Parlak alan ve diferansiyel girişim kontrast görüntülerinin bir kombinasyonu aracılığıyla hücresel kütle, hacim ve yoğunluğun kantitatif ölçümlerini gerçekleştirmek için standart bir optik mikroskobun kullanımını açıklıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Nicel Optik Mikroskopi: Hücresel biyofizik ölçümü Standart Optik Mikroskop ile Özellikleri
Bu makalede
Özet
Özet
Bu, parlak alan ve diferansiyel girişim kontrast görüntüleri bir kombinasyonu yoluyla kütle, hacim, ve hücre örneklerinde yoğunluğunun sayısal ölçümler için standart bir optik mikroskop kullanılmasını tarif eder. Iki ana yaklaşım sunulmaktadır: noninterferometric kantitatif faz mikroskobu (NIQPM), toplam hücre kütlesi ve subselüler yoğunluğu dağılımı ölçümleri gerçekleştirmek için, ve Hilbert hacmini belirlemek için diferansiyel girişim kontrast mikroskobu (HTDIC) dönüşümü. Düşük sayısal açıklık (NA) aydınlatma, zayıf saçılma ve numune tarafından ışığın zayıf emilimi: NIQPM dalga yayılımının basitleştirilmiş bir modeline dayanan, üç temel varsayımlar ile, paraksiyel yaklaşım olarak adlandırılır. Neyse ki, boyanmamış hücre örnekleri bu varsayımları karşılamak ve düşük NA aydınlatma kolayca ticari mikroskopları üzerinde elde edilir. HTDIC yüksek NA aydinlatma altında odak-boyunca DIC görüntüleri hacimsel bilgileri elde etmek için kullanılıration koşulları. Yüksek aydınlatma NA optik eksen boyunca numunenin geliştirilmiş bölümlendirilmeleri sağlar. Hilbert DIC görüntü işleme dönüşümü büyük ölçüde yığınlarının arka olanlardan numune yoğunluğu gri değerleri ayırarak üç boyutlu olarak numune sınırların lokalizasyonu için kenar algılama algoritmaları artırır. NIQPM ve HTDIC birincil avantajları "off-the-raf" mikroskop kullanarak teknolojik erişilebilirlik yatıyordu. Ticari kapsamları yavaş z-yığını alma zamanı henüz hızlı 1 kare / dakikadan daha olayların soruşturma lağvetti, ve ikincisi, kırınım etkileri 10'a kadar 0.2 ila nesnelere NIQPM ve HTDIC yarar kısıtlamak: Bu yöntemlerin iki temel sınırlamaları vardır sırasıyla (NIQPM) ve çapı 20 (HTDIC) um. Bu nedenle, ilgi numune ve ilişkili zaman dinamikleri bu yöntemlerin kullanımını etkinleştirmek için belirli bir büyüklüğe ve zamansal kısıtlamaları karşılamak gerekir. Heyecan verici, çoğu sabit cellular örnekler hali hazırda, bu yöntemler ile incelenmiştir.
Giriş
Optik mikroskop kullanımı artık hücresel organizmaların araştırılmasında her yerde. Nedeniyle görünür optik spektrum üzerinde düşük endojen absorbans ve zayıf saçılma özellikleri, hücreler güçlü onları geçme optik dalgaların genlik etkileyebilir ve böylece standart parlak alan mikroskopları ile görüntülenmiş zaman yarı saydam görünmüyor. Hücresel örnekleri, bununla birlikte, doğrusal ışık hareket ettiği alanı belirli bir bölgede yerel bir kütle yoğunluğunun miktarı ile ilgili bir şekilde, kendi içinde seyahat eden optik dalgalar aşağı yavaş yok. Bu heterojen gecikmeyle veya mikroskobik yoluyla bulaşan optik dalgaların "faz" profilinin yararlanması ilk Fritleri Zernik....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1.. Mikroskop Özellikleri
Doğru şekilde görüntüleme yürütmek için mikroskop aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:
- Diferansiyel girişim kontrast (DIC) ve aydınlık (BF) kontrast hem de sahip.
- Bilgisayar kontrollü z-eksen hareketi var.
- Yoğunlaştırıcı mercek sayısal açıklık değişeceği için ayarlanabilir diyafram durak var. Derecelendirilmiş bir kural veya elektronik okuma bir diyafram sayısal diyafram değerini bilmek gereklidir. Sayısal açıklık NIQPM için 0.1 HTDIC için 0.9 (veya daha yüksek) kadar aralık olmalıdır.
- Mikroskop parlak bir alan görüntüleme için kullanılmak üzere bir dar bant renk filtres....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Odak-boyunca görüntü alımı sırasında doğru örnek aydınlatma NIQPM nd HTDIC algoritmaları başarılı bir şekilde uygulanması için önemlidir. Şekil 2 biz DIC ve polistiren küre ve insan kolorektal adenokarsinom hücre hattı SW620 için parlak bir alan kontrast altında hem düşük hem de yüksek NA aydınlatma göstermektedir. 2A Şekiller, 2C, 2I, ve 2K NIQPM için optimal görüntüleme göstermektedir. 2F, 2H Rakamlar, 2N, ve 2P HTDIC.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Genel olarak, NIQPM ,25-44,7 değişen optik yol uzunlukları üzerinde doğrulanmış bir kırınım-sınırlı bir tekniktir. Doğrulama n gerçekleştirilmiştir = Fluoromount G içinde süspansiyon haline 0.11-9.8 um çap arasında değişen 1,596 polistiren küreler (veriler gösterilmemiştir). Hücreler yaklaşık 0-7 aralığında optik yol uzunluklarına sahip.
Bir numunenin yoğunluk dağılımını ölçerken bir yoğunluk haritası, arka plandaki istenmeyen katkıları sahip iken sözde DIC görüntü daha ince görünüyor bulabi.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar sunulan çalışmalarında hiçbir maddi çıkarları var.
Teşekkürler
Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (OJTM için KGP, OJTM ve R01HL101972 için U54CA143906) ve Oregon Tıbbi Araştırma Vakfı Erken Klinik Araştırmacı Ödülü (KGP) hibe tarafından desteklenmiştir. OJTM bir Amerikan Kalp Derneği Kuruldu Araştırmacı (13EIA12630000) 'dir. Biz bu çalışmada kullanılan hücre örnekleri hazırlamak için Şövalye Kanser Enstitüsü'nden Dr Eric Anderson teşekkür ederim.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Zeiss Axio Imager 2 mikroskop | Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Almanya | Axio Imager D2 | Mikroskop |
| Yeşil filtre (λ = 540 ± 25 nm) | Chroma Technology Corp., Bellows Falls, Vermont | D540/25x | Yeşil filtre |
| SlideBook 5.5 yazılımı | Akıllı Görüntüleme Yenilikleri, Denver, Colorado | Görüntü satın alma yazılımı | |
| Polistiren mikroküreler | Bangs Laboratory, Inc., Fishers, IN | PS06N | Polistiren küreler |
| Fluoromount-G | SouthernBiotech, Birmingham, Alabama | 0100-01 | Montaj ortamı |
Kaynaklar
- Zernike, F. Das Phasenkontrastverfahren bei der mikroskopischen Beobachtung. Z. Technische Physik. 16, 454-457 (1935).
- Zernike, F. Phase contrast, a new method for the microscopic observation of transparent objects. Physica. 9 (42), 974....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
Daha fazla makale keşfet
Noninterferometrik Kantitatif Faz MikroskopisiHilbert Dönüşümlü Diferansiyel İnterferans KontrastıKütle Hacim Yoğunluğu ÖlçümleriBrightfield Diferansiyel İnterferans KontrastıOdak Boyunca GörüntülemeMATLAB Görüntü İşleme ProgramlarıDüşük Sayısal Açıklıklı AydınlatmaYüksek Sayısal Açıklıklı Aydınlatma
