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2012年8月:本期 JoVE

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DOI:

10.3791/5016

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2012年8月1日

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本文内容

摘要

传统显微镜需要使用透镜物镜来放大样本,并可能涉及多种光学组件,例如额外的物镜、滤光片和反射镜,以折射和引导光线至光学传感器。2012年8月出版的《可视化实验杂志》(JoVE (Journal of Visualized Experiments))刊载了加州大学洛杉矶分校Ozcan实验室关于其首创的无透镜“片上”显微成像平台的第三篇论文。

早在2009年,Ozcan 实验室发表了首篇论文,展示了其无透镜成像平台的应用,该平台能够对全血中的细胞进行成像。该成像技术包括将样本直接放置在光电传感器阵列上,例如标准摄像机中常见的 CCD 或 CMOS 芯片。随后,来自样本上方的 LED 照明在芯片上投射出阴影,这些阴影被记录为数字全息图,并可进行图像处理。这种无透镜成像系统不仅能够实现极大的视场(FOV 为 0.6–8 cm2),而且由于无需笨重的光学元件,因此非常适用于微流控应用。Ozcan 团队在其2011年发表的后续 JoVE 论文中展示了这一点,该研究在微流控芯片内对荧光标记的白细胞进行了成像。

本月在 JoVE 中,Ozcan 团队展示了其无透镜显微成像平台的进一步进展,将其应用于线虫 C. elegans 的断层成像。通过使用电动旋转台改变照明角度,Ozcan 团队展示了如何为样品生成多个全息切片,这些切片经过处理后可组合成断层图像。Ozcan 团队通过指出咽管(一种厚度为 5 微米的结构)仅在单个切片以及三维重建的横截面中可见,证实了其对线虫三维重建的成功。

Ozcan 团队设计并组装的无透镜成像系统具有紧凑且低成本的特点,非常适合用于现场即时诊断应用,甚至可在野外进行基于手机的显微镜检测。

在加利福尼亚大学旧金山分校的欧内斯特·加洛诊所与研究中心,JoVE 展示了如何利用三维荧光显微镜和计算机分析来可视化单个细胞的形态学变化。在该实验流程中,细胞分别接受激动剂、拮抗剂加激动剂处理或不予任何处理,并进行免疫荧光显微镜样品制备。借助双光子激光系统获取三维图像,荧光数据则通过计算机使用 Imaris 和 Matlab 软件进行处理。

为了展示该技术的强大功能,作者对转染的 HEK293 细胞中的单细胞表型变化进行了量化分析。三维形态计量学分析显示,经激动剂处理的细胞发生了显著变化。而这些变化在使用传统的二维分析方法时并不总是能够被观察到。该技术可对单细胞在药理学刺激下的形态变化进行量化和表征,为药物发现研究领域提供了一种强大的新型评估工具。

本月,在 JoVE 应用物理学期刊中,我们前往南卡罗来纳州,访问克莱姆森大学材料科学与工程学院。在这里,研究人员向我们展示了如何构建用于实验室研究的锂离子电池。

锂纽扣电池的基本组件包括工作电极、锂电解质和锂箔对电极。纽扣电池的各个组件通过压边机小心组装并密封。组装完成的纽扣电池可在电池测试仪中进行表征。研究人员利用自制的纽扣电池,可尝试使用不同材料制备锂纽扣电池的正极。

本月在 JoVE 免疫学与感染期刊中,我们前往瑞士巴塞尔,见证两种诊断蠕虫感染的技术。我们还将了解研究人员如何对儿童进行折返跑测试,以评估这些感染对身体素质的影响。

蠕虫是可寄生于人类和动物体内的寄生性蠕虫。许多种类会感染肠道,并可通过土壤传播。本文作者展示了用于诊断多种常见土源性蠕虫感染的Kato-Katz法。他们还演示了Baermann法,该方法利用光线刺激某些具有趋光性的蠕虫从样本中迁移出来。随后可根据形态学特征确定不同种类的蠕虫物种。

随后,作者展示了如何为儿童设置并实施20米折返跑测试,以及如何测量蠕虫感染对身体素质的影响。该方法有助于确定土源性蠕虫感染对整体健康的真正负担。

本简要概述仅突出介绍几篇将于八月发布的重点视频文章。我们还将展示如何在鸡胚中脑中表达基因、在内皮细胞包被的平行流 chamber 中研究中性粒细胞跨内皮迁移,以及精确测量细胞外基质的蛋白水解降解。

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