Name: マルチアングル照明とピクセル超高解像度を採用しLensfreeオンチップ·トモグラフィー顕微鏡 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: 学ぶレンズフリー光学トモグラフィーによる生体標本の三次元イメージング。マルチアングル照明とピクセル超高解像度を用いて大容量のイメージングを実現し、ラボオンチッププラットフォームとの統合に適した高スループット顕微鏡法です。

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

1。イメージングセットアップ LOTは、小型·軽量の携帯型アーキテクチャ8に組み立てることができるし、あるいは断面の撮像能力を持つoptofluidic顕微鏡として9本報告では、しかし、我々は静的断層に向かってベンチトップ型の実装の ​​ための基本的なイメージングセットアップについて説明します。サンプル。 <ol><li> 照明モジュール：LOTでは、このような発光ダイオード（LED）のように部分的にコヒーレント光源を利用することができます。実験的な柔軟性を高めるために、我々は、キセノンランプ（コーナーT260、ニューポート（株））とモノクロを使用していました。モノクロは、 例えば 450から650 nmの中心波長の周り〜1月10日波長スペクトル幅と出力を提供するために調整した。この部分的にコヒーレントな出力は、システムへの部分的コヒーレント光を実現するマルチモード光ファイバ（Thorlabs AFS105/125Y）に結合されている。 光ファイバは、（Thorlabs電動回転ステージに搭載されているPRM-1Z8は、照明の角度を変更するには）Thorlabs TDC001コントローラによって駆動されます。接続された光源と電動ステージは、与えられた角度で光源の面内シフトを達成するために使用された二次元リニアXYステージ（ニューポートILS50CCニューポートMFA-PPDコントローラによって駆動される）上にマウントされています。 </li><li> 検出：Lensfree光トモグラフィーは、検出器アレイが大幅に画像取得ステップまたはデータ処理を変更せずにアプリケーションの要件に応じて選択することができるようなスケーラブルなテクノロジーです。本稿では、2.2μmのピクセルサイズ（IDSイメージング、UI-1485LE-M）で、5メガピクセルを有するCMOSセンサアレイを採用しています。検出器は検出器のアクティブ領域の上に直接置かれた試料の広い視野（ 例えば 24ミリメートル2）ホログラフィック画像を記録するために使用されます。デュアル軸断層撮影法のセットアップが実装される7である場合、検出器はすべきLSOは光軸に垂直な平面で（一緒に検出器付き）のサンプルを回転させるために水平方向（光学テーブルに対して）回転ステージ（ 例えば Thorlabs RP-01）に搭載される7。 </li></ol> 2。試料調製 lensfree光トモグラフィーは、画像などの細胞や微生物などのオブジェクトの様々なことができますが、我々はCの三次元顕微鏡法を行うことにより、基本原則を説明しますelegansのサンプル。 <ol><li>メスやヘラを使用して、Cを含むペトリ皿から寒天の小片を取る虫の文化。各次元に沿って数mmの立方体の部分は線虫の何百ものが含まれています。 </li><li> 1ミリリットルの脱イオン（DI）水を含有するポリプロピレン製のバイアル中に寒天の小さなチャンクを配置します。 </li><li>穏やかに30秒〜1分間ボルテックスし、ワームはDI水に寒天片から這い出しまで10〜15分間待ちます。 </li><li>するために一時的に、ワームを固定する5から10 mMのレバミゾール溶液（Sigma-Aldrich）を1 mlを加え、10分間待ちます。 </li><li>ピペット5月10日バイアルの底からのサンプルの添加、および2つのカバースリップの間にサンドイッチ。このサンプルは、一時的に固定化されたワーム（ 例えば 50から100ワーム）の多数を含む、データ収集を開始するには、検出器上に配置することができます。 </li></ol> 3。データ収集ここでは、LabVIEWインタフェースを開発したカスタムを使用して自動化された典型的なLOT実験のための画像取得の手順をまとめたものです。 <ol><li> 0°は、光源の垂直方向の位置に対応して-50℃に回転ステージの初期角度を調整します。 </li><li>ホームポジションであるXYステージ（0,0）の初期位置を調整します。 </li><li>最高の画像が任意のsなしでできるだけ明るくなるような、そのダイナミックレンジを活用して、検出器の露光時間を調整するaturatedピ​​クセル。 </li><li>回転ステージの角度を変えずに、9枚の画像をキャプチャします。各画像については、各画像は以前のものと比較してピクセルの約4分の1だけシフトするような3x3の正方形のグリッド内の新しい位置にXYステージを移動します。 6μ6グリッド、 例えばそれぞれの角度で複数の画像を、取得、オブジェクトの種類と信号対雑音比（SNR）に応じて分解能を向上することがあります10 </li><li>ホームポジションであるXYステージ（0,0）の初期位置を調整します。 </li><li> +50℃に到達するまで、2°刻みで回転ステージの角度を大きくします。各インクリメントした後、それぞれの新しい角度で、すなわち 、手順3-5。角度の増分は、取得時間と画像解像度の最適化に応じて細かいまたは粗いことができます。 </li><li> （デュアル軸断層撮影方式が利用される場合はオプションの手順）検出器は90°でマウントされている水平方向のステージを回転させます。その後、手順1〜6を繰り返します。 </li></ol> 4。データ解析第3節の手順1〜6に続いて、459の画像のセットは、照明の51の異なる角度の各9つのサブピクセルシフトした画像が含まれ、取得されます。まず、9枚の各セットは、デジタル角度ごとに、高分解能（HR）投影ホログラムを得るために、ピクセルの超解像アルゴリズム10を使用して、処理されます。それは、画素超解像はlensfree画像の空間分解能ではなく、回折限界ではなく、画素サイズの制限を克服することを指すことに留意すべきである。画素超解ホログラムは、その後デジタル51投影画像を得るために7月10日再建されています。 51投影画像のこのセットは、ImageJの（オープンソースの画像解析ソフトウェア）のTomoJ、プラグインを使用して、バックと予測されています。11この逆投影操作は、サンプルの三次元画像（断層像）を出力します。ここで実装されていませんが、文献に記載されたデュアル軸断層撮影方式も利用することができます。 7。この方式では、断層の2番目のセットは、サンプルに関する詳細な空間情報を提供し、軸方向の分解能を向上させる第1回転軸、に関して直交する軸に沿って光源を回転させることによって得られる。 5。代表的な結果大lensfreeの視野（FOV）光トモグラフィーを図1に示されています。試料は検出器アレイの上に直接配置されているように、オブジェクトのホログラム画像は、さらに大きいのアクティブ領域と新興の検出器アレイを使用して増やすことができます24ミリメートルの2 FOV、以上記録することができます。 検出器アレイのピクセルサイズが記録されたホログラフィック画像の解像度を制限していますが、画素超解像技術は、この問題を軽減します。 図2に示す画素超解ホログラムに沿って照明の3つの異なる角度のサブミクロンの空間分解能を提供する再構成画像（ すなわち投影画像）に設定しています。 投影画像は、検体の断層像（ すなわち、3次元画像）を計算する（ 例えば、フィルタ逆投影）の断層画像再構成技術を使用して組み合わせることができます。 図3は、ワームの前を通してxy平面上で3スライス画像を示し、ここで咽頭チューブは、約5μmの外径がこのほぼ円筒状の構造から予想されるZ =8μmのを通じて、スライスでのみ表示されます。また、xz平面における断面像（ 図3上部パネルの挿入図）を明確に咽頭の正常な3Dイメージングを実証し、ワームや咽頭チューブの内側（矢印で示される）の境界を示しています。 <img src="/files/ftp_upload/4161/4161fig1.jpg" alt="図1" /> <strオング&gt;図1は、lensfree光トモグラフィー（LOT）垂直照明のセットアップを使用して記録されたフルフィールド·オブ·ビュー（24ミリメートル2）ホログラフィックイメージを示しています。 LOTの大きな撮像面積のおかげで、多くのワームが同時に単一のデータ取得ステップで撮像することができます。 <img src="/files/ftp_upload/4161/4161fig2.jpg" alt="図2" /> 図2は、超解ホログラム（左パネル）とデジタル再構成された投影画像（右パネル） でのピクセルを示しています。つの異なる照明の角度で線虫ワーム（大きな視野からトリミングされている）。各投影画像は、フィルタ逆投影操作で3次元構造の計算を可能にする別の視野角を、についての情報が含まれています。 <img src="/files/ftp_upload/4161/4161fig3.jpg" alt="図3" /> 図3は、Cの計算された断層を示しています。 虫ワームOfは図2。 （上段）は、z = 3μmで全体のワームのスライス画像を示しています。挿入図はワームの前から断面画像を示しています。はめ込みのスケールバーは50μmである。 （下段）lensfree光トモグラフィの光学切片能力を発揮し、ワームの前までの3スライス画像を表示します。図全体の矢印は、ワームの咽頭チューブ上の同じ点を示しています。顕微鏡像（X40、0.65-NA）も視覚的に比較するために提供されています。

<ol><li>Schmitt, J. M. Optical coherence tomography (OCT): a review, J. Sel. Top. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchmitt%2C+JM+%22Quant.+Elect%22">Quant. Elect</a>. 5, 1205-1215 (1999).</li>
<li>Keller, P. J., Schmidt, A. D., Wittbrodt, J., Stelzer, E. H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstruction+of+zebrafish+early+embryonic+development+by+scanned+light+sheet+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Reconstruction of zebrafish early embryonic development by scanned light sheet microscopy.</a> Science. 322, 1065-1069 (2008).</li>
<li>Sharpe, J., Ahlgren, U., Perry, P., Hill, B., Ross, A., Hecksher-Sørensen, J., Baldock, R., Davidson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Projection+Tomography+as+a+Tool+for+3D+Microscopy+and+Gene+Expression+Studies%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Optical Projection Tomography as a Tool for 3D Microscopy and Gene Expression Studies.</a> Science. 296, 541-545 (2002).</li>
<li>Sung, Y., Choi, W., Fang-Yen, C., Badizadegan, K., Dasari, R. R., Feld, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+diffraction+tomography+for+high+resolution+live+cell+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Exp%22%5BJournal%5D)">Optical diffraction tomography for high resolution live cell imaging.</a> Opt. Exp. 17, 266-277 (2009).</li>
<li>Debailleul, M., Simon, B., Georges, V., Haeberle, O., Lauer, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Holographic+microscopy+and+diffractive+microtomography+of+transparent+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Meas.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Holographic microscopy and diffractive microtomography of transparent samples.</a> Meas. Sci. Technol. 19, 074009(2008).</li>
<li>Charrière, F., Pavillon, N., Colomb, T., Depeursinge, C., Heger, T. J., Mitchell, E. A. D., Marquet, P., Rappaz, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Living+specimen+tomography+by+digital+holographic+microscopy%3A+Morphometry+of+testate+amoeba%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Exp%22%5BJournal%5D)">Living specimen tomography by digital holographic microscopy: Morphometry of testate amoeba.</a> Opt. Exp. 14, 7005-7013 (2006).</li>
<li>Isikman, S. O., Bishara, W., Mavandadi, S., Yu, S. W., Feng, S., Lau, R., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lens-free+optical+tomographic+microscope+with+a+large+imaging+volume+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Lens-free optical tomographic microscope with a large imaging volume on a chip.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. 108, 7296-7301 (2011).</li>
<li>Isikman, S. O., Bishara, W., Sikora, U., Yaglidere, O., Yeah, J., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Field-portable+Lensfree+Tomographic+Microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Field-portable Lensfree Tomographic Microscope.</a> Lab Chip. 11, 2222-2230 (2011).</li>
<li>Isikman, S. O., Bishara, W., Zhu, H., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optofluidic+tomography+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22App.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Optofluidic tomography on a chip.</a> App. Phys. Lett. 98, 161109(2011).</li>
<li>Bishara, W., Su, T. W., Coskun, A., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lensfree+on-chip+microscopy+over+a+wide+field-of-view+using+pixel+super-resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Exp%22%5BJournal%5D)">Lensfree on-chip microscopy over a wide field-of-view using pixel super-resolution.</a> Opt. Exp. 18, 11181-11191 (2010).</li>
<li>Messaoudi, C., Boudier, T., Sorzano, C. O. S., Marco, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TomoJ%3A+tomography+software+for+three-dimensional+reconstruction+in+transmission+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">TomoJ: tomography software for three-dimensional reconstruction in transmission electron microscopy.</a> BMC Bioinformatics. 8, 288(2007).</li>
<li>Heng, X., Erickson, D., Baugh, L. R., Yaqoob, Z., Sternberg, P. W., Psaltis, D., Yang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optofluidic+Microscopy%3A+A+Method+for+Implementing+High+Resolution+Optical+Microscope+On+A+Chip%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Optofluidic Microscopy: A Method for Implementing High Resolution Optical Microscope On A Chip.</a> Lab on a Chip. 6, 1274-1276 (2006).</li>
</ol>

利害の衝突が宣言されません。

それはlensfreeオンチップ·ホログラフィック顕微鏡のユニークな形状が画素超解像と断層イメージングを実現するための重要なイネーブラであることを強調することが重要です。撮影した画像は、12に近づくと支離滅裂の接触イメージングのように、投影画像であると仮定されていませんが、 投影ホログラム 、透過光の回折、それが検出器に入射するまでは、デジタルホログラフィック再構成によって修正することができるので。したがって、サンプル·ツー·センサの距離の変動は考慮されることができます。サンプル·ツー·センサーの距離は、通常〜0.5〜5ミリメ​​ートルであるため、光源は、試料から〜4〜10センチメートルの距離に配置されている間また、サブピクセルシフトを達成することは大きなソースシフトを必要としません。結果として、唯一の50から100μmで光源を移動すると、iの望ましくない変動を防止するため、検出器面にサブピクセルシフトを達成するのに十分である）照明方向/視点、ND ii）</strong...

<table border="1"><tbody><tr><td>名</td><td>コンパイ</td><td>カタログ＃ </td><td>コメント</td></tr><tr><td>リニアXYステージ</td><td>ニューポート（株） </td><td> MFA-PP </td><td>ミニチュアリニアステージ</td></tr><tr><td>電動回転ステージ</td><td> Thorlabs </td><td> PRM1Z8 </td><td>電動精密回転マウント</td></tr><tr><td>マルチモード光ファイバ</td><td> Thorlabs </td><td> AFS105/125Y </td><td>マルチモードファイバー</td></tr><tr><td>光源</td><td>ニューポート（株） </td><td> 6255 </td><td>オゾンフリーキセノンランプ</td></tr><tr><td>単色光分光器</td><td>ニューポート（株） </td><td> 74100 </td><td>基礎260 1/4メートルモノクロ</td></tr><tr><td> CMOSセンサアレイ</td><td>アプティナ株式会社</td><td> MT9P031STC </td><td> 5メガピクセルCMOSセンサー</td></tr><tr><td> C. elegansのサンプル</td><td>カロライナBiosupply </td><td> 173500 </td><td>野生型C.エレガンス </td></tr><tr><td>レバミゾール</td><td>シグマアルドリッチ</td><td> L9756-5G </td><td> Tetramisole塩酸塩</td></tr></tbody></table>

マルチアングル照明とピクセル超高解像度を採用しlensfreeオンチップ·トモグラフィー顕微鏡

Lensfree On-chip Tomographic Microscopy Employing Multi-angle Illumination and Pixel Super-resolution

それは、異なるサイズのスケールのオブジェクトに関しては3次元（3D）構造の情報を提供することができるように断層イメージングは​​、医学で広く使われているツールでした。マイクロ波·ミリスケールでは、光学顕微鏡のモダリティは、可視光の非電離自然に増加する使用により、検索、および豊富な照明ソースのセット（例えば、レーザや発光ダイオードなど）と検出素子（などの可用性ラージフォーマットCCDとCMOSディテクタ·アレイ）​​。最近開発された光断層顕微鏡のモダリティのうち、一つは光コヒーレンストモグラフィー、光の回折トモグラフィー、光学投影トモグラフィと光シート顕微鏡を含めることができます。1月6日これらのプラットフォームは、細胞、微生物やC などのモデル動物の断面イメージングを提供します線虫 、ゼブラフィッシュとマウスの胚。 既存の3D光学イメージャは、一般的に目を制限する、比較的大型で複雑なアーキテクチャを持っているeは、高度な研究所にこれらの機器の可用性、およびラボオンチッププラットフォームとマイクロ流体チップとの統合を妨げる。別の断層顕微鏡を提供するために、我々は最近7 LOTを破棄レンズやかさばる光学部品の使用。高スループット、コンパクトでコスト効率に優れた光断層撮影法としてlensfree光トモグラフィー（LOT）を開発し、代わりにマルチアングルに依存しています照明と大型撮像ボリューム上のマイクロオブジェクトの深さ分解イメージングを達成するためのデジタル計算。 LOTは、のx &lt;1μmのX &lt;3 15〜100ミリメートルの3大撮像ボリューム上のそれぞれx、y、およびz寸法の程度、、とすることができ、特に有用&lt;1μmの空間分解能で画像生体試料缶ラボオンチッププラットフォーム。

Lensfree光トモグラフィーは、&lt;1μmの空間分解能を提供して三次元顕微鏡技術である×&lt;1ミクロン×15〜100ミリメートルの大型イメージングボリューム上のそれぞれx、yおよびz次元において&lt;3μmの<sup&gt; 3</supラボ·オン·チップ·プラットフォームとの統合のために特に役立ちます&gt;。

マルチアングル照明とピクセル超高解像度を採用しLensfreeオンチップ·トモグラフィー顕微鏡

断層撮影法は、さまざまな物体の3次元（3D）構造情報を提供できるため、医学分野で広く利用されてきました。

本手順の全体的な目的は、広範なイメージング領域において、生物学的試料のレンズフリー・オンチップ3次元イメージングを実現することです。これは、まず試料をセンサーチップ上に直接配置し、部分的にコヒーレントな照明を照射することによって達成されます。次のステップでは、光源を異なる位置に横方向に移動させて記録を行います。サンプルのサブピクセルシフトさせたホログラフィック画像。次のサブピクセルシフト。トモグラフィーイメージングのために、照明の倍数でホログラフィック画像が記録されます。最終ステップはデータ処理であり、ここで取得したデータセットをデジタル再構成することで、最終的にサンプルの3次元断層画像を得ます。従来の光学顕微鏡などの既存の手法に対するこの技術の主な利点は、コンパクトな構成でハイスループットなイメージングが可能であることです。これにより、当プラットフォームはラボオンチッププラットフォームとの統合に特に有用となります。本レポートでは、静止サンプルのトモグラフィーに向けたベンチトップ実装のための基本的なイメージングセットアップについて説明します。キセノンランプを備えたモノクロメータを調整し、中心波長450から650 nm付近で約1から10 nmのスペクトル幅を持つ出力を得ました。この部分的にコヒーレントな光は、マルチモード光ファイバーに結合され、システムに導入されます。照射角度を変更するため、光ファイバーを電動回転ステージに取り付けます。光源を取り付けた電動ステージを2次元リニアXYステージに設置し、検出のために特定の角度で光源の面内シフトを行います。ピクセルサイズ2.2 microns、5メガピクセルのCMOSセンサーアレイを使用します。検出器は、試料の広視野ホログラフィック画像を記録するために使用されます。大きな照明角度においてセンサーが十分な光を受光しているかを確認するため、センサーアレイを光源の回転軸と同じ軸平面に配置することが極めて重要です。レンズフリー光学的断層撮影では、細胞や微生物など多様な物体をイメージングできますが、ここではメスまたはスパチュラを用いて、ウミムカシ試料の3次元顕微鏡観察を行うことでその基本原理を実証します。シーラー器官を培養したペトリ皿から、AGAを少量切り出します。一辺が数ミリメートルの立方体状の断片には、数百匹の線虫が含まれています。このアガロースの小片を、1 mLの脱イオン水が入ったポリプロピレン製バイアルに入れます。30秒から1分間、穏やかにボルテックスします。10分から15分後、虫がアガーから脱出して脱イオン水の中に入ります。ここで、虫を一時的に固定するために、1 mLの5から10 mMのLimaを用いるため、虫は小さすぎて見えないことに注意してください。溶液を加え、10分間待機します。バイアルの底から5〜10 µLのサンプルをピペットで吸い取り、2枚のカバーガラスで挟みます。一時的に固定された多数の線虫を含むこのサンプルを検出器に設置し、データ収集を開始します。デモンストレーションのため、一般的なレンズフリー光トモグラフィー（LOT）実験における画像取得の手順を本セクションにまとめますが、全工程は独自に開発されたLabVIEWインターフェースによって自動化されています。手動での操作を開始するには、回転ステージの初期角度を-50度に調整します。ここで、0度は光源の垂直位置に対応します。次に、XYステージの初期位置をホームポジションである0, 0に調整します。回転ステージの角度を変更せずに、検出器のダイナミックレンジを最大限に活用できるよう露光時間を調整し、画素の飽和が起こらない範囲で可能な限り明るい画像になるようにします。各地点で9枚の画像をキャプチャします。XYステージを3×3の正方形グリッド状の新しい位置に移動させ、各画像が前の画像に対して約1/4ピクセル分ずれるようにします。オブジェクトの種類や信号対雑音比によっては、各角度でより多くの画像を取得することで解像度が向上する可能性があります。初期角度で9枚の画像を収集した後、XYステージの位置を0, 0の位置に戻します。次に、回転ステージの角度を2度ずつ増加させ、正の50度に達するまで調整します。新しい角度での各増分ごとに、上述の手順を繰り返します。角度の増分は、撮影時間と結像解像度の最適化に応じて、より細かく、あるいは粗く設定することが可能です。データ収集後、51通りの異なる照明角度に対してそれぞれ9枚のサブピクセルシフト画像を含む、計459枚の画像セットが取得されます。9枚の画像からなる各セットに対し、ピクセル超解像アルゴリズムを用いてデジタル処理を行い、1枚の高解像度投影画像を取得します。その後、角度ごとのホログラムのピクセル超解像結果をデジタル再構成し、51枚の投影画像を得ます。ここに、ノートパソコンを使用したデータ処理の様子を示します。グラフィカルプロセッシングユニット（GPU）を使用することで、全視野の再構成は1秒未満で完了します。次に、これら51枚の投影画像をTom OJAプラグインを用いて逆投影します。Image Jの場合、まず投影画像をImage Jに読み込み、その後にTom OJプラグインを起動します。各投影画像に対する視野角を規定するルックアップテーブルをOJにロードします。重み付け逆投影法を用いることで、試料の3次元断層画像を得ることができます。ここでは、サンプルを検出器アレイの最上部に直接配置することで、レンズフリー光学断層法の広い視野を実証しています。物体のホログラフィック画像は24 millimeter squareの視野で記録可能であり、これは有効面積がより大きな次世代の検出器アレイを使用することで、さらに拡大させることができます。検出器アレイのピクセルサイズが記録されるホログラム画像の解像度を制限しますが、ピクセル超解像技術によってこの問題は軽減されます。ここに示しているのは、ピクセル超解像処理を施したホログラムと、それに伴い3つの異なる照明角度でサブマイクロメートル空間解像度を実現した再構成投影画像です。これらの投影画像は、断層撮影画像再構成技術を用いて組み合わせることで、検体のTOM断層像を算出できます。ここでは、虫の前端を通過するXY平面上の3つのスライス画像を示しています。外径約5 µmのほぼ円柱状の構造であるため、予想通り、咽頭管はZ = 8 µmのスライスにおいてのみ確認できます。さらに、XZ平面の断面画像では、虫の境界と内部の咽頭管が明確に示されており、咽頭の3Dイメージングに成功したことが分かります。この技術が発展すれば、数十ミリメートルに及ぶチューブ状のイメージング領域において、研究者が三次元顕微鏡観察を行う道が開かれる可能性があります。したがって、レンズフリー光学断層撮影法は、レバノンチッププラットフォームにおけるハイスループットなイメージングアプリケーションにとって有用なツールとなり得ます。

lensfree-on-chip-tomographic-microscopy-employing-multi-angle

Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

細胞のLensfreeオンチップのイメージングと特性が示されている。このオンチップ細胞イメージングのアプローチは、リソースの乏しい環境のために特に適し、医療診断およびハイスループット細胞生物学のアプリケーション向けのコンパクトで費用効果の高いツールを提供します。...

細胞のLenslessオンチップイメージングは​​、ハイスループット細胞生物学および医学診断のための新しいツールを提供します。

lenslessオンチップの蛍光顕微鏡のプラットフォームは、復号アルゴリズムに基づいて圧縮サンプリングを使用して&lt;4μmの分解能を持つなどの超広角視野上の画像蛍光灯のオブジェクトを、&gt;...

チップ上Lensless蛍光顕微鏡

この記事では、高分解能、蛍光標識したマウスの脳の微細脳解剖と、再構築するための完全な実験手順について説明します。説明されたプロトコルは、試料調製及び清算、画像化、データ後処理およびマルチスケール視覚化のための取付片を備えている。...

共焦点光シート顕微鏡全体マウスの脳のミクロンスケールの分解能光トモ

成体マウスのリンパ節における120μmの深さまでの造影による高解像度の生体内イメージングは​​、空間的に多重焦点二光子顕微鏡の励磁パターンを調節することによって達成される。 100μmの深さでは、このように散乱や回折限界を回避し、（横）487 nmおよび551 nmの（軸方向）の解像度を測定した。...

胚中心の高解像度生体内ストライプ照明顕微鏡

単一平面照明顕微鏡法のためのモジュール（SPIM）を容易に反転広視野顕微鏡に適合し、3次元細胞培養に最適化されて記載されている。試料は、長方形のキャピラリー内に配置され、マイクロ流体システムを介して蛍光色素、薬剤または薬物は、少量で適用することができる。...

単一平面照明モジュールと広視野顕微鏡用マイクロキャピラリーアプローチ

タンパク質官能基化平面ガラス支持脂質二重膜の調製、タンパク質内のタンパク質移動度の決定、およびタンパク質密度の測定がここに示されている。ノイズを低減した全反射顕微鏡を構築するためのロードマップが概説されており、これにより、高い時空間分解能で単一の二重層常在蛍光色素を視覚化できます。...

平面支持された二分子層​​上の単一分子蛍光顕微鏡

ハイパー レンズの使用は、リアルタイム画像と従来の光学系と、単純な実装の利点による新規超解像イメージング技術としてみなされています。ここでは、作製を記述するおよびイメージング球状ハイパー レンズのアプリケーション プロトコルを提案する.

ハイパー レンズ一体型顕微鏡と超解像イメージングのデモ

ここでは、新規イメージングのマルチ モーダルなプラットフォームを使用して大規模な視野 (FOV) 三次元 (3 D) 蛍光と OCT 網膜像を取得するためのプロトコルを提案する.システム セットアップ、配置の方法と運用のプロトコルを紹介します。In...

斜め走査レーザー眼底 (オスロ) と光干渉断層計 (OCT) によるマルチモーダルインタ体積網膜イメージング

チップベースの超分解能光学顕微鏡は、蛍光顕微鏡検査の新しいアプローチであり、費用対効果とスループットの利点を提供します。ここでは、チップ調製およびイメージングのためのプロトコルをTIRF顕微鏡および局在化ベースの超解像顕微鏡用に示す。...

フォトニックチップを用いたハイスループット全内部反射蛍光と直接確率光学再構成顕微鏡

定量的な、高スループット、リアルタイム、及びSiO上にラベルフリー生体分子の検出（DNA、タンパク質など）...

干渉反射イメージングセンサー（IRIS）を用いた生体分子の検出

学ぶレンズフリー光学トモグラフィーによる生体標本の三次元イメージング。マルチアングル照明とピクセル超高解像度を用いて大容量のイメージングを実現し、ラボオンチッププラットフォームとの統合に適した高スループット顕微鏡法です。

マルチアングル照明とピクセル超高解像度を採用しLensfreeオンチップ·トモグラフィー顕微鏡

さらに動画を探す