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Articles by Utkan Demirci in JoVE
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흩뿌려진의 제목 셀 캡슐화
Sangjun Moon1,2, Pei-Ann Lin1,2, Hasan Onur Keles1,2, Seung-Schick Yoo3, Utkan Demirci1,2,4
1Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering, Brigham and Women's, Harvard Medical School, 2Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering, Brigham and Women's Hospital, 3Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, 4Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, Massachusetts Institute of Technology; Center for Biomedical Engineering, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital
Other articles by Utkan Demirci on PubMed
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일관 된 배열 이미징 사용 하 여 배열의 단계적. 부 II: 시뮬레이션 및 실험 결과입니다
IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control.
Jan, 2005 |
Pubmed ID: 15742562 기본 원리 및 이론 단계적된 하위 (PSA)의 영상 이미징 제공 사이 프런트 엔드 하드웨어 채널의 수를 줄이는 유연성 고전 합성 조리개 (CSA) 영상-발사 이벤트-당 하나의 요소를 사용 하는 및 전체 위상 배열 (FPA) 이미징-는 모든 요소를 사용 하 여 각 발생에 대 한. PSA의 성능이 일반적으로 사이의 범위는 CSA와 FPA 같은 배열을 사용 하 여 하드웨어 복잡성 감소의 크기에 따라 달라 집니다. 이 문서에서 설명 하는 작업에 대 한 우리는 FPA, CSA, 및 PSA 영상 시뮬레이션 및 실험 3-m h z, 3.2 ㎝, 128 요소 용량 성 micromachined 초음파 트랜스듀서 (CMUT) 배열에서 데이터를 사용 하 여 해상도 팬텀의 수행. 공간 및 주파수 도메인에서 시뮬레이션 된 시스템 포인트 응답 신호 대역폭, 재구성 필터 크기의 효과 연구 하 고 평가 PSA 시스템 성능에서 서브 하는 수단으로 제공 됩니다. PSA 및 FPA 섹터 스캔 이미지 7 32 요소 배열의 PSA 이미징에 사용 된 80% 소수 대역폭 광대역 실험 데이터를 사용 하 여 재구성 했다. 실험 분야 이미지의 측정, 전송 초점 영역에서 6 dB 측면 해상도 10% 향상을 제공 하는 PSA 방식 및 PSA 영상의 축 포인트 해상도 FPA 이미징 동일 나타냅니다. PSA 이미지의 신호 대 잡음 비 (SNR)는 58.3 dB, FPA 이미지 아래 4.9 Db와 대비 대 잡음 비율 (CNR) 10%로 감소 된다. 이 문서에 소개 된 시뮬레이션 및 실험 테스트 결과 이론적 기대를 확인 하 고 단순화 된 프런트 엔드 하드웨어에 대 한 exchange SNR과 프레임 속도 하는 방법으로 PSA 이미징의 유연성을 보여줍니다.
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실용적인 레이블 없는 CD4 + T 세포 세 자원 가난한 설정에서 에이즈에 감염 된 과목에 대 한 마이크로 칩 접근
Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes (1999).
Jul, 2007 |
Pubmed ID: 17414933 리소스 제한 설정, 단계 및 모니터 에이즈에 감염 된 환자에 게 간단한 저렴 한 CD4 세포 세 시 급하다. 현재 접근의 한계를 해결 하기 위해 우리는 간단한 레이블 없는 고 비용 효율적인 CD4 세포를 장치 결합 기술을 사용 하 여 계산 설계 되었습니다. 우리는 이전에 세포 친화성 크로마토그래피 제어 흐름에서 운영 기반으로 CD4 + T 세포의 순수한 인구의 고효율 절연을 위한 미세 시스템의 제작 설명. 여기에, 우리 절대 CD4 세포 수의 넓은 범위에 걸쳐 표준 cytometry 49 HIV-양성 과목에서에 대 한 장치 계산 미세 CD4 세포의 성능을 비교 합니다. 우리는 cytometry, 여 HIV 양성 성인 대상에서 처리 되지 않은 전체 혈액을 사용 하 여 CD4 세포 마이크로 칩 장치에서 계산 및 측정 사이 가까운 상관 관계가 관찰. 200, 350, 500 세포/Microl의 임상 관련 임계값을 구별 하는 것에 대 한 감도 0.86 0.90, 고 0.97, 각각. 특이성은 0.94 이상의 모든 임계값에. 이 장치에 리소스 제한 설정을 계산, 정확, 저렴 한 가격, 빠르고 간단한 CD4 cell 기능 카트리지 될 수 있습니다.
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에이즈 결합 장치에 신속 하 게 자동화 된 셀 정량화입니다
Lab on a Chip.
Dec, 2009 |
Pubmed ID: 19904402 랩 칩 장치 분석은 종종 높은 처리량 정량화 형광 강도, 조명, 초점 깊이 광학 확대의 다른 조건 하에서 얻은 형광 셀 이미지의 필요 합니다. 많은 실험실은 아직도 수동 계산-사용 지루한 비싼 프로세스 inter-observer 변화 하는 경향이 있다. 빠르고 정확한 데이터 수집 및 수동 편견 감소에 대 한 수동 계산 프로세스를 자동화할 수 있습니다. 세그먼트 및 미세 칩 이미지 분석 기법을 사용 하 여 Matlab에서 단일 얼룩 또는 여러 얼룩으로 레이블이 지정 된 셀의 개수와 수동 계산을 통해 그것의 이점에 설명 하는 방법을 소개 합니다. 우리의 방법의 유효성을 검사 하는 에이즈 모니터링을 위한 기반 하는 결합 셀 캡처 장치 사용 되었다. 캡처된 CD4(+) CD3(+) T 세포 DAPI, AF488-안티 cd4와 셀 식별을 위한 AF647 안티 CD3 얼룩이 있었다. 아예 4788 (76 x 3 x 21) 회색 컬러 이미지 폐기 10 HIV에 감염 된 환자의 전체 혈액 샘플 (21 장치)를 사용 하 여 장치에서 입수 했다. 자동 메서드를 유사 하 게 세포의 작은 숫자에 대 한 수동 계산을 수행 관찰 합니다. 그러나, 자동화 된 계산 하는 것이 더 정확 하 고 다중 색상에 대 한 수동 계산 보다 100 배 빠른 얼룩이 보다 더 많은 세포를, 특히 때 많은 수의 셀 필요가 측정할 수 (> 500 세포). 알고리즘은 전체 장치 영역을 커버 하는 후속 현미경 이미지에 대 한 자동. 그것은 일반적으로 같은 형광 랩 칩 셀 이미지에서 발생 하는 문제에 대 한 계정: 고르지 않은 배경, 겹치는 셀 이미지 및 여러 얼룩으로 셀 감지. 시간과 노력을 절약 하 고 증가 순환 종양 세포 검출, biosensors, 및 모니터링 장치, 즉 CD4 카운트 HIV에 셀 감지 등의 다양 한 응용 프로그램에 대 한 랩 칩 장치의 정확도 계산 하는 셀을 실험실에서이 메서드를 사용할 수 있습니다.
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조직 공학 응용 프로그램에 대 한 미세한 이미지에서 세포 정렬의 자동화 되 고 적응력이 정량화
Tissue Engineering. Part C, Methods.
Jun, 2011 |
Pubmed ID: 21370940 셀룰러 맞춤 형식의 많은 조직, 근육, 힘 줄, 신경, 각 막 등 기능적, 물리적, 및 생물 학적 특성에 중요 한 역할을 한다. 이러한 조직 재생을 위한 현재 노력 세포 microenvironment 세포 정렬을 용이 하 게 하는 생체 재료를 개발 하 여 복제 포함 됩니다. 설계 된 microenvironments의 기능 효과 평가 하기 위해 하나의 필수 조건 세포 정렬의 부 량입니다. 따라서, 조직 공학 응용 프로그램에 대 한 셀룰러 맞춤 척도를 정확, 신속 하 고 융통성 있는 방법론에 대 한 필요가 있다. 우리는 자동화 방법, 맞춤 점수의 추출 이진화 기반 개발 해결이 요구 (BEAS), 다양 한 현미경 이미지에에서 셀 방향 분포 결정. 이 메서드는 시퀀스 된 응용 프로그램의 중간 및 밴드 패스 필터, 로컬로 적응형 해독 방법 및 이미지 처리 기술을 결합 합니다. 셀룰러 맞춤 점수 방향 분포를 강력한 점수 매기기 알고리즘을 적용 하 여 얻을 수 있습니다. 우리 문헌에 보고 된 기존 방법으로 결과 비교 하 여 BEAS 방법의 유효성을 검사 (즉, 수동, 방사형 빠른 푸리에 변환-레이디얼 합계 및 그라데이션 기반 접근). 유효성 검사 결과 BEAS 메서드 (R(2)=0.92) 결정 계수 수동 방법으로 통계적으로 비교 정렬 점수에 결과 표시. 따라서,이 연구에 도입 된 BEAS 메서드 설계 조직 구조 및 셀룰러 맞춤 및 조직 생체의 정확 하 고 편리 하 고, 적응할 수 있는 평가 가능.
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Lensless 동시 미세 정자 모니터링 및 정렬에 대 한 이미징
Lab on a Chip.
Aug, 2011 |
Pubmed ID: 21677993 불 임, 남성 요인 (최대 50%의 경우, 정자의 품질, 정자 수, 운동 성 등을 정의 하는 매개 변수 식별을 필요로 하는 담당 하는 중의 영향을 받는 생식 시대 (9%)의 530만 미국 커플. 체 외 수정 (IVF) 내부 세포질 정자 주입 (ICSI)의 유무는 남성 불 임 문제를 극복 하기 위해 현대 임상 연습에서 가장 널리 사용 되는 보조 생식 기술 (예술) 되었다. IVF와 ICSI의 장애물 중 하나는 식별 하 고 낮은 정자 개수 (oligozoospermia) 또는 낮은 정자 운동 성 (oligospermaesthenia) 정액 샘플에서 가장 운동 하 고 아마도 가장 건강 한 정자를 분리에 있다. 미세 시스템 흐름 시스템과 정자 정렬 잠재적인 것으로 나타났습니다. 그러나, 작은 시야 (FOV) 이미지 정자 모션에 일반적으로 사용 되는 기존의 현미경의 정자 세포의 다 수를 동시에 추적에 도전을 제공 합니다. 우리 넓은 FOV 수 있도록 미세 칩으로는 lensless 전 하 결합 소자 (CCD)는 통합이 문제를 해결 하 고 미세 채널 내 정자로 자동 기록 이동 합니다. 통합된 시스템을 통해 정렬 및 미세 채널에 배치 된 정자의 인구를 추적. 이 채널은 수평 및 수직 구성 비슷한 임상적으로 사용 되는 수영-최대 열 방법에에서 모니터링할 수 있습니다. 정자 motilities 개별 정자의 그림자 경로 추적 하 여 측정할 수 있습니다. 또한, 정자 미세 채널의 출구 쪽으로 입구에서 수영으로 정렬 됩니다, 메구미 정자를 콘센트에 도달 하는 과정 끝에 채널에서 추출할 수 있습니다. 이 기술은 각 정자 운동 성 응답을 넓은 시야, oligozoospermic 또는 oligospermaesthenic 샘플, 가장 운동 정자 정자의 작은 수 풀에서 고립 될 필요를 작업할 때 특히 유용 하 게 증명할 수 있는 측면에서 개별적으로 평가 메서드를 발생할 수 있습니다.
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셀을 캡슐화 Microscale Hydrogels 음향 파도 사용 하 여 조립
Biomaterials.
Nov, 2011 |
Pubmed ID: 21820734 Microscale hydrogels 조직 공학 및 재생 의학을 위한 빌딩 블록으로 예를 들어, 의학 및 생물학, 광범위 한 응용을 찾을. 이러한 응용 프로그램에서 이러한 microgels 큰 복잡 한 3 차원 구조를 조작 하는 조립 됩니다. 이 방법의 성공 비 파괴 및 높은 처리량 어셈블리는 microgels의 필요합니다. 다양 한 어셈블리 방법을 기반으로 인터페이스를 수정 하 고 microfluidics를 사용 하 여 개발 되었습니다 하지만 지금까지 아무도 사용 가능한 어셈블리 기술을 효율적으로 초 이내에 신속 하 게 비-침략 적 필드를 사용 하는 microgels 조립 능력을 나타났습니다. 음향은 작은 물방울, 셀과 biomolecules 조작 생물 의학 분야에서 널리 사용 되었습니다. 이 연구에서 우리는 유지 세포 생존 능력과 microgels 셀을 캡슐화에 대 한 간단 하 고, 비-침략 적 음향 어셈블러 개발 (> 93%). 우리는 (50 μ m 및 100 μ m의 직경)와 microbeads 및 (10 μ L, 20 μ L, 40 μ L, 80 μ L의 볼륨)와 서로 다른 크기와 모양 (예를 들어, 큐브, 잠금 키 모양, 테트리스, 본) microdroplets에 microgels에 대 한 어셈블러 평가. Microgels 초에서 비 침략 적 방식으로 조립 했다. 이 결과 개발 된 음향 접근 조직 공학, 재생 의학, 약리학 연구 및 응용 프로그램을 차단 하는 높은 처리량에 대 한 활성화 생명 공학 도구 될 수를 나타냅니다.
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Microchannels에서 선택적으로 캡처된 레이블 없는 셀의 제어 가능한 릴리스
Lab on a Chip.
Dec, 2011 |
Pubmed ID: 22002065 Microchannels에서 체액의 세포의 선택적 캡처는 광범위 하 게 의학을 순환 종양 세포 격리, 신속한 CD4(+) 셀 에이즈 모니터링 및 전염 성 질환의 진단에 대 한 계산을 가능 하 게 변형 시켰다. 결합 시스템에서 셀 캡처 방법을 시연 되어 있지만 캡처된 셀 출시 상당한 도전 남아 있습니다. 가능한 검색 microchannels에서 캡처된 레이블 없는 셀의 재배를 허용 하 고 후 처리 하 여 생물 과학의 새로운 시대를 수 있게 된다. 출시에 상당한 도전 immobilization 단백질 기반 메서드를 사용 하는 경우에 특히 셀 버스가 아닌 마이크로 채널 표면에 강력 하 게 준수는 사실에서 온다. 유체 전단 및 효소 사용 된 microchannels에서 캡처된 세포 분리, 비록 이러한 방법 세포 손상 및 세포 특성에 영향을 알려져 있습니다. 이 종이 microchannels 유체 전단 또는 효소를 사용 하지 않고 선택적으로 캡처된 레이블 없는 셀 출시 새로운 기술을 설명 합니다. 우리가 성공적으로 릴리스 효율 (59% ± 4%)와 높은 특이성 (89% ± 8%), 생존 (94% ± 4%), 미세 채널에 혈액에서 캡처된 CD4(+) 셀 (단 혈액 세포의 3.6%)를 릴리스 했습니다. 우리 더 구체적으로 캡처 및 controllably는이 연구에 사용 된 혈액 샘플에만 혈액 세포 당 19 셀 수 계량 된 전체 혈액에서 CD34(+) 줄기 세포를 해제 하 여 시스템 유효성 검사. 또한 우리의 결과 microchannels에서 발표 하는 CD4(+) 및 CD34(+) 셀 건강 하 고 생체 외에서 문화에 대 한 의무가 있었다을 가리킨다. 수동 흐름 기반 결합 방법 활용 저렴, 조작 하기 쉬운 microchannels 선택 레이블 없는 셀 수 있도록 캡처 및 출시 미만 10 분, 또한 관리 지점에서 사용할 수 있습니다. 분리 하 여 광범위 한 응용된 생물 과학, 조직 공학, 재생 의학 등에서 광범위 하 게 응용 프로그램을 제공 하는 혼합 된 인구에서 셀, 희귀 세포 및 줄기 세포 격리, proteomic/게놈 연구, 클론/인구 분석 정화 제시 기술을 사용할 수 있습니다.
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Nanoliter 물방울 Vitrification Oocyte Cryopreservation에 대 한입니다
Nanomedicine (London, England).
Dec, 2011 |
Pubmed ID: 22188180 목표: Oocyte cryopreservation 남아 주로 실험, 해 동된 oocyte 당만 2-4%의 라이브 출생 율. 이 연구에서는 oocyte vitrification nanoliter 물방울 기술 소개. 재료 & 방법: 이젝터 기반 드롭릿 vitrification 시스템 지속적으로 nanoliter 방울에 oocytes를 cryopreserve 하도록 설계 되었습니다. Oocyte 생존 율, 문법과 및 각 vitrification 단계 후 parthenogenetic 개발 신선한 oocytes 비교 평가 했다. Oocytes cryoprotectant 에이전트 로드/언로드, 후 검색 결과: 고 nanoliter 방울 캡슐화 문화 24 h 후 신선한 oocytes에 비해 생존 율을 보였다. 또한, oocytes vitrification/녹고 그 신선한 oocytes 유사한 문법과 후 복구. 또한, nanoliter 방울 캡슐화 후 oocyte parthenogenetic 활성화 속도 신선한 oocytes에 대 한 관찰과 비교 했다. 이 nanoliter 방울 기술은 높은 냉각 및 낮은 cryoprotectant 에이전트 수준 (즉, 1.4 M 에틸렌 글리콜, 1.1 M 디 메 틸 sulfoxide 1m 자당)를 사용 하 여, 잠재적인 기술 oocyte cryopreservation 결과 개선 함으로써 지구 온난화 속도에 oocytes vitrification 가능.
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