a-label-free-technique-for-spatio-temporal-imaging-single-cell

A Label-free Technique for the Spatio-temporal Imaging of Single Cell Secretions

Inter-cellular communication is an integral part of a complex system that helps in maintaining basic cellular activities. As a result, the malfunctioning ...

Naval Research Laboratory

&#x8FD1;&#x573A;&#x626B;&#x63CF;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; &#xFF08;NSOM&#xFF09; &#x4E2D;&#x7EA2;&#x5916;&#x6CE2;&#x6BB5;&#x7684;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x3001; &#x57FA;&#x4E8E;&#x5149;&#x7EA4;&#x7684;&#x63D0;&#x793A;&#x5236;&#x4F5C;&#x65B9;&#x6CD5; (&lambda; &sim; 3 &mu; m&#xFF09; &#x5236;&#x5B9A;&#x4E86;&#x3002;&#x51E0;&#x79CD;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x6750;&#x6599;&#x5DF2;&#x8FDB;&#x884C;&#x8C03;&#x67E5;&#x548C;&#x6E7F;&#x5316;&#x5B66;&#x8680;&#x523B;&#x7684;&#x98DF;&#x8C31;&#x5404;&#x4E0D;&#x76F8;&#x540C;&#xFF0C;&#x4EA7;&#x751F;&#x8EAB;&#x4F53;&#x5F3A;&#x5065;&#x548C;&#x6709;&#x80FD;&#x529B;&#x7684;&#x7EA2;&#x5149;&#x9AD8;&#x529F;&#x7387;&#x8109;&#x51B2;&#x4F4E;&#x635F;&#x8017;&#x8F93;&#x7535;&#x7684;&#x63D0;&#x793A;&#x3002;&#x6700;&#x7EC8;&#xFF0C;&#x6E7F;&#x5316;&#x5B66;&#x8680;&#x523B;&#x6280;&#x672F;&#x7528;&#x4E8E;&#x73BB;&#x7483;&#x5149;&#x7EA4;&#x4E0A;&#x751F;&#x4EA7;&#x80FD;&#x591F;&#x805A;&#x7126;&#x4E2D;&#x7EA2;&#x5916;&#x706F;&#xFF0C;ablate &#x4ECE;&#x4E9A;&#x5FAE;&#x7C73;&#x5927;&#x5C0F;&#x7684;&#x533A;&#x57DF;&#x7684;&#x6709;&#x673A;&#x8584;&#x819C;&#x6750;&#x6599;&#x7684;&#x63D0;&#x793A;&#x3002;&#x7535;&#x6E90;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x7684;&#x63D0;&#x793A;&#x901A;&#x8FC7;&#x4F7F;&#x7528;&#x4E00;&#x79CD;&#x65B0;&#x578B;&#x7684;&#x6750;&#x6599;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x524D;&#x672A;&#x62A5;&#x544A; NSOM &#x5E94;&#x7528;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x5927;&#x5927;&#x589E;&#x52A0;&#xFF1A; &#x9517;&#x9178;&#x76D0;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x3002;&#x5236;&#x4F5C;&#x7684;&#x63D0;&#x793A;&#x673A;&#x68B0;&#x5F3A;&#x5E76;&#x80FD;&#x591F;&#x4F20;&#x8F93;&#x9AD8;&#x8F7B;&#x6CE8;&#x91CF;&#x800C;&#x6CA1;&#x6709;&#x9020;&#x6210;&#x7269;&#x7406;&#x635F;&#x574F;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x63CF;&#x8FF0;&#x4E86;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x63D0;&#x793A;&#x548C;&#x5176;&#x6027;&#x80FD;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x3002;

&#x63D0;&#x793A;&#x5728;&#x4E2D;&#x7EA2;&#x5916;&#x6CE2;&#x957F;&#x7684;&#x8FD1;&#x573A;&#x6D88;&#x878D;&#x7684;&#x51C6;&#x5907;&#x3002;

A fabrication method for high-throughput, fiber-based tips for near-field scanning microscopy (NSOM) in the mid-infrared (Î» âˆ¼ 3 Î¼m) has been developed. Several fiber materials have been investigated and recipes for wet-chemical etching have been varied to produce tips that are physically robust and are capable of low-loss transmission of high-power pulses of mid-infrared light. Ultimately, wet-chemical etching techniques are used on glass fibers to produce tips capable of focusing mid-infrared light to ablate material from sub-micron-sized regions of organic films. The power throughput of the tips is significantly increased by using a novel material, previously unreported for NSOM applications: germanate fibers. The tips produced are mechanically strong and capable of transmitting high light fluence without sustaining physical damage. Here, the development of these tips and their performance are described.

Tip preparation for near-field ablation at mid-infrared wavelengths.

Un proc&eacute;d&eacute; de fabrication pour obtenir des conseils de haut-d&eacute;bit, la fibre optique pour la microscopie &agrave; balayage en champ proche (NSOM) dans l&#39;infrarouge moyen (&sim; &lambda; 3 &mu;m) a &eacute;t&eacute; d&eacute;velopp&eacute;. Plusieurs mat&eacute;riaux de fibre ont &eacute;t&eacute; &eacute;tudi&eacute;s et recettes pour la gravure chimique humide ont &eacute;t&eacute; vari&eacute;es pour produire des conseils qui sont physiquement robustes et sont capables de faibles pertes transmission des impulsions de haute puissance de la lumi&egrave;re infrarouge moyen. En fin de compte, techniques de gravure chimique humide sont utilis&eacute;s sur la fibre de verre pour produire des conseils capables de concentrer la lumi&egrave;re infrarouge pour l&#39;ablation de mat&eacute;riel provenant de r&eacute;gions sous-sous-micron-taille de films organiques. Le d&eacute;bit de puissance des conseils s&#39;accro&icirc;t en utilisant un nouveau mat&eacute;riau, pr&eacute;c&eacute;demment in&eacute;dit pour des applications de NSOM : germanate de fibres. Les pointes produites sont m&eacute;caniquement forte et capable de transmettre des fluence lumineuse &eacute;lev&eacute;e sans dommages physiques. Ici, le d&eacute;veloppement de ces conseils et leurs performances sont d&eacute;crits.

Conseil pr&eacute;paration pour ablation contigu aux longueurs d&#39;onde infrarouge moyen.

Eine Fabrikation-Methode f&uuml;r Hochdurchsatz, Glasfaser-basierten Tipps f&uuml;r Scan Nahfeld-Mikroskopie (NSOM) in dem Spektrografen (&lambda; &sim; 3 &mu;m) entwickelt wurde. Mehrere Glasfaser-Materialien haben untersucht worden und Rezepte f&uuml;r nasschemische &Auml;tzen haben variiert wurden, um Tipps zu erzeugen, die sind k&ouml;rperlich robust und verlustarme &Uuml;bertragung von High-Power Pulse mid-infrared Licht f&auml;hig sind. Letztlich sind nasschemischen &Auml;tzen Techniken auf Glasfasern zur Tipps f&auml;hig mit Schwerpunkt mid-infrared Licht, um Material von sub-micron mittlere Regionen organische Filme zu entfernen verwendet. Der Macht-Durchsatz der Tipps von mit einem neuartigen Material, bisher nicht gemeldete NSOM Anwendungen deutlich erh&ouml;ht: germanate Fasern. Die Spitzen hergestellt sind mechanisch stark und hohe Licht Fluenz ohne physischen Schaden &uuml;bertragen. Hier wird die Entwicklung dieser Tipps und ihre Leistung beschrieben.

Tipp Vorbereitung f&uuml;r Nahfeld-Ablation bei mid-infrared Wellenl&auml;ngen.

Un metodo di fabbricazione di alto-rendimento, basata su fibra consigli per microscopia a scansione in campo vicino (NSOM) nella mid-infrared (&lambda; &sim; 3 &mu;m) &egrave; stato sviluppato. Diversi materiali di fibra sono stati indagati e ricette per wet-chemical etching sono state variate per produrre suggerimenti che sono fisicamente robusto e sono in grado di basse perdite trasmissione di impulsi ad alta potenza di luce infrarosso. In definitiva, wet-chemical etching tecniche sono utilizzate su fibre di vetro per produrre suggerimenti in grado di mettere a fuoco la luce infrarosso per l&#39;ablazione di materiale dalle regioni sub-submicron-dimensioni di film organici. La velocit&agrave; effettiva di potere delle punte &egrave; aumentata significativamente utilizzando un materiale romanzo, precedentemente non dichiarato per applicazioni NSOM: germanate fibre. I consigli di prodotto sono meccanicamente forte e capace di trasmettere alta fluenza luce senza sostenere danni fisici. Qui, lo sviluppo di questi consigli e le loro prestazioni sono descritti.

Suggerimento preparazione per ablazione del campo vicino all&#39;infrarosso lunghezze d&#39;onda.

&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x3001;&#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30D0;&#x30FC; &#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30D2;&#x30F3;&#x30C8;&#x3067;&#x3001;&#x4E2D;&#x8D64;&#x5916;&#x8FD1;&#x63A5;&#x5834;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; (NSOM) &#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x306E;&#x4F5C;&#x88FD;&#x65B9;&#x6CD5; (&lambda; &sim; 3 &mu; m) &#x958B;&#x767A;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x7E4A;&#x7DAD;&#x6750;&#x6599;&#x3092;&#x8ABF;&#x3079;&#x305F;&#x7D50;&#x679C;&#x3001;&#x6E7F;&#x5F0F;&#x5316;&#x5B66;&#x30A8;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30EC;&#x30B7;&#x30D4;&#x306F;&#x3001;&#x7269;&#x7406;&#x7684;&#x306B;&#x5F37;&#x56FA;&#x3067;&#x3042;&#x308A;&#x3001;&#x4E2D;&#x8D64;&#x5916;&#x5149;&#x306E;&#x9AD8;&#x96FB;&#x529B;&#x30D1;&#x30EB;&#x30B9;&#x306E;&#x4F4E;&#x640D;&#x5931;&#x4F1D;&#x9001;&#x306E;&#x80FD;&#x529B;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x30D2;&#x30F3;&#x30C8;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x591A;&#x69D8;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6700;&#x7D42;&#x7684;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x6E7F;&#x5F0F;&#x5316;&#x5B66;&#x30A8;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0;&#x624B;&#x6CD5;&#x30AC;&#x30E9;&#x30B9;&#x7E4A;&#x7DAD;&#x3078;&#x306E;&#x6709;&#x6A5F;&#x819C;&#x306E;&#x30B5;&#x30D6;&#x30DF;&#x30AF;&#x30ED;&#x30F3; &#x30B5;&#x30A4;&#x30BA;&#x306E;&#x5730;&#x57DF;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x6750;&#x6599;&#x3092;&#x713C;&#x707C;&#x3059;&#x308B;&#x4E2D;&#x8D64;&#x5916;&#x5149;&#x306E;&#x7126;&#x70B9;&#x306E;&#x5BFE;&#x5FDC;&#x306E;&#x30D2;&#x30F3;&#x30C8;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4EE5;&#x524D;&#x672A;&#x5831;&#x544A; NSOM &#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306E;&#x65B0;&#x305F;&#x306A;&#x6750;&#x6599;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x306E;&#x30D2;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x96FB;&#x6E90;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x306F;&#x5927;&#x5E45;&#x306B;&#x4E0A;&#x6607;: &#x7E4A;&#x7DAD;&#x30B2;&#x30EB;&#x30DE;&#x30F3;&#x9178;&#x3002;&#x751F;&#x7523;&#x306E;&#x30D2;&#x30F3;&#x30C8;&#x306F;&#x3001;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306B;&#x5F37;&#x3044;&#x3068;&#x306E;&#x7269;&#x7406;&#x7684;&#x306A;&#x640D;&#x50B7;&#x3092;&#x7DAD;&#x6301;&#x305B;&#x305A;&#x9AD8;&#x5149;&#x30D5;&#x30EB;&#x30A8;&#x30F3;&#x30B9;&#x306E;&#x9001;&#x4FE1;&#x304C;&#x53EF;&#x80FD;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30D2;&#x30F3;&#x30C8;&#x3084;&#x81EA;&#x5206;&#x305F;&#x3061;&#x306E;&#x30D1;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30DE;&#x30F3;&#x30B9;&#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x8FF0;&#x3079;&#x308B;&#x3002;

&#x8FD1;&#x63A5;&#x5834;&#x30A2;&#x30D6;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306E;&#x6E96;&#x5099;&#x4E2D;&#x8D64;&#x5916;&#x6CE2;&#x9577;&#x3067;&#x30D2;&#x30F3;&#x30C8;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#xADFC;&#xCC98;-&#xD544;&#xB4DC; &#xAC80;&#xC0AC; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; (NSOM)&#xB294; mid-infrared&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9;, &#xC12C;&#xC720; &#xAE30;&#xBC18; &#xD301;&#xC758; &#xC81C;&#xC870; &#xBC29;&#xBC95; (&lambda; &sim; 3 &mu; m) &#xAC1C;&#xBC1C; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xB7EC; &#xC12C;&#xC720; &#xC7AC;&#xB8CC;&#xB97C; &#xC870;&#xC0AC; &#xD558; &#xACE0; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xACAC;&#xACE0; &#xD558; &#xACE0; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBE5B;&#xC758; &#xACE0; &#xCD9C;&#xB825; &#xD384;&#xC2A4;&#xC758; &#xB0AE;&#xC740; &#xC190;&#xC2E4; &#xC804;&#xC1A1; &#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB2E4; &#xD301; &#xC0DD;&#xC0B0; &#xC2B5;&#xC2DD; &#xD654;&#xD559; &#xC5D0;&#xCE6D;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC870;&#xB9AC;&#xBC95;&#xC774; &#xB2E4;&#xC591; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xAD81;&#xADF9;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C;, &#xC2B5;&#xC2DD; &#xD654;&#xD559; &#xC5D0;&#xCE6D; &#xAE30;&#xBC95; &#xC720;&#xB9AC; &#xC12C;&#xC720;&#xC5D0; &#xC720;&#xAE30; &#xC601;&#xD654;&#xC758; &#xD558;&#xC704; micron &#xD06C;&#xAE30; &#xC601;&#xC5ED;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC744; &#xC808;&#xC81C;&#xB97C; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBE5B;&#xC744; &#xCD08;&#xC810;&#xC744; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xD301;&#xC744; &#xC0DD;&#xC0B0; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. NSOM &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC774;&#xC804;&#xC5D0; &#xC2E0;&#xACE0; &#xB418;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC740; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC790;&#xB8CC;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xB3C4;&#xC6C0;&#xB9D0;&#xC758; &#xC804;&#xC6D0; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xC99D;&#xAC00; &#xD06C;&#xAC8C;: germanate &#xC12C;&#xC720;. &#xC81C;&#xC791; &#xD301;&#xC740; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xAC15;&#xD558;&#xACE0; &#xB192;&#xC740; &#xBE5B; fluence &#xD06C;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801; &#xC190;&#xC0C1; &#xC5C6;&#xC774; &#xC804;&#xC1A1;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xD301; &#xBC0F; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC131;&#xB2A5;&#xC744; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xC124;&#xBA85; &#xB418;&#xC5B4; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xD30C;&#xC7A5;&#xC5D0;&#xC11C; &#xADFC;&#xCC98; &#xD544;&#xB4DC; &#xC81C;&#xAC70;&#xB97C; &#xC704;&#xD55C; &#xC900;&#xBE44; &#xD301;.

Un m&eacute;todo de fabricaci&oacute;n de alto rendimiento, basadas en fibra consejos para microscop&iacute;a de barrido de campo cercano (NSOM) en el infrarrojo medio (&lambda; &sim; 3 &mu;m) ha sido desarrollado. Se han investigado diversos materiales de fibra y recetas para grabado qu&iacute;mico h&uacute;medo han sido variados para producir consejos que est&eacute;n f&iacute;sicamente robusto y capaz de baja p&eacute;rdida transmisi&oacute;n de pulsos de alta potencia de luz infrarrojo medio. En &uacute;ltima instancia, se utilizan t&eacute;cnicas de grabado qu&iacute;mico mojado en fibras de vidrio para producir consejos capaces de enfocar la luz infrarrojo medio ablar material de regiones sub-micra-tama&ntilde;o de pel&iacute;culas org&aacute;nicas. El rendimiento de la energ&iacute;a de los consejos se incrementa significativamente mediante el uso de un material novedoso, previamente no denunciado para aplicaciones NSOM: germanate fibras. Las puntas producidas son mec&aacute;nicamente fuerte y capaz de transmitir alta fluencia luz sin sostener da&ntilde;o f&iacute;sico. Aqu&iacute; se describen el desarrollo de estos consejos y su rendimiento.

Deepa Raghu

Biography

JoVE Journal Publications

Other Publications