Un senza lenti on-chip piattaforma microscopia a fluorescenza è dimostrato in grado di oggetti immagini fluorescenti su un ultra-ampio campo di vista di esempio,> 0,6-8 cm2 con <4 _m risoluzione utilizzando un campionamento di compressione basata algoritmo di decodifica. Tale compattezza e grande campo fluorescente on-chip modalità di imaging potrebbe essere prezioso per high-throughput citometria, rare cellule di ricerca e di analisi dei microarray.
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Articolo metodologico
Senza lenti microscopia a fluorescenza su un chip
In questo articolo
Sommario
Abstract
On-chip di imaging senza lenti, in generale, mira a sostituire ingombranti microscopi ottici con lenti a base di più semplice e più compatto design, soprattutto per le applicazioni high-throughput screening. Questa piattaforma tecnologia emergente ha il potenziale per eliminare la necessità di componenti ottici ingombranti e / o costose attraverso l'aiuto di nuove teorie e gli algoritmi di ricostruzione digitale. Sulla stessa linea, qui si dimostrano una modalità on-chip microscopia a fluorescenza che può raggiungere ad esempio, <4 _m risoluzione spaziale su un ultra-ampio campo di vista (FOV) di> 0,6-8 cm 2 senza l'uso di lenti , meccanico-scansione o film sottile basati filtri interferenziali. In questa tecnica, eccitazione fluorescente è raggiunto attraverso una interfaccia prisma o emisferica di vetro illuminato da una sorgente incoerente. Dopo aver interagito con il volume intero oggetto, questa luce di eccitazione è respinta da total-interno-riflessione (TIR), processo che si sta verificando nella parte inferiore del chip campione di micro-fluidico. L'emissione di fluorescenza dagli oggetti eccitato è poi raccolto da una fibra ottica frontalino o una candela e viene consegnato a una matrice di sensori optoelettronici come un accoppiamento di carica-device (CCD). Utilizzando un algoritmo di compressione-campionamento basato decodifica, l'acquisito lensfree prime immagini fluorescenti del campione può essere rapidamente trattati per produrre ad esempio, <4 _m risoluzione su un campo visivo di> 0,6-8 cm 2. Inoltre, impilati verticalmente micro-canali separati da esempio, 50-100 micron può essere ripreso con successo utilizzando le stesse lensfree on-chip piattaforma microscopia, che aumenta ulteriormente il throughput complessivo di questa modalità. Questa compatta on-chip piattaforma di imaging fluorescente, con un decoder rapida compressione dietro di esso, potrebbe essere piuttosto utile per high-throughput citometria, rare cellule di ricerca e di analisi dei microarray.
Protocollo
In questa sezione passeremo in rassegna i metodi sperimentali della nostra senza lenti on-chip piattaforma di microscopia a fluorescenza 1-4. Per dimostrare le capacità di questa tecnica, ci mostrerà i risultati on-chip di imaging per le micro-particelle fluorescenti ed etichettato globuli bianchi. Anche se non discusso qui, la stessa piattaforma lensfree microscopia a fluorescenza può essere utilizzato anche per gli animali modello immagine di piccole dimensioni come transgenici C. campioni elegans 3.
1. Design del senza lenti On-Chip Platform Imaging
La nostra senza lent....
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Discussione
Abbiamo dimostrato una piattaforma on-chip microscopia a fluorescenza che può raggiungere ad esempio, <4 _m risoluzione spaziale oltre ad esempio,> 0,6-8 cm 2 di campo di vista, senza l'uso di lenti, meccanico-scansione o film sottile interferenze filtri. In questa tecnica, con l'utilizzo di una fibra ottica frontalino o un cono, l'emissione fluorescente dagli oggetti viene raccolta con un 2D-array di cavi in fibra ottica prima di essere consegnato ad un sensore opto-elettronico-array come.......
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Dichiarazioni
Nessun conflitto di interessi dichiarati.
Ringraziamenti
A. Ozcan riconosce con gratitudine il sostegno del Premio CARRIERA NSF, l'Investigatore ONR Premio Giovani 2009 e Innovator Award nuovo direttore NIH DP2OD006427 presso l'Ufficio del Direttore, NIH. Gli autori riconoscono anche il sostegno della Bill & Melinda Gates Foundation, Fondazione Vodafone Americhe, e NSF programma Bish (sotto Awards # 0754880 e 0930501).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Nome del materiale | Azienda | Numero di catalogo | |
| Charge-coupled device (CCD) | KODAK | KAF-8300 | |
| Charge-coupled device (CCD) | KODAK | KAF-11002 | |
| Charge-coupled device (CCD) | KODAK | KAF-39000 | |
| Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) | Micron | MT9T031C12STCD | |
| LED ad alta potenza sorgente luminosa | Thorlabs | M455L2-C2 | |
| Alta conducente LED | Thorlabs | LEDD1B | |
| Fibra accoppiata sorgente luminosa a LED | Mightex | FCS-0625-000 | |
| Vuoto Penna | Edmund Optics | NT57-636 | |
| 2, 4, 10 micron Fluospheres | Invitrogen | F-8826, F-8859, F-8836 | |
| RBS lisi tampone 1X | eBioscience | 00-4333 | |
| SYTO 16 etichettatura dei reagenti | Invitrogen | S7578 | |
| Fibra ottica frontale | Edmund Optics | NT55-142 | |
| Cono in fibra ottica | Edmund Optics | NT55-134 | |
| Prismi | Edmund Optics | NT47-626, NT45-403 | |
| Filtri | Edmund Optics | NT39-417 | |
| PDMS Elastomeri | Dow Corning | Slygard 184 |
Riferimenti
- Coskun, A. F., Su, T., Ozcan, A. Wide field-of-view lens-free fluorescent imaging on a chip. Lab Chip. 10, 824-824 (2010).
- Coskun, A. F., Sencan, I., Su, T., Ozcan, A. Lensless wide-field fluorescent imaging on a chip using compressive decoding of sparse objects. <....
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Ristampe e permessi
