポータブル顕微鏡は、理想的にはデジタルの中央研究所や病院への様々なモバイルヘルスケア·プロバイダーを接続する遠隔医療ネットワークの一部として統合されるべきである。この終わりに向かって、ここでは4.2センチメートル約24ミリメートル（2）の広い視野にわたってサブ携帯分解能を達成×4.2センチ×5.8センチメートルより小さい寸法で約46グラムの重量を量るレンズレス、オンチップの顕微鏡を示しています。このコンパクトで軽量顕微鏡はデジタルで線ホログラフィーに基づいており、すべてのレンズ、かさばる光学/機械部品や、レーザーなどのコヒーレント光源を必要としません。代わりに、それは、通常の伝送や微分干渉コントラスト（DIC）の画像を迅速にデジタル復元を可能にするオブジェクトのレンズレスホログラムを記録する単純な発光ダイオード（LED）とコンパクトな光電子センサーアレイを利用してオブジェクト。このレンズレス支離滅裂ホログラフィック顕微鏡は、受注·オブ·大きさの改善、光収集効率を持ち、機械的なズレに非常に堅牢なので、特にリソースが制限の設定で様々な地球規模の健康問題を含む遠隔医療アプリケーションのための費用対効果の高いツールを提供することがあります。
チップ上で高スループットのレンズフリー血液分析
我々は、高スループット、オンチップの血液分析に向かってレンズフリーホログラフィック顕微鏡の性能の詳細な調査を提示します。大口径から発せされた空間的にインコヒーレントな光源を使用して、約0.4×10（6）細胞/ MULまで到達密度で最小限のサンプル調製手順で赤血球の自動カウントは提示されます。同じレンズフリーホログラフィック顕微鏡のプラットフォームを使用して、我々はまた、各セルの光位相情報の回復を通じて単一細胞レベルでの赤血球の体積を特徴づける。我々はさらに、お互いから顆粒球、単球、およびリンパ球を区別するのに十分な細胞内レベルでの空間分解能が得られる、ヘモグロビンの全血サンプルの濃度と同様に、白血球の自動計数の測定を示しています。これらの結果は、特に資源の乏しい環境では、全血分析を促進することにより、地球規模の健康問題のための便利なツールを提供するためにレンズフリー·ホログラフィックオンチップイメージングの展望を明らかにします。
