Name: Lensless fluorescentie microscopie op een chip (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-08-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 23 s
Description: Leer lensloze fluorescentiemicroscopie op een chip met behulp van digitale algoritmen voor beeldreconstructie. Deze compacte technologie biedt hoge resolutie over een ultrabreed veld voor doorstroomcytometrie.

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

A. Ozcan zeer erkentelijk voor de steun van de NSF CAREER Award, de ONR Young Investigator Award 2009 en New Innovator van de NIH directeur Award DP2OD006427 van het Bureau van de directeur, NIH. De auteurs ook de steun van de Bill &amp; Melinda Gates Foundation, Vodafone Amerika Foundation, en NSF BiSH programma (onder Awards # 0754880 en 0930501).

<ol><li>Coskun, A. F., Su, T., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wide+field-of-view+lens-free+fluorescent+imaging+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Wide field-of-view lens-free fluorescent imaging on a chip.</a> Lab Chip. 10, 824-824 (2010).</li>
<li>Coskun, A. F., Sencan, I., Su, T., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lensless+wide-field+fluorescent+imaging+on+a+chip+using+compressive+decoding+of+sparse+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Lensless wide-field fluorescent imaging on a chip using compressive decoding of sparse objects.</a> Opt. Express. 18, 10510-10523 (2010).</li>
<li>Coskun, A. F., Sencan, I., Su, T., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lensfree+Fluorescent+On-Chip+Imaging+of+Transgenic+Caenorhabditis+elegans+Over+an+Ultra-Wide+Field-of-View%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Lensfree Fluorescent On-Chip Imaging of Transgenic Caenorhabditis elegans Over an Ultra-Wide Field-of-View.</a> PLoS ONE. 6, e15955-e15955 (2011).</li>
<li>Coskun, A. F., Sencan, I., Su, T., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wide-field+lensless+fluorescent+microscopy+using+a+tapered+fiber-optic+faceplate+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Wide-field lensless fluorescent microscopy using a tapered fiber-optic faceplate on a chip.</a> Analyst. , (2011).</li>
<li>Seo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Throughput+Lens-Free+Blood+Analysis+on+a+Chip%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">High-Throughput Lens-Free Blood Analysis on a Chip.</a> Analytical Chemistry. 82, 4621-4627 (2010).</li>
<li>Mudanyali, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compact%2C+light-weight+and+cost-effective+microscope+based+on+lensless+incoherent+holography+for+telemedicine+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Compact, light-weight and cost-effective microscope based on lensless incoherent holography for telemedicine applications.</a> Lab Chip. 10, 1417-1417 (2010).</li>
<li>Tseng, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lensfree+microscopy+on+a+cellphone%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Lensfree microscopy on a cellphone.</a> Lab Chip. 10, 1787-1787 (2010).</li>
<li>Lucy, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+iterative+technique+for+the+rectification+of+observed+distributions%5BTitle%5D)+AND+%22The+Astronomical+Journal%22%5BJournal%5D)">An iterative technique for the rectification of observed distributions.</a> The Astronomical Journal. 79, 745-745 (1974).</li>
<li>Richardson, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bayesian-Based+Iterative+Method+of+Image+Restoration%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Bayesian-Based Iterative Method of Image Restoration.</a> J. Opt. Soc. Am. 62, 55-59 (1972).</li>
<li>Biggs, D. S. C., Andrews, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acceleration+of+iterative+image+restoration+algorithms%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Acceleration of iterative image restoration algorithms.</a> Appl. Opt. 36, 1766-1775 (1997).</li>
<li>Candes, E., Wakin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Introduction+To+Compressive+Sampling%5BTitle%5D)+AND+%22Signal+Processing+Magazine%2C+IEEE%22%5BJournal%5D)">An Introduction To Compressive Sampling.</a> Signal Processing Magazine, IEEE. 25, 21-30 (2008).</li>
<li>Kim, S., Koh, K., Lustig, M., Boyd, S., Gorinevsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Interior-Point+Method+for+Large-Scale+L1-Regularized+Least+Squares%5BTitle%5D)+AND+%22Selected+Topics+in+Signal+Processing%2C+IEEE%22%5BJournal%5D)">An Interior-Point Method for Large-Scale L1-Regularized Least Squares.</a> Selected Topics in Signal Processing, IEEE. 1, 606-617 (2007).</li>
<li>Candes, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+restricted+isometry+property+and+its+implications+for+compressed+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Comptes+Rendus+Mathematique%22%5BJournal%5D)">The restricted isometry property and its implications for compressed sensing.</a> Comptes Rendus Mathematique. 346, 589-592 (2008).</li>
<li>Baraniuk, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compressive+Sensing+%5BLecture+Notes%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Signal+Processing+Magazine%2C+IEEE%22%5BJournal%5D)">Compressive Sensing [Lecture Notes].</a> Signal Processing Magazine, IEEE. 24, 118-121 (2007).</li>
<li>Romberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+via+Compressive+Sampling%5BTitle%5D)+AND+%22Signal+Processing+Magazine%2C+IEEE%22%5BJournal%5D)">Imaging via Compressive Sampling.</a> Signal Processing Magazine, IEEE. 25, 14-20 (2008).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Hebben we laten zien een on-chip fluorescentie microscopie platform dat bijvoorbeeld kan bereiken &lt;4μm ruimtelijke resolutie dan bv&gt; 0,6-8 cm 2 veld-of-view zonder het gebruik van de lenzen, mechanische-scanning of dunne-film-interferentie-filters. In deze techniek, met het gebruik van een glasvezel-voorpaneel of een taper, is de tl-emissie van de voorwerpen die verzameld werden met een 2D-array van de glasvezel-kabels alvorens te worden geleverd aan een opto-elektronische sensor-array, zoals een CCD / ...

<table border="1"><tbody><tr><th> Materiaal Naam </th><th> Vennootschap </th><th> Catalogus nummer </th></tr><tr><td> Charge-coupled device (CCD) </td><td> KODAK </td><td> KAF-8300 </td></tr><tr><td> Charge-coupled device (CCD) </td><td> KODAK </td><td> KAF-11002 </td></tr><tr><td> Charge-coupled device (CCD) </td><td> KODAK </td><td> KAF-39000 </td></tr><tr><td> Complementary Metal-Oxide Semiconductor-(CMOS) </td><td> Micron </td><td> MT9T031C12STCD </td></tr><tr><td> High power LED lichtbron </td><td> Thorlabs </td><td> M455L2-C2 </td></tr><tr><td> High power LED-driver </td><td> Thorlabs </td><td> LEDD1B </td></tr><tr><td> Fiber gekoppeld LED lichtbron </td><td> Mightex </td><td> FCS-0625-000 </td></tr><tr><td> Vacuum Pen </td><td> Edmund Optics </td><td> NT57-636 </td></tr><tr><td> 2, 4, 10 urn Fluospheres </td><td> Invitrogen </td><td> F-8826, F-8859, F-8836 </td></tr><tr><td> RBS lysis buffer 1X </td><td> eBioscience </td><td> 00-4333 </td></tr><tr><td> SYTO 16 etikettering reagens </td><td> Invitrogen </td><td> S7578 </td></tr><tr><td> Glasvezel-voorplaat </td><td> Edmund Optics </td><td> NT55-142 </td></tr><tr><td> Glasvezel conus </td><td> Edmund Optics </td><td> NT55-134 </td></tr><tr><td> Prisma&#39;s </td><td> Edmund Optics </td><td> NT47-626, NT45-403 </td></tr><tr><td> Filters </td><td> Edmund Optics </td><td> NT39-417 </td></tr><tr><td> PDMS Elastomeren </td><td> Dow Corning </td><td> Slygard 184 </td></tr></tbody></table>

lensless fluorescentie microscopie op een chip

Lensless Fluorescent Microscopy on a Chip

On-chip lensless beeldvorming in het algemeen gericht op omvangrijke lens geïntegreerde optische microscopen te vervangen door eenvoudiger en meer compacte ontwerpen, vooral voor high-throughput screening toepassingen. Deze opkomende technologie platform heeft het potentieel om de noodzaak van omvangrijke en / of kostbare optische elementen met de hulp van nieuwe theorieën en digitale reconstructie algoritmen te elimineren. In dezelfde lijn, hier tonen we aan een on-chip fluorescentie microscopie modaliteit die bijvoorbeeld &lt;4μm ruimtelijke resolutie over een ultra-breed-of-view (FOV) van&gt; kan 0,6-8 cm 2 te bereiken zonder het gebruik van de lenzen , mechanische-scanning of dunne-film gebaseerd interferentie filters. In deze techniek wordt fluorescerende excitatie bereikt door middel van een prisma of bolrond-glas-interface verlicht door een onsamenhangend bron. Na interactie met het hele object volume, wordt deze excitatie licht verworpen door het totaal-interne-reflectie (TIR) ​​proces dat plaatsvindt aan de onderkant van het monster micro-vloeibare chip. De fluorescentie-emissie van de aangeslagen voorwerpen wordt dan verzameld door een fiber-optische voorpaneel of een taper en wordt geleverd aan een opto-elektronische sensor array, zoals een charge-coupled-device (CCD). Door het gebruik van een compressie-sampling gebaseerde decodering algoritme, de verworven lensfree ruwe fluorescerende beelden van het monster snel kan worden verwerkt tot bijvoorbeeld opbrengst, &lt;4μm resolutie over een beeldhoek van&gt; 0,6 tot 8 cm 2. Bovendien, verticaal gestapeld micro-kanalen die worden gescheiden door bijvoorbeeld, kan 50 tot 100 micrometer ook met succes worden afgebeeld met dezelfde lensfree on-chip microscopie platform, dat een verdere stijging van de totale doorvoer van deze modaliteit. Deze compacte on-chip fluorescerende beeldvorming platform, met een snelle druk-decoder achter de rug, kan nogal waardevol zijn voor high-throughput cytometrie, zeldzame-cel onderzoek en microarray-analyse.

Een lensless on-chip fluorescentie microscopie platform is aangetoond dat kan afbeelding fluorescerende voorwerpen over een ultra-breed-of-view van bijvoorbeeld,&gt; 0,6-8 cm2 met &lt;4μm resolutie met behulp van een steekproef op basis van compressie-algoritme decodering. Zo&#39;n compacte en wide-field fluorescerende on-chip beeldvormende modaliteit kan waardevol zijn voor high-throughput cytometrie, zeldzame-cel onderzoek en microarray-analyse.

Lensless fluorescentie microscopie op een chip

Lensloze on-chip beeldvorming heeft over het algemeen tot doel om omvangrijke, op lenzen gebaseerde optische microscopen te vervangen door eenvoudigere en compactere ontwerpen, in het bijzonder voor ...

Het algemene doel van deze procedure is om een lensloos fluorescent microscopieplatform op een chip te demonstreren voor het beelden van fluorescerende objecten over een ultrabreed gezichtsveld. Om dit te bereiken, worden een dun absorptiefilter en een glasvezelplaat voorzichtig bovenop een opto-elektrische sensorarray, of CCDC-mos, geplaatst, waarna een microfluïdische chip bovenop de glasvezelplaat wordt gepositioneerd. Vervolgens wordt een prisma met de microchip samengevoegd met behulp van indexaanpassingsolie.Fluorescente excitatie vindt plaats via de zijvlakte van een rhomboïder prisma en de holografische belichting geschiedt via de bovenvlakte van hetzelfde prisma. Uiteindelijk kunnen er hoge-resolutie microscopische beelden worden verkregen uit de verworven fluorescentiebeelden door de ruwe beelden via digitale algoritmen te decoderen. Indien nodig kunnen de gedecodeerde fluorescentie-objecten automatisch worden geteld met behulp van een speciaal ontwikkelde interface.On-chip lens. Beeldvorming is over het algemeen gericht op het vervangen van omvangrijke lensgebaseerde optische microscopen door eenvoudigere en compactere ontwerpen. Dit opkomende technologieplatform heeft h

lensless-fluorescent-microscopy-on-a-chip

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Lensfree on-chip beeldvorming en karakterisering van de cellen wordt geïllustreerd. Deze on-chip cell imaging benadering biedt een compacte en kosteneffectief instrument voor medische diagnostiek en high-throughput celbiologie toepassingen, waardoor het bijzonder geschikt voor de arme bevolking.

Lensless On-chip Beeldvorming van cellen verschaft een nieuw instrument voor High-throughput Cell-Biologie en Medische Diagnostiek

Druppel op basis van microfluïdische platforms zijn veelbelovende kandidaten voor high throughput experimenten, omdat zij in staat zijn om goedkoop te genereren picoliter, self-gecompartimenteerde schepen op kHz tarieven. Door integratie met snelle, gevoelige en een hoge resolutie fluorescentie spectroscopische methoden, kunnen de grote hoeveelheden informatie uit die in deze systemen efficiënt kunnen worden geëxtraheerd, aangewend en gebruikt.

Fluorescentie detectiemethoden voor microfluïdische druppel platforms

Lensfree optische tomografie een driedimensionale microscopie techniek die een ruimtelijke resolutie van &lt;1 um heeft x &lt;1 um x &lt;3 urn x, y en z afmetingen respectievelijk over een groot volume beeldvorming van 15-100...

Lensfree On-chip Tomografische Microscopie Gebruikmakend van Multi-angle Verlichting en Pixel Super-resolutie

This video demonstrates immunofluorescence staining of rat hippocampal neurons cultured within a microfluidic chip to analyze neuronal maturation and connectivity.

Fluorescence Immunostaining of Rat Hippocampal Neurons within a Microfluidic Chip

Wij evalueren onze recente resultaten op de integratie van fluorescentie microscopie en beeldvorming flowcytometrie tools op een mobiele telefoon met behulp van compacte en kosteneffectieve opto-vloeibare bijlagen. Deze mobiele telefoon op basis van micro-analyse-apparaten kan nuttig zijn voor cytometrische analyse, zoals het uitvoeren van diverse cellen tellen taken alsook voor high-throughput screening van bijvoorbeeld watermonsters in resource minder instellingen.

Wide-field fluorescentie microscopie en fluorescentie imaging Flowcytometrie op een mobiele telefoon

Intercellulaire communicatie kritisch om diverse fysiologische activiteiten binnen en buiten de cel. Dit document beschrijft een protocol voor het meten van de ruimtelijke en temporele karakter van enkele cel afscheidingen. Om dit te bereiken, is een multidisciplinaire aanpak waarin label-free nanoplasmonic sensing met live-cell imaging integreert.

A-Label gratis Techniek voor de ruimte en tijd Imaging van Single Cell afscheiding

Hier wordt de bereiding van eiwit-gefunctionaliseerde planaire glas-ondersteunde lipide bilayers, de bepaling van eiwitmobiliteit binnen en de meting van eiwitdichtheden getoond. Een routekaart voor het bouwen van een ruisonderdrukte Total Internal Reflection microscoop wordt geschetst, die het mogelijk maakt om enkele bilayer-residente fluorochromen met hoge ruimtelijk-temporele resolutie te visualiseren.

Single Molecule Fluorescentie Microscopie op Ondersteunde Planar dubbellagen

Meerkleurige fluorescentiedetectie in druppelmicrofluidica omvat doorgaans omvangrijke en complexe detectiesystemen op basis van epifluorescentiemicroscopen. Hier beschrijven we een compact en modulair meerkleurig detectieschema dat gebruikmaakt van een reeks optische vezels om meerkleurige gegevens die door een enkele fotodetector worden verzameld, tijdelijk te coderen.

Multicolor Fluorescentie detectie voor Droplet Microfluidics Met behulp van optische vezels

Lens-vrije videomicroscopie ons in staat stelt om te controleren van celculturen direct in de incubator. Hier beschrijven we het volledige protocol gebruikt voor het verwerven en analyseren van een 2.7 dag lang verwerving van gekweekte HeLa cellen, wat leidt tot een dataset van 2.2 x 106 metingen van individuele cel morfologie en 10584 celcyclus tracks.

Lens-gratis videomicroscopie voor de dynamiek en de kwantitatieve analyse van aanhangend celkweek

Spectrale beeldvorming is uitgegroeid tot een betrouwbare oplossing voor de identificatie en scheiding van meerdere fluorescentie signalen in een enkel monster en kan gemakkelijk signalen van belang onderscheiden van achtergrond of auto fluorescentie. Excitatie-Scanning Hyperspectrale beeldvorming verbetert deze techniek door de benodigde beeldverzamelings tijd te verlagen en tegelijkertijd de signaal-ruis verhouding te verhogen.

Excitatie-Scanning hyperspectrale beeld microscopie om fluorescentie signalen efficiënt te discrimineren

Chip-based superresolutie optische microscopie is een nieuwe benadering van fluorescentiemicroscopie en biedt voordelen in kosteneffectiviteit en doorvoer. Hier worden de protocollen voor chip voorbereiding en beeldvorming getoond voor TIRF microscopie en lokalisatie gebaseerde super-resolution microscopie.

High-throughput totale interne reflectie fluorescentie en directe stochastische optische reconstructie microscopie met behulp van een Photonic chip

Leer lensloze fluorescentiemicroscopie op een chip met behulp van digitale algoritmen voor beeldreconstructie. Deze compacte technologie biedt hoge resolutie over een ultrabreed veld voor doorstroomcytometrie.

Lensless fluorescentie microscopie op een chip

Meer video's verkennen