Name: Optische Scatter Microscopie op basis van twee-dimensionale Gabor filters (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-06-02T17:15:00.000+00:00
Duration: 14 min 58 s
Description: Leer optische scatter-microscopie met Gabor-filters om mitochondriale fragmentatie tijdens apoptose te kwantificeren. Deze niet-invasieve methode detecteert veranderingen in organeloriëntatie zonder fluorescentie.

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

De micro-mirror-apparaat in dit onderzoek werd gefinancierd door Whitaker Foundation subsidie ​​RG-02 tot 0.682 naar N. Boustany. Lopende werkzaamheden wordt gefinancierd door subsidie ​​NSF-DBI-0852857 naar N. Boustany. RM Pasternack werd gedeeltelijk ondersteund door een Rutgers presidentiële Graduate Fellowship. Wij zouden ook graag dr. E. White bedanken voor de iBMK cellen die in onze studies en dr. DN Metaxas voor nuttige discussie over optische filtering strategieën.

<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>

Sommige aspecten van de methoden zijn opgenomen in en invention disclosure, Rutgers University Docket # 09-049.

De hierboven beschreven methode levert morfometrische kaarten van het object dat deeltjesgrootte of oriëntatie voor bijvoorbeeld kunnen coderen. Deze structurele informatie kan worden gebruikt op verschillende manieren: <ol><li> Het kan gebruikt worden als een eerste scherm om weefsel of cel-regio&#39;s die zijn veranderd in een specifieke behandeling en dan verder deze regio&#39;s te analyseren met een specifieke moleculaire en biochemische assays te identificeren. </li><li> Het kan worden gebruikt in combinatie me...

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>DMEM met lage glucoseconcentratie</td></tr><tr><td>Liebowitz L15 medium</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>Zonder fenolrood</td></tr><tr><td>L-glutamine</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mitotracker Green</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bovien breinextract</td><td>Clonetics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Foetaal runderserum</td><td>Gemini Bio Products</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heparine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Staurosporine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Inverteermicroscoop</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 met hoog (16 bit) dynamisch bereik</td></tr><tr><td>CCD</td><td>Roper Scientific</td><td>Coolsnap cf</td><td></td></tr></tbody></table>

optische scatter microscopie op basis van twee-dimensionale gabor filters

Optical Scatter Microscopy Based on Two-Dimensional Gabor Filters

Demonstreren we een instrument dat microscopisch kleine subcellulaire structuur die voortvloeien uit organel morfologie en de organisatie binnen onbesmet levende cellen kunnen meten. Het voorgestelde instrument breidt de gevoeligheid van de label-free optische microscopie op nanoschaal veranderingen in organel grootte en vorm en kan gebruikt worden om de studie van de structuur-functie relatie met betrekking tot organel dynamiek onderliggende fundamentele biologische processen, zoals de geprogrammeerde celdood of cellulaire versnellen differentiatie. De microscoop kan eenvoudig worden toegepast op de bestaande microscopie platforms, en kan dus worden verspreid aan de individuele laboratoria, waar wetenschappers kunnen implementeren en het gebruik maken van de voorgestelde methoden met onbeperkte toegang. De voorgestelde techniek is in staat om subcellulaire structuur karakteriseren door het observeren van de cel door middel van twee-dimensionale optische Gabor filters. Deze filters kunnen worden afgestemd op gevoel met nanoschaal (10 van nm) gevoeligheid, specifieke morfologische kenmerken met betrekking tot de grootte en oriëntatie van niet-sferische subcellulaire organellen. Terwijl op basis van contrast gegenereerd door elastische verstrooiing, is de techniek niet op een gedetailleerd inverse verstrooiing model of op de Mie theorie morfometrische metingen te extraheren. Deze techniek is dus van toepassing op niet-bolvormige organellen die een nauwkeurige theoretische beschrijving scatter niet gemakkelijk gegeven, en biedt onderscheidende morfometrische parameters die kunnen worden verkregen binnen onbesmet levende cellen om hun functie te beoordelen. De techniek is voordelig in vergelijking met digitale beeldverwerking in die zin dat direct werkt op het veld van het object te transformeren in plaats van de intensiteit van de gediscretiseerde object. Het is niet afhankelijk van hoge beeld-sampling rates en kan dus worden gebruikt om de morfologische activity snel scherm binnen honderden cellen in een tijd, dus sterk de studie van de structuur organel vergemakkelijken dan individuele organel segmentatie en wederopbouw met behulp van fluorescentie confocale microscopie van de sterk vergrote digitale beelden van beperkte gezichtsveld. In deze demonstratie laten we de gegevens van een mariene diatomeeën de methodiek illustreren. We laten ook zien voorlopige gegevens verzameld van levende cellen om een ​​idee van hoe de methode kan worden toegepast in een relevante biologische context te geven.

We zien een donker veld microscopie op basis van Gabor-achtige filter om subcellulaire dynamiek maatregel binnen enkele levende cellen. De techniek is gevoelig voor veranderingen in de structuur van de organellen, zoals mitochondriën fragmentatie.

Optische Scatter Microscopie op basis van twee-dimensionale Gabor filters

Wij demonstreren een microscopisch instrument dat de subcellulaire textuur kan meten die voortvloeit uit de morfologie en organisatie van organellen binnen ongekleurde levende ...

In deze video wordt optische verstrooiingsmicroscopie gebruikt om mitochondriale fragmentatie tijdens apoptose te kwantificeren. Hoewel optische verstrooiingsmicroscopie in dit protocol normaal gesproken geen fluorescentie vereist, worden er fluorescente beelden opgenomen voor validatiedoeleinden. Na de installatie van het beeldsysteem worden de cellen gelabeld met MIT tracker green en behandeld met staurosporine om apoptose te induceren.Optische gegevens worden verzameld om veranderingen in de oriëntatie van cellulaire organellen binnen twee uur te detecteren. Het begin van mitochondriale fragmentatie kan worden gemeten met behulp van optische strooiingsgegevens, die een afname laten zien in de mate van oriëntatie van subcellulaire partikels. De gegevens worden vervolgens gevalideerd door de optische strooiingsgegevens te correleren met de fluorescente regio's die mitochondria bevatten.Hallo, ik ben Nada Bustani van het Bio Optics Laboratory van de afdeling Biomedical Engineering aan de Rutgers University. Ik ben Rob Pak van het Bio Optics Lab, en ik ben Deen, ook van het Bio Lab. Vandaag laten we u een procedure zien voor het kwantificeren van subcellulaire morfologische dynamiek

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

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Source: Espinoza, R., et al. Real-Time, Two-Color Stimulated Raman Scattering Imaging of Mouse Brain for Tissue Diagnosis. J. Vis. Exp. (2022). The video demonstrates two-color stimulated Raman scattering (SRS) imaging of mouse brain tissue sections. Two synchronized laser beams are directed onto the tissue section to excite molecular vibrations, resulting in a relative intensity change in the beams. Lipids and proteins in the tissue are detected using distinct frequency pairs of the laser...

Two-Color Stimulated Raman Scattering Imaging of Mouse Brain Tissue

We presenteren een niet-destructieve methode voor het bemonsteren van ruimtelijke variatie in de richting van het licht verstrooid over structureel complexe materialen. Door het houden van het materiaal intact, we bewaren bruto-schaal verstrooiing gedrag, terwijl tegelijkertijd het vastleggen van gedetailleerde directionele bijdragen met een hoge resolutie imaging. Resultaten worden gevisualiseerd in de software op biologisch-relevante posities en schalen.

Meten Ruimtelijk-en Directionally-variërend lichtverstrooiing van biologisch materiaal

We tonen methoden voor de detectie van architecturale vervorming in voorgaande mammogrammen. Georiënteerde structuren worden geanalyseerd met behulp van Gabor filters en faseportretten naar sites van uitstralende weefsel patronen te detecteren. Elke site wordt gekenmerkt en geclassificeerd met behulp van maatregelen om spiculating patronen vertegenwoordigen. De methoden moeten bij het opsporen van borstkanker.

Detectie van Architectural Distortion in Prior mammogrammen Via Analyse van Oriented Patterns

De driedimensionale locaties van zwak-verstrooiende objecten kan uniek worden geïdentificeerd middels inline digitale holografische microscopie (Dihm), die een geringe wijziging betreft een standaard microscoop. De software gebruikt een eenvoudige weergave heuristische combinatie met Rayleigh-Sommerfeld back-overdracht naar de driedimensionale positie en geometrie van een microscopische fase-object verkregen.

Digitale Inline Holographic Microscopy (Dihm) van zwak-verstrooiing onderwerpen

We beschrijven het gebruik van een standaard optisch microscoop om kwantitatieve metingen van cellulaire massa, volume en dichtheid uit te voeren door een combinatie van lichtveld en differentiële interferentiecontrast beeldvorming.

Kwantitatieve Optische Microscopie: Meting van Cellulaire biofysische eigenschappen met een standaard optische microscoop

Niet-geroerde precipitatie polymerisatie geeft een snelle, reproduceerbare prototyping aanpak van de synthese van stimuli-gevoelige poly (N -isopropylacrylamide) microgels smalle grootteverdeling. In dit protocol synthese, lichtverstrooiing karakterisering en enkel deeltje fluorescentie volgen van deze microgels in een wide-field microscopie setup worden gedemonstreerd.

Gecontroleerde Synthese en Fluorescentie Tracking of Highly Uniform Poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Microgels

Dit protocol beschrijft de implementatie van een asymmetrische detectie tijdstens optisch microscopiesysteem voor single-cell imaging in ultrafast microfluidische stroom en zijn toepassingen in beeldstroomcytometrie.

Microfluïdische Imaging Flow Cytometry door Asymmetrische Deteksie Time-stretch Optische Microscopie (ATOM)

Het algemene doel van deze methodiek is geven de optimale proefomstandigheden van monstervoorbereiding Beeldacquisitie en wederopbouw om uit te voeren van 2D dubbele dSTORM kleurenafbeeldingen van microtubuli en intermediaire filamenten in vaste...

Imaging Intermediaire filamenten en microtubuli met 2-dimensionale directe stochastische optische wederopbouw microscopie

Antilichamen die zich aan target receptoren van het celoppervlak binden kunnen verlenen bevleesdheid en clustering wijzigingen. Deze dynamische veranderingen hebben gevolgen voor het karakteriseren van Geneesmiddelenontwikkeling in de doelcellen. Dit protocol maakt gebruik van de confocal microscopie en afbeelding correlatie spectroscopie via ImageJ/FIJI te kwantificeren van de omvang van de receptor clustering op het celoppervlak.

Confocale microscopie onthult cel oppervlakte Receptor aggregatie via afbeelding correlatie spectroscopie

In dit protocol schetsen we de conceptuele ontwerpelementen en structurele ontwikkeling van een verblindingsscherpteapparaat. Daarnaast wordt het ontwerp van een apparaat voor het meten van positieve dysfotopsie (halo's, spaken) en tweepuntslichtdrempels beschreven.

Het meten van de gedragseffecten van intraoculaire verstrooiing

Dit artikel presenteert een methode voor spatiotemporale analyse van mobiele, single-molecule Förster resonantie energieoverdracht (smFRET)-gebaseerde probes met behulp van widefield fluorescentiemicroscopie. De nieuw ontwikkelde softwaretoolkit maakt het mogelijk om smFRET-tijdsporen van bewegende sondes te bepalen, inclusief de juiste FRET-efficiëntie en de moleculaire posities, als functies van de tijd.

Geautomatiseerde tweedimensionale spatiotemporale analyse van mobiele fret-sondes met één molecuul

Leer optische scatter-microscopie met Gabor-filters om mitochondriale fragmentatie tijdens apoptose te kwantificeren. Deze niet-invasieve methode detecteert veranderingen in organeloriëntatie zonder fluorescentie.

Optische Scatter Microscopie op basis van twee-dimensionale Gabor filters

Meer video's verkennen