Name: פיזור מיקרוסקופיה אופטית על בסיס דו מימדי מסננים גאבור (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-06-02T17:15:00.000+00:00
Duration: 14 min 58 s
Description: חקור שבריר מיטוכונדרי בתאים חיים באמצעות מיקרוסקופיית פיזור אופטי עם סינון גאבור. שיטה זו מאפשרת מעקב אחר דינמיקה תת-תאית ללא צביעה פלואורסצנטית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

המכשיר מיקרו מראה מחקר זה מומן על ידי מענק קרן ויטאקר RG-02-0682 לנ Boustany. העבודה השוטפת ממומנת על ידי מענק NSF-DBI-0852857 לנ Boustany. Pasternack RM נתמכה בחלקה על ידי מלגה לנשיאות בוגרת ראטגרס. אנחנו רוצים גם להודות לד&quot;ר א לבן עבור התאים iBMK שימוש במחקרים שלנו ד&quot;ר מטקסס ד.נ. לדיון שימושי לגבי אסטרטגיות סינון אופטי.

<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>

היבטים חלק מהשיטות נכללו וגילוי המצאה, אוניברסיטת רטגרס יומן # 09-049.

השיטה המתוארת לעיל מפות התשואות morphometric של האובייקט שעלול לקודד גודל החלקיקים או נטייה למשל. מידע זה מבניים ניתן להשתמש במספר דרכים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זה יכול לשמש כמסך ראשונית כדי לזהות רקמה או תא אזורים משתנים במהלך הטיפול מסוים ולאחר מכן להמשיך לנתח אזורים אלה עם מבחני מולקולרית ביוכימיים ספציפיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זה יכול להיות בשימוש בשילוב עם הקרינה להניב ניתוח mu...

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>DMEM עם רמת גלוקוז נמוכה</td></tr><tr><td>מדיום Liebowitz L15</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>ללא פנול אדום</td></tr><tr><td>L-גלוטמין</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mitotracker Green</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>תמצית מוח בקר</td><td>קלונטיקה (Clonetics)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סרום עוברי בקר</td><td>Gemini Bio Products</td><td></td><td></td></tr><tr><td>הפרין</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סטאורוספורין</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>דימתילסולפוקסיד</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ הפוך</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 עם טווח דינמי גבוה (16 ביט)</td></tr><tr><td>CCD</td><td>Roper Scientific</td><td>Coolsnap cf</td><td></td></tr></tbody></table>

פיזור מיקרוסקופיה אופטית על בסיס דו מימדי מסננים גאבור

Optical Scatter Microscopy Based on Two-Dimensional Gabor Filters

אנו מדגימים מכשיר מיקרוסקופי שניתן למדוד מרקם subcellular הנובעים מורפולוגיה אברון וארגון בתוך תאים חיים בלא כתם. המכשיר המוצע מרחיב את הרגישות של מיקרוסקופיה אופטית, תווית חינם לשינויים בגודל ננומטרי אברון וצורה והוא יכול לשמש כדי להאיץ את המחקר של הקשר מבנה פונקציה הנוגעים אברון הדינמיקה הבסיסית תהליכים ביולוגיים בסיסיים כגון מוות תאים מתוכנת או הסלולר בידול. המיקרוסקופ יכול להיות מיושם בקלות על פלטפורמות מיקרוסקופיה הקיים, ולכן יכול להיות מופץ למעבדות הפרט, שבו מדענים יכולים ליישם להשתמש בשיטות המוצע עם גישה מוגבלת. הטכניקה המוצעת תוכל לאפיין את מבנה subcellular על ידי התבוננות דרך תא דו מימדי מסננים אופטיים גאבור. מסננים אלה יכול להיות מכוון לחוש ברגישות (10 של של ננומטר) הננומטרי, תכונות מורפולוגיות ספציפיים הנוגעים לגודל והכיוון של אי - כדורית האברונים subcellular. אמנם מבוסס על הניגוד שנוצר על ידי פיזור אלסטי, הטכניקה אינה מסתמכת על מודל פיזור מפורט הפוך או על התיאוריה מ.י. לחלץ מדידות morphometric. טכניקה זו היא אפוא החלים הלא כדורית האברונים עבורו תיאור מדויק פיזור תיאורטית לא ניתן בקלות, והוא מספק פרמטרים morphometric הייחודי שניתן להשיג בתוך תאים חיים בלא כתם על מנת להעריך את תפקידם. הטכניקה היא יתרון לעומת עיבוד תמונה דיגיטלית, כי היא פועלת ישירות על השדה של האובייקט ולא לשנות את העוצמה של האובייקט discretized. אין להסתמך על שיעורי דגימה גבוה התמונה ולכן יכול לשמש במהירות מסך פעילות מורפולוגיים בתוך מאות תאים בכל פעם, ולכן מאוד להקל על לימוד מבנה אברון מעבר פילוח אברון שחזור הפרט על ידי מיקרוסקופיה confocal פלואורסצנציה של תמונות דיגיטליות מוגדל מאוד תחומים מצומצם של הנוף. בהפגנה זו אנו מראים נתונים diatom ימיים כדי להמחיש את המתודולוגיה. כמו כן, אנו מראים נתונים ראשוניים שנאספו תאים חיים כדי לתת מושג על איך השיטה ניתן להחיל בהקשר הביולוגי הרלוונטיים.

אנו להדגים שיטה כהה שדה מיקרוסקופית המבוססת על גאבור כמו סינון למדוד הדינמיקה subcellular בתוך תאים חיים בודד. הטכניקה היא רגישה לשינויים במבנה של האברונים, כגון פיצול המיטוכונדריה.

אנו מדגימים מכשיר מיקרוסקופי המסוגל למדוד מרקם תת-תאי הנובע ממורפולוגיה וארגון של אברונים בתוך תאים חיים שאינם צבועים...

בסרטון זה, נעשה שימוש במיקרוסקופיית פיזור אופטי (optical scatter microscopy) כדי לכמת פרגמנטציה מיטוכונדריאלית במהלך אפופטוזיס. למרות שמיקרוסקופיית פיזור אופטי אינה דורשת בדרך כלל פלואורסצנציה בפרוטוקול זה, תמונות פלואורסצנטיות יילקחו לצורכי תיקוף. לאחר הגדרת מערכת ההדמיה, התאים יסומנו ב-MIT tracker green ויטופלו ב-staurosporine כדי להשרות אפופטוזיס.נתונים אופטיים נרכשים כדי לזהות שינויים באוריינטציה של אבנים cellular organelles בתוך שעתיים. ניתן למדוד את תחילת הפרגמנטציה המיטוכונדריאלית באמצעות נתוני הפיזור האופטי, המראים ירידה בדרגת האוריינטציה של חלקיקים תת-תאיים. לאחר מכן, הנתונים מותקפים על ידי קורלציה בין נתוני הפיזור האופטי לאזורים הפלואורסצנטיים המכילים מיטוכונדריה.שלום, אני נאדה בוסתני מהמעבדה לאופטיקה ביולוגית במחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת רטגרס. אני רוב פאק מהמעבדה לאופטיקה ביולוגית, ואני דין, גם אני מהמעבדה הביולוגית. היום נציג בפניכם פרוצדורה לכימות דינמיקה מורפולוגית תת-תאית באמצעות שיטה שאינה מסתמכת על צבעים פלואורסצנטיים.אנו משתמשים בטכניקה זו במעבדה שלנו כדי לחקור שינויים דינמיים במבנה התת-תאי במהלך אפופטוזיס או מוות תאי תכנוני. אז בואו נתחיל. התחילו את הפרוצדורה על ידי עיקור ידיים כפופות עם 70% ethanol.לאחר מכן, הניחו במנדף, כאשר האור כבוי וכל המשטחים סטריל

optical-scatter-microscopy-based-on-two-dimensional-gabor-filters

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

מקור: Espinoza, R.,  et al. הדמיית פיזור רמאן מגורה בשני צבעים בזמן אמת של מוח עכבר לצורך אבחון רקמות. J. Vis. exp. (2022).  הסרטון מדגים הדמיית פיזור רמאן מגורה בשני צבעים (SRS) של מקטעי רקמת מוח של עכבר. שתי קרני לייזר מסונכרנות מכוונות אל קטע הרקמה כדי לעורר תנודות מולקולריות, וכתוצאה מכך שינוי עוצמה יחסי בקרניים. שומנים וחלבונים ברקמה מתגלים באמצעות זוגות תדרים מובחנים של קרני הלייזר. לאחר מכן מוקצים לאותות המתקבלים צבעים נפרדים, ויוצרים תמונה דו-צבעונית המסייעת בזיהוי החלבונים והשומנים...

הדמיית פיזור רמאן מגורה בשני צבעים של רקמת מוח של עכבר

אנו מציגים שיטה בלתי הרסנית לדגימת וריאציה המרחבית בכיוון של אור מפוזר מחומרים מורכבים מבחינה מבנית. על ידי שמירה על את החומר בשלמותה, אנו משמרים התנהגות פיזור גולמית בקנה מידה, בעת לכידה מקביל תרומות כיוונית משובחת בקנה מידה עם הדמיה ברזולוציה גבוהה. תוצאות הם דמיינו בתוכנה בעמדות וקשקשת ביולוגית רלוונטיים.

מדידת מרחבית ופיזור אור directionally-משתנה מחומר ביולוגי

אנו מדגימים שיטות לזיהוי של עיוות ארכיטקטונית בממוגרפיה קודמת. מבני Oriented מנותחים באמצעות מסנני גאבור ודיוקנאות שלב כדי לזהות אתרים של קרינת דפוסי רקמות. כל אתר מאופיין ומסווג באמצעות אמצעים לייצג את דפוסי spiculating. השיטות צריכה לסייע בזיהוי של סרטן השד.

זיהוי של דיסטורשן אדריכלי בממוגרפיה לפני דרך ניתוח דפוסי Oriented

המקומות תלת ממדיים של אובייקטים בחולשה-פיזור יכולים להיות מזוהים באופן ייחודי באמצעות מיקרוסקופ דיגיטלי מוטבע הולוגרפית (DIHM), הכולל שינוי קל במיקרוסקופ רגיל. התוכנה שלנו משתמשת היוריסטי הדמיה פשוטה יחד עם ריילי-זומרפלד גב ההתפשטות להניב את המיקום ואת הגיאומטריה של אובייקט שלב מיקרוסקופי תלת ממדים.

דיגיטלי Inline הולוגרפי מיקרוסקופית (DIHM) של נושאים בחולשת פיזור

אנו מתארים את השימוש במיקרוסקופ אופטי סטנדרטי לביצוע מדידות כמותיות של המסה, הנפח והצפיפות של התא באמצעות שילוב של תמונות ניגודיות של שדה בהיר והפרעות דיפרנציאליות.

מיקרוסקופיה אופטית כמותי: מדידה נייד Biophysical תכונות עם תקן מיקרוסקופ אופטי

פילמור ממטרים ללא עוררה מספק גישה אבי טיפוס ודגמים, לשחזור לסינתזה של פולי גירויים רגיש (-isopropylacrylamide N) microgels של התפלגות גודל הצרה. בסינתזה בפרוטוקול זה, אפיון פיזור אור ומעקב קרינת חלקיק בודד של microgels אלה או בהתקנה של מיקרוסקופיה רחב בתחום הם הפגינו.

סינתזה מבוקרת מעקב הקרינה של פולי אחיד מאוד (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Microgels

פרוטוקול זה מתאר את היישום של זמן א-סימטרי איתור למתוח מערכת מיקרוסקופית אופטית עבור הדמיה תא בודד זרימה microfluidic מהירים ויישומים שלה cytometry זרימת הדמיה.

Microfluidic דימות זרימת cytometry ידי אסימטרית איתור זמן למתוח אופטי מיקרוסקופית (ATOM)

המטרה הכוללת של מתודולוגיה זו היא לתת את התנאים ניסיוני אופטימלית של הכנת הדוגמא ייבוא תמונות ושיחזור על מנת לבצע צבע כפול 2D תמונות dSTORM של microtubules חוטים ביניים בתאים...

הדמיה חוטים ביניים Microtubules עם מיקרוסקופ 2-ממדי ישירה שחזור אופטי סטוכסטי

נוגדנים לאגד היעד הקולטנים על פני השטח של התא יכול להתייעץ קונפורמציה והשינויים קיבוץ באשכולות. שינויים דינמיים אלה יש השלכות על אפיון פיתוח תרופות בתאי המטרה. פרוטוקול זה מנצל מיקרוסקופיה קונפוקלית וספקטרוסקופיה של המתאם תמונה דרך ImageJ/פיג'י לכמת את מידת קולטן קיבוץ באשכולות על פני התא.

מיקרוסקופיה קונפוקלית מגלה התא קולטן משטח צבירת דרך התמונה המתאם ספקטרוסקופיה

בפרוטוקול זה, אנו מתארים את אלמנטי העיצוב המושגיים ואת ההתפתחות המבנית של מנגנון חדות בוהק. בנוסף, מתואר עיצוב של מכשיר למדידת דיספורטופזיה חיובית (הילה, חישורים) וסף אור של שתי נקודות.

מדידת ההשפעות ההתנהגותיות של פיזור תוך עיני

מאמר זה מציג שיטה לניתוח spatiotemporal של נייד, מולקולה אחת Förster העברת אנרגיה תהודה (smFRET) מבוסס בדיקות באמצעות מיקרוסקופיה פלואורסצנטית רחבת שדה. ערכת הכלים החדשה שפותחה מאפשרת לקבוע עקבות זמן smFRET של בדיקות נעות, כולל היעילות הנכונה של FRET ואת העמדות המולקולריות, כפונקציות של זמן.

ניתוח ספטיוטמפורלי דו-ממדי אוטומטי של בדיקות FRET ניידות בעלות מולקולה אחת

חקור שבריר מיטוכונדרי בתאים חיים באמצעות מיקרוסקופיית פיזור אופטי עם סינון גאבור. שיטה זו מאפשרת מעקב אחר דינמיקה תת-תאית ללא צביעה פלואורסצנטית.

פיזור מיקרוסקופיה אופטית על בסיס דו מימדי מסננים גאבור

גלה סרטונים נוספים