מיקרוסקופיה מסורתית דורשת עדשות אובייקטיביות להגדלת דגימות, ויכולה לכלול רכיבים אופטיים רבים כגון אובייקטיבים נוספים, מסננים ומראות כדי לשבור ולהכווין את האור לחיישנים אופטיים. גיליון אוגוסט 2012 של JoVE (Journal of Visualized Experiments) מתאפיין בפרסום השלישי של מעבדת Ozcan (אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס) על פלטפורמת מיקרוסקופיה "על שבב" (on-chip) נטולת עדשות, אותה הם פיתחו כחלוצים בתחום.
בשנת 2009 פרסמה מעבדת Ozcan את מאמרה הראשון, אשר הדגים את השימוש בפלטפורמת דימוי ללא עדשות המסוגלת לדמות תאים בתוך דם שלם. טכניקת דימוי זו כוללת הנחת דגימה ישירות על מערך חיישנים אופטואלקטרוניים, כגון שבבי CCD או CMOS הנמצאים במצלמות וידאו סטנדרטיות. לאחר מכן, תאורת LED מעל הדגימה מטילה צללים על השבב, אשר נרשמים כהולוגרמות דיגיטליות שניתן להעבירן עיבוד תמונה. מערכת דימוי ללא עדשות זו לא רק מאפשרת שטח ראייה גדול ביותר (FOV של 0.6-8 cm2), אלא שגם היעדרה של רכיבים אופטיים מסורבלים הופך אותה למצוינת עבור יישומים של מיקרופלואידיקה. קבוצת Ozcan מדגימה זאת במאמר ההמשך שלהם ב-JoVE משנת 2011, שבו מדמים תאי דם לבנים המסומנים פלואורסצנטית בתוך שבב מיקרופלואידי.
באוגוסט האחרון ב-JoVE, קבוצת המחקר של Ozcan מדגימה התקדמויות נוספות בפלטפורמת המיקרוסקופיה ללא העדשות שלהם על ידי יישומה להדמיה טומוגרפית של הנמטודה, C. elegans. באמצעות שינוי זווית התאורה בעזרת במת סיבוב ממונעת, קבוצת Ozcan מראה כיצד ניתן להפיק מספר פרוסות הולוגרפיות עבור דגימה אשר, לאחר עיבוד, ניתן לשלבן לטומוגרמות. קבוצת Ozcan מאשרת כי השחזור התלת-ממדי של התולעת הצליח, תוך ציון העובדה שצינור הלוע, מבנה בעובי 5-micron, נראה רק בפרוסה בודדת ובחתך רוחב ששוחזר בתלת-ממד.
האופי הקומפקטי והזול של מערכות ההדמיה ללא עדשות - שתוכננו והורכבו על ידי קבוצת Ozcan - הופך אותן למתאימות מאוד ליישומים של אבחון בנקודת הטיפול (point-of-care), או אפילו למיקרוסקופיה מבוססת טלפון נייד שניתן לבצע בשטח.
במרכז הרפואי והמחקרי ארנסט גאלו (Ernest Gallo Clinic and Research Center) באוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו, JoVE לומדת כיצד להדמיות של שינויים מורפולוגיים בתאים בודדים באמצעות מיקרוסקופיה פלואורסצנטית תלת-ממדית ואנליזה ממוחשבת. בהליך זה, תאים מקבלים טיפול באגוניסט, אנטגוניסט בתוספת אגוניסט, או ללא טיפול, ומוכנים למיקרוסקופיה אימונו-פלואורסצנטית. תמונות תלת-ממדיות נרכשות בעזרת מערכת לייזר דו-פוטונית, ונתוני הפלואורסצנציה מעובדים במחשב באמצעות Imaris ו-Matlab.
כדי להדגים את יעילותה של טכניקה זו, המחברים מקיימים כימות של שינויים פנוטיפיים בתאים בודדים בתאי HEK293 שעברו טרנספקציה. אנליזה מורפומטרית תלת-ממדית מראה שינויים דרמטיים בתאים שטופלו באגוניסט. שינויים אלו אינם תמיד גלויים בעת שימוש באנליזה דו-ממדית קונבנציונלית. טכניקה זו מאפשרת לכמת ולאפיין שינויים מורפולוגיים בתאים בודדים בתגובה לגירויים פרמקולוגיים, ובכך היא מציעה כלי הערכה חדש ועוצמתי לארסנל של מחקרי גילוי תרופות.
החודש, ב-JoVE Applied Physics, אנו נוסעים לדרום קרוליינה כדי לבקר בבית הספר למדעי החומרים והנדסה באוניברסיטת קלמסון (Clemson University). כאן, חוקרים מדגימים לנו כיצד לבנות סוללות ליתיום למחקר מעבדתי.
המרכיבים הבסיסיים של תא מטבע ליתיום הם אלקטרודת העבודה, אלקטרוליט הליתיום ואלקטרודת נגד מנייר ליתיום. הרכיבים השונים של תא המטבע מורכבים בזהירות ונחתמים באמצעות מכונת הדסקה. ניתן לאחר מכן לאפיין את תא המטבע המוכן בבודק סוללות. באמצעות תאי המטבע שהכינו בעצמם, החוקרים יכולים להתנסות בשימוש בחומרים שונים ליצירת הקתודיים של תאי מטבע ליתיום.
החודש ב-JoVE Immunology and Infection, אנו פונים לבזל, שוויץ, כדי להכיר שתי טכניקות לאבחון זיהומי תולעי מעיים (helminth infections). כמו כן, נראה כיצד חוקרים מבצעים מבחן ריצה הלוך-חזור (shuttle run test) בילדים, כדי להעריך את השפעותיהם של זיהומים אלו על הכושר הגופני.
הלמינתים (תולעי מעיים) הם תולעים טפיליות שיכולות לחיות בתוך בני אדם ובעלי חיים. מינים רבים מדביקים את מערכת העיכול, ועשויים להיות מועברים דרך הקרקע. מחברינו מדגימים את טכניקת Kato-Katz, המשמשת לאבחון של מספר מיני הלמינתים נפוצים המועברים דרך הקרקע. הם מדגימים גם את טכניקת Baermann, המשתמשת באור כדי לעורר נדידה של סוגים מסוימים של הלמינתים פוטוטקטיים (הנמשכים לאור) אל מחוץ לדגימות. ניתן לקבוע את סוגי מיני ההלמינתים השונים לאחר מכן על בסיס המורפולוגיה.
המחברים מדגימים לאחר מכן כיצד להגדיר ולבצע מבחן ריצת הלוך-חזור (shuttle run) של 20 מטרים לילדים, וכיצד למדוד את השפעת זיהומי תולעים (helminth) על הכושר הגופני. שיטה זו יכולה לסייע בקביעת הנטל האמיתי של זיהומי תולעים המועברים דרך הקרקע על הבריאות הכללית.
סיכום קצר זה מדגיש רק כמה ממאמרי-הווידאו הבולטים שיפורסמו באוגוסט. כמו כן, נציג מאמרים המדגימים כיצד לבטא גנים במוח האמצעי של עובר אפרוח, לחקור נדידה של נויטרופילים בתאי זרימה מקבילים המצופים בתאים אנדותלליים, ולמדוד במדויק פירוק פרוטאוליטי של המטריקס החוץ-תאי.