Name: Scatter microscopia ottica Sulla base bidimensionale Filtri di Gabor (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-06-02T17:15:00.000+00:00
Duration: 14 min 58 s
Description: Scopri la microscopia a diffusione ottica con filtri di Gabor per quantificare la frammentazione mitocondriale durante l'apoptosi nelle cellule. Questo metodo non invasivo consente di studiare la dinamica subcellulare senza marcatura fluorescente.

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Il micro-specchio dispositivo in questa ricerca è stato finanziato dalla sovvenzione della Fondazione Whitaker RG-02-0682 a N. Boustany. I lavori in corso è finanziato da concedere NSF-DBI-0852857 a N. Boustany. Pasternack RM è stato parzialmente sostenuto da una borsa di studio Rutgers presidenziale Graduate. Vorremmo anche ringraziare il Dott. E. White per le cellule iBMK utilizzati nei nostri studi e il Dr. Metaxas DN di discussione utile per quanto riguarda le strategie di filtraggio ottico.

<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>

Alcuni aspetti dei metodi sono stati inclusi nella divulgazione e invenzione, Rutgers University Docket # 09-049.

Il metodo sopra descritto produce mappe morfometriche dell&#39;oggetto che possono codificare la dimensione delle particelle o di orientamento per esempio. Queste informazioni strutturali possono essere utilizzati in diversi modi: <ol><li> Può essere utilizzato come una schermata iniziale per identificare le regioni tessuti o cellule che sono state modificate nel corso di un trattamento specifico e poi analizzare ulteriormente queste regioni, con specifiche analisi molecolari e biochimici. </li><li> Può essere utili...

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>DMEM a basso contenuto di glucosio</td></tr><tr><td>Mezzo Liebowitz L15</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>Senza rosso fenolo</td></tr><tr><td>L-glutammina</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mitotracker Green</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Estratto cerebrale bovino</td><td>Clonetics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Siero fetale bovino</td><td>Gemini Bio Products</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eparina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Staurosporina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dimetilsulfossido</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscopio invertito</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>Cascase 512B</td><td>CCD ad alto (16 bit) intervallo dinamico</td></tr><tr><td>CCD</td><td>Roper Scientific</td><td>Coolsnap cf</td><td></td></tr></tbody></table>

scatter microscopia ottica sulla base bidimensionale filtri di gabor

Optical Scatter Microscopy Based on Two-Dimensional Gabor Filters

Si dimostra uno strumento microscopici in grado di misurare struttura subcellulare derivanti dalla morfologia degli organelli e organizzazione all&#39;interno delle cellule viventi senza macchia. Lo strumento proposto estende la sensibilità di etichetta senza microscopia ottica a cambiamenti nelle dimensioni degli organelli nanoscala e la forma e può essere utilizzato per accelerare lo studio della relazione struttura-funzione degli organelli dinamiche relative alla base dei processi biologici fondamentali, come la morte cellulare programmata o cellulare differenziazione. Il microscopio può essere facilmente implementata su piattaforme microscopia esistenti, e può quindi essere diffusi ai laboratori, dove gli scienziati possono implementare e utilizzare i metodi proposti con accesso illimitato. La tecnica proposta è in grado di caratterizzare la struttura subcellulare osservando la cellula attraverso filtri ottici bi-dimensionale Gabor. Questi filtri possono essere sintonizzati con senso su scala nanometrica (10 di nm) sensibilità, specifici attributi morfologici riguardanti le dimensioni e l&#39;orientamento di organuli subcellulari non sferiche. Mentre in base al contrasto generato dalla diffusione elastica, la tecnica non si basa su un modello dettagliato scattering inverso o sulla teoria di Mie per estrarre le misurazioni morfometriche. Questa tecnica è quindi applicabile alle obbligazioni extracontrattuali sferiche organelli per i quali una descrizione precisa dispersione teorica non è facilmente dato, e fornisce distintivo parametri morfometrici che possono essere ottenuti all&#39;interno di cellule viventi senza macchia per valutare la loro funzione. La tecnica è vantaggiosa in confronto con l&#39;elaborazione digitale delle immagini, nel senso che opera direttamente sul campo dell&#39;oggetto trasformare piuttosto che l&#39;intensità dell&#39;oggetto discretizzato è. Non si basa su alti tassi di campionamento delle immagini e può quindi essere usata per selezionare rapidamente l&#39;attività morfologica all&#39;interno di centinaia di cellule alla volta, facilitando in tal modo lo studio della struttura degli organelli organello di là di singoli segmentazione e ricostruzione di microscopia confocale di fluorescenza molto ingrandito le immagini digitali del campo di visuale limitato. In questa dimostrazione si mostrano i dati da una diatomea marina per illustrare la metodologia. Mostriamo anche i dati preliminari raccolti da cellule viventi per dare un&#39;idea di come il metodo può essere applicato in un contesto rilevante biologico.

Noi dimostrare un campo scuro metodo di microscopia in base a Gabor-come filtro per misurare la dinamica sub-cellulari all&#39;interno delle cellule viventi singolo. La tecnica è sensibile alle alterazioni nella struttura degli organelli, quali la frammentazione mitocondriale.

Scatter microscopia ottica Sulla base bidimensionale Filtri di Gabor

Dimostriamo uno strumento microscopico in grado di misurare la trama subcellulare derivante dalla morfologia e dall'organizzazione degli organelli all'interno di cellule vive non colorate...

In questo video, la microscopia a dispersione ottica viene utilizzata per quantificare la frammentazione mitocondriale durante l'apoptosi. Sebbene la microscopia a dispersione ottica normalmente non richieda fluorescenza in questo protocollo, verranno acquisite immagini fluorescenti a scopo di validazione. Dopo aver configurato il sistema di acquisizione immagini, le cellule vengono marcate con MIT tracker green e trattate con stor sporin per indurre l'apoptosi.I dati ottici vengono acquisiti per rilevare cambiamenti nell'orientamento degli organelli cellulari entro due ore. L'inizio della frammentazione mitocondriale può essere misurato utilizzando i dati di scattering ottico, che mostrano una riduzione del grado di orientamento delle particelle subcellulari. I dati vengono quindi convalidati correlando i dati di scattering ottico con le regioni fluorescenti contenenti mitocondri.Ciao, sono Nada Bustani del Laboratorio di Bio-ottica del Dipartimento di Ingegneria Biomedica della Rutgers University. Sono Rob Pak del Laboratorio di Bio-ottica, e sono Deen, anch'io del Bio Lab. Oggi vi mostreremo un procedimento per quantificare la dinamica morfologica subcellulare mediante un metodo

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Fonte: Espinoza, R., et al. Imaging di scattering Raman stimolato a due colori in tempo reale del cervello di topo per la diagnosi dei tessuti. J. Vis. Exp. (2022).  Il video mostra l'imaging a due colori di scattering Raman stimolato (SRS) di sezioni di tessuto cerebrale di topo. Due raggi laser sincronizzati sono diretti sulla sezione di tessuto per eccitare le vibrazioni molecolari, determinando un cambiamento di intensità relativa nei raggi. I lipidi e le proteine nel tessuto vengono...

Imaging a diffusione Raman stimolato a due colori del tessuto cerebrale del topo

Presentiamo un metodo non distruttivo per il campionamento variazione spaziale nella direzione della luce diffusa da materiali di struttura complessa. Mantenendo intatto il materiale, noi preserviamo comportamento dispersione lordo scala, mentre contemporaneamente l'acquisizione contributi direzionali a scala fine con l'imaging ad alta risoluzione. I risultati sono visualizzati in software alle posizioni e scale biologicamente rilevanti.

Misurare spazialmente e Directionally-variante Light Scattering da materiale biologico

Dimostriamo metodi per l'individuazione di distorsione architettonica mammografie precedenti. Strutture orientate vengono analizzati utilizzando filtri di Gabor e ritratti di fase per individuare i siti di irradiamento modelli di tessuto. Ogni sito è caratterizzato e classificata utilizzando misure per rappresentare modelli spiculating. I metodi dovrebbero contribuire all'individuazione di cancro al seno.

Rilevamento di distorsione architettonica in mammografia precedenti Via Analisi dei modelli Oriented

Le posizioni tridimensionali di oggetti debolmente scattering possono essere identificati univocamente tramite linea digitale microscopia olografica (DIHM), che comporta una modifica minore ad un microscopio standard. Il nostro software utilizza un semplice euristica di imaging accoppiato con Rayleigh-Sommerfeld back-propagation cedere la posizione tridimensionale e la geometria di un oggetto fase microscopico.

Digital Inline Holographic Microscopy (DIHM) dei soggetti debolmente di scattering

Descriviamo l'uso di un microscopio ottico standard per eseguire misurazioni quantitative della massa, del volume e della densità cellulare attraverso una combinazione di immagini in campo chiaro e contrasto interferenziale differenziale.

Quantitative Microscopia ottica: Misura di Biofisica Cellulare caratteristiche con un microscopio ottico standard

Non agitata polimerizzazione precipitazione fornisce un rapido, riproducibile approccio prototipazione alla sintesi di stimoli-sensibili poli (N -isopropylacrylamide) microgel di distribuzione dimensionale ristretta. In questa sintesi protocollo, luce caratterizzazione dispersione e unico rilevamento di fluorescenza delle particelle di questi microgel in una configurazione di microscopia a largo campo sono dimostrati.

Sintesi controllata e fluorescenza di monitoraggio altamente uniforme Poli (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) microgel

Questo protocollo descrive l'implementazione di un sistema di microscopia ottica a tempo determinato di rilevamento asimmetrico per l'imaging a celle singole in flusso microfluidico ultravioletto e le sue applicazioni nella citometria a flusso di immagini.

Citometria del flusso microfluidico di imaging mediante rilevazione asimmetrica Microscopia ottica di stretching (ATOM)

L'obiettivo generale di questa metodologia è quello di dare le condizioni sperimentali ottimali dalla preparazione del campione per acquisizione di immagini e la ricostruzione al fine di eseguire immagini dSTORM 2D doppio colore dei microtubuli e filamenti intermedi in celle...

I filamenti intermedi e microtubuli con microscopia di ricostruzione ottico stocastico diretto 2-dimensionale di imaging

Gli anticorpi che si legano ai recettori bersaglio sulla superficie delle cellule possono conferire conformazione e alterazioni clustering. Questi cambiamenti dinamici hanno implicazioni per caratterizzare lo sviluppo di farmaci nelle cellule bersaglio. Questo protocollo utilizza la microscopia confocale e spettroscopia di correlazione di immagine attraverso ImageJ/FIJI per quantificare l'entità del recettore sulla superficie cellulare di clustering.

Microscopia confocale rivela l'aggregazione di recettore di superficie delle cellule tramite spettroscopia di correlazione di immagine

In questo protocollo, delineiamo gli elementi di progettazione concettuale e lo sviluppo strutturale di un apparato di acuità dell'abbagliamento. Inoltre, viene descritto il design di un dispositivo per misurare la disfotopsia positiva (aloni, raggi) e le soglie di luce a due punti.

Misurare gli effetti comportamentali della dispersione intraoculare

Questo articolo presenta un metodo per l'analisi spaziotemporale di sonde mobili a singola molecola basate sul trasferimento di energia di risonanza di Förster (smFRET) utilizzando la microscopia a fluorescenza a campo largo. Il toolkit software di nuova concezione consente la determinazione delle tracce temporali smFRET delle sonde in movimento, compresa la corretta efficienza FRET e le posizioni molecolari, come funzioni del tempo.

Analisi spaziotemporale bidimensionale automatizzata di sonde FRET mobili a singola molecola

Scopri la microscopia a diffusione ottica con filtri di Gabor per quantificare la frammentazione mitocondriale durante l'apoptosi nelle cellule. Questo metodo non invasivo consente di studiare la dinamica subcellulare senza marcatura fluorescente.

Scatter microscopia ottica Sulla base bidimensionale Filtri di Gabor

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