基于手机的宽场荧光显微镜与荧光成像流式细胞术

本实验的总体目标是将手机摄像头改装为荧光显微成像平台或荧光成像流式细胞仪。首先，通过安装在手机摄像头与待测样本之间的附加镜头收集荧光发射信号。随后，附件中的一个简易塑料滤光片可滤除散射的激发光，从而为荧光成像提供暗背景，将手机摄像头转变为荧光显微镜或成像流式细胞仪。

最后一步是使用手机在夜间模式下拍摄目标荧光颗粒的图像或视频。最终，荧光微球或细胞可通过手机摄像头进行成像和表征。与现有技术（如使用传统荧光显微镜）相比，该技术的主要优势在于基于手机的显微镜具有体积小、重量轻、成本低的特点，并且在即时检测诊断中具有应用潜力。

在无法获得常规医疗服务的资源有限环境中，组装光学流体宽场荧光显微镜时，首先将平凸透镜放入光学附件中其特定的透镜安装位置。然后将塑料滤光片放置在滤光片托盘上，并将其滑入附件中。接下来，将LED托盘插入附件中。

将样品玻片放入样品托盘中，然后将样品托盘滑入附件内。将LED灯朝向样品夹后，将组装好的光学微流控宽场荧光显微镜附件置于手机上，使附加镜头直接接触手机的摄像头镜头。接着，使用附件上的开关打开LED灯，并用手机摄像头对目标样品进行成像。

在夜间模式下。当需要对大量液体样本进行筛选以检测稀有事件时，可组装一种光流控流式细胞仪。首先将A球面透镜放入固定装置中。

然后将塑料吸收滤光片贴在相机镜头前，并将微流控芯片插入连接装置中。接着，将用于荧光成像流式细胞术的光流控附件夹到手机上，使附加镜头直接接触手机的相机镜头，并通过附件上的开关打开LED灯。随后，将微流控通道连接至注射泵，以恒定流速将液体样本注入微流控装置中。

然后使用手机摄像头的视频模式，拍摄荧光细胞流经微流控通道的录像，以制备荧光微粒样品。首先将10 µL绿色荧光微珠与10 µL红色荧光微珠混合，并加入40 µL去离子水。使用微量移液器取10 µL微珠混合液滴加到玻片上。

然后使用另一张载玻片构建三明治结构。最后，将该三明治结构插入宽场荧光显微镜附件的样品托盘中，并将其推入手机附件内。为制备荧光标记的白细胞样本，首先将200 µL抗凝管（EDTA采血管）中的全血样本转移至1.5 mL聚苯乙烯离心管中。

然后向200微升全血样本中加入1毫升红细胞裂解缓冲液，充分混匀，5分钟后离心裂解后的血液样本。接着移除上清液，将白细胞沉淀重悬于200微升PBS中，轻柔混匀细胞，再次离心后，移除上清液，用PBS重悬。

接下来，向白细胞中加入5 µL的1 mM cyto 16溶液，并用铝箔包裹样本，孵育30分钟。然后将样本离心后，再次用PBS重悬标记的白细胞沉淀，并将5至10 µL细胞样本转移至盖玻片上。在样本上方放置第二张盖玻片，随后将夹心结构的盖玻片插入样品槽中。

使用手机荧光显微镜附件对样品进行成像。或者，可通过便携式电池供电的自动注射泵将标记的细胞持续注入微流控通道。随后，利用手机摄像头的视频模式，录制流动细胞的荧光显微视频。

可以在静态模式下对荧光细胞或颗粒进行成像，即在无流体流动的条件下，实现约10微米空间分辨率的大视野样本观察。例如，在本图中对绿色和红色荧光微球进行了成像，在中心视野边缘区域约81平方毫米的视场范围内均获得了良好的图像质量。

然而，此处存在一些畸变区域，显示的是荧光标记白细胞的手机成像结果。该插图展示了从主图像中裁剪出的荧光标记白细胞的数码放大手机图像。在此插图中，展示了对第一个插图进行压缩解码的结果，解码后的图像在清晰度上与使用传统荧光显微镜在相同视场下以10倍物镜观察的同一细胞样本相当。

在观看本视频之前，您应充分了解如何将手机改装成法医显微镜或成像细胞仪，从而实现对法医微珠或细胞的成像表征与成分分析。