Name: Optical Microscopy Scatter auf zweidimensionalen Gabor-Filtern (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-06-02T17:15:00.000+00:00
Duration: 14 min 58 s
Description: Erfahren Sie, wie optische Streumikroskopie mit Gabor-Filtern die mitochondriale Fragmentierung während der Apoptose quantifiziert. Diese nicht-invasive Methode erfasst subzelluläre Dynamiken in lebenden Zellen.

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Die Mikrospiegel-Gerät in dieser Untersuchung wurde von Whitaker Foundation Grant RG-02 bis 0682 zu N. Boustany finanziert. Laufende Arbeiten von zu gewähren NSF-DBI-0852857 bis N. Boustany finanziert. RM Pasternack wurde teilweise durch eine Rutgers Presidential Graduate Fellowship unterstützt. Wir möchten auch Dr. E. Weiß für die iBMK Zellen in unseren Studien und Dr. DN Metaxas für nützliche Diskussion über optische Filterung Strategien danken.

<ol><li>Pasternack, R. M., Qian, Z., Zheng, J. -Y., Metaxas, D. N., White, E., Boustany, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Subcellular+Texture+by+Optical+Gabor-Like+Filtering+with+a+Digitial+Micromirror+Device%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Measurement of Subcellular Texture by Optical Gabor-Like Filtering with a Digitial Micromirror Device.</a> Optics Letters. 33 (19), 2209-2211 (2008).</li>
<li>Pasternack, R. M., Qian, Z., Zheng, J. -Y., Metaxas, D. N., Boustany, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+sensitive+size+discrimination+of+submicron+objects+using+optical+Fourier+filtering+based+on+two-dimensional+Gabor+filters%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Highly sensitive size discrimination of submicron objects using optical Fourier filtering based on two-dimensional Gabor filters.</a> Optics Express. 17 (14), 12001-12012 (2009).</li>
<li>Zheng, J. -Y., Pasternack, R. M., Boustany, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+scatter+imaging+with+a+digital+micromirror+device%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Optical scatter imaging with a digital micromirror device.</a> Optics Express. 17 (22), 20401-20414 (2009).</li>
</ol>

Einige Aspekte der Methoden haben in und Erfindungsmeldung, Rutgers University Docket # 09-049 aufgenommen.

Das oben beschriebene Verfahren liefert morphometrische Karten des Objekts, das Partikel-Größe oder Ausrichtung zum Beispiel codieren kann. Diese strukturelle Information kann auf verschiedene Arten genutzt werden: <ol><li> Es kann als Einstieg, um Gewebe oder Zellen Regionen, die während einer bestimmten Behandlung verändert werden und dann weiter zu analysieren diesen Regionen mit spezifischen molekularen und biochemischen Assays zu identifizieren verwendet werden. </li><li> Es kann in Verbindung mit Fluoreszenz v...

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>DMEM mit niedrigem Glucosespiegel</td></tr><tr><td>Liebowitz-L15-Medium</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>Ohne Phenolrot</td></tr><tr><td>L-Glutamin</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mitotracker Green</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Extrakt aus Rinderhirn</td><td>Clonetics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fetales Rinderserum</td><td>Gemini Bio Products</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Staurosporin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Invertiertes Mikroskop</td><td>Carl Zeiss, Inc.</td><td>Axiovert 200M</td><td></td></tr><tr><td>DMD</td><td>Texas Instruments</td><td>TI 0.7 XGA DMD 1100</td><td></td></tr><tr><td>CCD</td><td>Roper Scientific</td><td>Cascade 512B</td><td>CCD mit hohem (16 Bit) Dynamikumfang</td></tr><tr><td>CCD</td><td>Roper Scientific</td><td>Coolsnap cf</td><td></td></tr></tbody></table>

optical microscopy scatter auf zweidimensionalen gabor-filtern

Optical Scatter Microscopy Based on Two-Dimensional Gabor Filters

Wir zeigen eine mikroskopische Instrument, das subzelluläre Textur aus Organellen Morphologie und Organisation innerhalb ungefärbten lebenden Zellen messen können. Das vorgeschlagene Instrument erweitert die Empfindlichkeit des label-free optische Mikroskopie an nanoskaligen Veränderungen in Organellen Größe und Form und kann verwendet werden, um die Untersuchung der Struktur-Funktions-Beziehung in Bezug auf Organelle Dynamik zugrunde liegenden fundamentalen biologischen Prozessen wie der programmierte Zelltod oder zellulären beschleunigen Differenzierung. Das Mikroskop kann leicht auf die bestehenden Mikroskopie-Plattformen implementiert werden und können daher für einzelne Laboratorien, in denen Wissenschaftler implementieren und können mit dem vorgeschlagenen Verfahren mit unbeschränktem Zugriff verbreitet werden. Die vorgeschlagene Technik ist in der Lage, subzelluläre Struktur durch die Beobachtung der Zelle durch zweidimensionale optische Gabor-Filter zu charakterisieren. Diese Filter können zu spüren, mit nanoskaligen (10 ist der nm) Empfindlichkeit, spezifischen morphologischen Eigenschaften in Bezug auf die Größe und Orientierung des nicht-sphärischen subzellulären Organellen abgestimmt werden. Während auf dem Kontrast von elastischen Streuung verursacht haben, ist die Technik nicht auf einer detaillierten inverse Streu-Modell oder Mie-Theorie stützen, um morphometrische Messungen zu extrahieren. Diese Technik ist daher für nicht-sphärische Organellen in denen eine genaue theoretische Beschreibung Streuung nicht einfach gegeben ist, und bietet unverwechselbare morphometrischen Parameter, die innerhalb ungefärbten lebenden Zellen gewonnen werden, um ihre Funktion zu beurteilen können. Die Technik ist vorteilhaft im Vergleich mit der digitalen Bildverarbeitung, dass es wirkt sich direkt auf das Objekt-Feld zu verwandeln, anstatt die diskretisierten Objekts Intensität. Es kommt nicht auf hohe Bildqualität Abtastraten verlassen und kann daher verwendet werden, um schnell Bildschirm morphologische Aktivität in Hunderten von Zellen zu einem Zeitpunkt, somit erheblich erleichtert das Studium der Organellen-Struktur über einzelne Organellen Segmentierung und Rekonstruktion durch Fluoreszenz konfokale Mikroskopie von stark vergrößerten digitalen Bildern der begrenzten Bereichen zu sehen. In dieser Demonstration zeigen wir Daten aus einem marinen Kieselalgen, die Methodik zu veranschaulichen. Wir zeigen auch vorläufige Daten aus lebenden Zellen gesammelt, um eine Idee, wie das Verfahren kann in einem relevanten biologischen Kontext angewendet werden geben.

Wir zeigen eine Dunkelfeld-Mikroskopie-Methode auf Gabor-ähnliche Filterung subzellulären Dynamik in einzelnen lebenden Zellen zu messen basiert. Die Technik ist empfindlich auf Veränderungen in der Struktur der Organellen, wie Mitochondrien Fragmentierung.

Optical Microscopy Scatter auf zweidimensionalen Gabor-Filtern

Wir demonstrieren ein mikroskopisches Instrument, mit dem die durch Organellenmorphologie und -organisation bedingte subzelluläre Textur in ungefärbten lebenden ...

In diesem Video wird die Lichtstreu-Mikroskopie verwendet, um die mitochondriale Fragmentierung während der Apoptose zu quantifizieren. Obwohl die Lichtstreu-Mikroskopie normalerweise keine Fluoreszenz erfordert, werden im vorliegenden Protokoll fluoreszenzbasierte Aufnahmen zur Validierung angefertigt. Nach der Einrichtung des Abbildungssystems werden die Zellen mit MIT-Tracer-Grün markiert und mit Storsporin behandelt, um die Apoptose auszulösen.Optische Daten werden erfasst, um Veränderungen in der Ausrichtung zellulärer Organellen innerhalb von zwei Stunden nachzuweisen. Der Beginn der mitochondriellen Fragmentierung kann anhand der optisch gestreuten Daten gemessen werden, die eine Abnahme des Orientierungsgrads subzellulärer Partikel anzeigen. Die Daten werden anschließend validiert, indem die optisch gestreuten Daten mit den fluoreszierenden Bereichen, die Mitochondrien enthalten, korreliert werden.Hallo, ich bin Nada Bustani vom Bio-Optik-Labor am Fachbereich für Biomedizinische Technik an der Rutgers University. Ich bin Rob Pak vom Bio-Optik-Labor, und ich bin Deen ebenfalls vom Bio-Labor. Heute zeigen wir Ihnen ein Verfahren zur Quantifizierung subzellulärer morphologisch

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Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Quelle: Espinoza, R., et al. Zweifarbige, zweifarbige Raman-Streubildgebung des Gehirns von Mäusen für die Gewebediagnostik. J. Vis. exp. (2022).  Das Video zeigt die zweifarbige Bildgebung der stimulierten Raman-Streuung (SRS) von Hirngewebeschnitten von Mäusen. Zwei synchronisierte Laserstrahlen werden auf den Gewebeschnitt gerichtet, um molekulare Schwingungen anzuregen, was zu einer relativen Intensitätsänderung der Strahlen führt. Lipide und Proteine im Gewebe werden mit Hilfe...

Zweifarbige stimulierte Raman-Streubildgebung von Hirngewebe von Mäusen

Wir stellen eine zerstörungsfreie Methode zum Abtasten räumliche Variation in der Richtung des Lichts von strukturell komplexen Materialien verteilt. Indem das Material intakt bewahren wir grober Maßstab Streuverhalten, während gleichzeitig die Erfassung feinskaligen direktionale Beiträge mit hochauflösender Bildgebung. Die Ergebnisse sind in der Software visualisiert in biologisch relevanten Positionen und Personenwaagen.

Mess-und Richtungs räumlich variierenden Lichtstreuung aus biologischem Material

Wir zeigen, Verfahren zum Nachweis von architektonischen Verzerrung vor Mammogramme. Orientierten Strukturen werden mit Gabor-Filter und Phasenportraits zu Websites von strahlenden Gewebe Muster zu erkennen analysiert. Jeder Standort charakterisiert und klassifiziert mit Maßnahmen zur spiculating Muster stellen. Die Verfahren sollten in der Erkennung von Brustkrebs unterstützen.

Erkennung von Architektur Distortion in Vor Mammographie Über Analyse der Oriented Patterns

Die dreidimensionalen Positionen der schwach streuende Objekte eindeutig mit digitalen Inline holografische Mikroskopie (Dihm), die eine geringfügige Modifikation an einem Standardmikroskop umfasst identifiziert werden. Unsere Software verwendet eine einfache Heuristik Bildgebung verbunden mit Rayleigh-Sommerfeld-Back-Propagation, um die dreidimensionale Position und Geometrie eines mikroskopischen Phasenobjekt zu erhalten.

Digitale Inline Holographic Microscopy (Dihm) von Schwach-Streuung Themen

Wir beschreiben die Verwendung eines Standard-Lichtmikroskops, um quantitative Messungen der zellulären Masse, des Volumens und der Dichte durch eine Kombination von Hellfeld- und differentiellen Interferenzkontrastbildern durchzuführen.

Quantitative Optische Mikroskopie: Messung der Cellular biophysikalische Eigenschaften mit einem Standard Optisches Mikroskop

Nicht gerührt Fällungspolymerisation liefert eine schnelle, reproduzierbare Prototyping Ansatz zur Synthese von Stimuli empfindlichen Poly (N Isopropylacrylamid) Mikrogele mit enger Größenverteilung. In diesem Protokoll Synthese, Charakterisierung Lichtstreuung und Einzelpartikelfluoreszenz-Tracking dieser Mikrogele in einem Weitfeldmikroskopie Einrichtung demonstriert.

Kontrollierte Synthese und Fluoreszenz-Tracking von Hoch Uniform Poly (<em&gt; N</em&gt; Isopropylacrylamid) Mikrogele

Dieses Protokoll beschreibt die Implementierung eines asymmetrischen Detektions-Zeitstreck-Optikmikroskopiesystems für die Einzelzell-Bildgebung in ultraschnellen mikrofluidischen Strömung und seine Anwendungen bei der Bildgebungsdurchflusszytometrie.

Mikrofluidische Imaging-Durchflusszytometrie durch asymmetrische Detektion Zeitstreck-Optische Mikroskopie (ATOM)

Das übergeordnete Ziel dieser Methodik ist es, die optimalen Versuchsbedingungen von Probenvorbereitung zur Bildaufnahme und zum Wiederaufbau zu geben, um 2D dual dSTORM Farbbilder von Mikrotubuli und fortgeschrittene Filamente in festen Zellen...

Imaging-Intermediate Filamenten und Mikrotubuli mit 2-dimensionale direkte stochastische optische Rekonstruktion Mikroskopie

Antikörper, die Ziel-Rezeptoren auf der Zelloberfläche binden können Konformation und clustering Veränderungen verleihen. Diese dynamischen Veränderungen haben Auswirkungen für die Charakterisierung von Arzneimittelentwicklung in Zielzellen. Dieses Protokoll nutzt konfokalen Mikroskopie und Bild Korrelation Spektroskopie durch ImageJ/Fidschi, das Ausmaß des Rezeptors auf der Zelloberfläche clustering zu quantifizieren.

Konfokale Mikroskopie zeigt Zelle Oberfläche Rezeptor Aggregation über Bild Korrelation Spektroskopie

In diesem Protokoll skizzieren wir die konzeptionellen Gestaltungselemente und die strukturelle Entwicklung eines Blendschärfeapparates. Zusätzlich wird das Design eines Gerätes zur Messung positiver Dysphotopsie (Halos, Speichen) und Zweipunkt-Lichtschwellen beschrieben.

Messung der Verhaltenseffekte der intraokularen Streuung

Dieser Artikel stellt eine Methode zur raumzeitlichen Analyse von mobilen, einzelmolekularen Förster-Resonanz-Energietransfer-basierten (smFRET)-basierten Sonden mittels Weitfeldfluoreszenzmikroskopie vor. Das neu entwickelte Software-Toolkit ermöglicht die Bestimmung von smFRET-Zeitspuren bewegter Sonden, einschließlich der korrekten FRET-Effizienz und der molekularen Positionen, als Funktionen der Zeit.

Automatisierte zweidimensionale raumzeitliche Analyse mobiler Einzelmolekül-FRET-Sonden

Erfahren Sie, wie optische Streumikroskopie mit Gabor-Filtern die mitochondriale Fragmentierung während der Apoptose quantifiziert. Diese nicht-invasive Methode erfasst subzelluläre Dynamiken in lebenden Zellen.

Optical Microscopy Scatter auf zweidimensionalen Gabor-Filtern

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