Bezsoczewkowa tomografia optyczna to trójwymiarowa technika mikroskopowa oferująca rozdzielczość przestrzenną <1 μm × <1 μm × <3 μm odpowiednio w wymiarach x, y i z, przy dużej objętości obrazowania wynoszącej 15-100 mm3, co może być szczególnie użyteczne w integracji z platformami typu lab-on-a-chip.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Bezosobnikowa tomograficzna mikroskopia na chipie z wykorzystaniem wielokątnego oświetlenia i superrozdzielczości pikselowej
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Obrazowanie tomograficzne jest szeroko stosowanym narzędziem w medycynie, ponieważ pozwala na uzyskanie trójwymiarowych (3D) informacji strukturalnych o obiektach o różnych skalach wielkości. W skalach mikrometrycznej i milimetrowej coraz częściej wykorzystuje się metody mikroskopii optycznej ze względu na niejonizujący charakter światła widzialnego oraz dostępność bogatego zestawu źródeł oświetlenia (takich jak lasery i diody elektroluminescencyjne) oraz elementów detekcyjnych (takich jak matryce detektorów CCD i CMOS o dużym formacie). Do niedawno opracowanych metod optycznej mikroskopii tomograficznej można zaliczyć optyczną tomografię koherencyjną, optyczną tomografię dyfrakcyjną, optyczną tomografię projekcyjną oraz mikroskopię arkusza światła. 1-6 Platformy te umożliwiają obrazowanie przekrojowe komórek, mikroorganizmów i zwierząt modelowych, takich jak C. elegans, danio pręgowany oraz embriony mysie.
Istniejące trójwymiarowe obrazowniki optyczne zazwyczaj posiadają stosunkowo masywną i złożoną architekturę, co ogranicza dostępność tego sprzętu do zaawansowanych laboratoriów i utrudnia jego integrację z platformami typu lab-on-a-chip oraz chipami mikroprzepływowymi. Aby zapewnić alternatywny mikroskop tomograficzny, opracowaliśmy niedawno bezsoczewkową tomografię optyczną (LOT) jako wysokoprzepustową, kompaktową i opłacalną kosztowo metodę tomografii optycznej. 7 LOT rezygnuje z użycia soczewek i masywnych komponentów optycznych, polegając zamiast tego na wielokątowym oświetleniu i obliczeniach cyfrowych w celu uzyskania obrazowania mikroobiektów z rozdzielczością głębokości w dużej objętości obrazowania. LOT pozwala na obrazowanie preparatów biologicznych z rozdzielczością przestrzenną <1 μm x <1 μm x <3 μm odpowiednio w wymiarach x, y i z, w dużej objętości obrazowania wynoszącej 15-100 mm3, co może być szczególnie przydatne dla platform lab-on-a-chip.
Protokół
1. Konfiguracja obrazowania
LOT może być zbudowany w kompaktowej i lekkiej architekturze przenośnej 8 lub alternatywnie jako mikroskop optofluidyczny z możliwością obrazowania przekrojowego. 9 W niniejszym raporcie opiszemy jednak podstawowy układ obrazowania w implementacji laboratoryjnej do tomografii próbek statycznych.
- Moduł oświetlenia: W LOT można wykorzystać częściowo koherentne źródła światła, takie jak diody emitujące światło (LED). Dla zapewnienia elastyczności eksperymentalnej zastosowaliśmy monochromator z lampą ksenonową (Cornerstone T260, Newport Corp.). Monochromator został d....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Ważne jest podkreślenie, że unikalna geometria bezsoczewkowej holograficznej mikroskopii na chipie jest kluczowym czynnikiem umożliwiającym uzyskanie superrozdzielczości pikselowej oraz obrazowania tomograficznego. Ponieważ rejestrowane obrazy nie są traktowane jako obrazy projekcyjne, jak w podejściach do niespójnego obrazowania kontaktowego 12, lecz jako hologramy projekcyjne, dyfrakcja światła przechodzącego aż do momentu uderzenia w detektor może zostać cyfrowo skorygowana poprzez rekonstrukcję ho.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Brak zadeklarowanych konfliktów interesów.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Liniowe stoliki X-Y | Newport Corp. | MFA-PP | Miniaturowy stolik liniowy |
| Zmotoryzowany stolik obrotowy | Thorlabs | PRM1Z8 | Zmotoryzowany precyzyjny uchwyt obrotowy |
| Wielomodowe światłowody optyczne | Thorlabs | AFS105/125Y | Światłowód wielomodowy |
| Źródło światła | Newport Corp. | 6255 | Bezozonowa lampa ksenonowa |
| Monochromator | Newport Corp. | 74100 | Monochromator Cornerstone 260 1/4 m |
| Matryca sensorów CMOS | Aptina Inc. | MT9P031STC | Sensor CMOS 5 megapikseli |
| Próbka C. elegans | Carolina Biosupply | 173500 | Dziki typ C. elegans |
| Lewamizol | Sigma Aldrich | L9756-5G | Wodorochlorek tetramizolu |
Bibliografia
- Schmitt, J. M. Optical coherence tomography (OCT): a review, J. Sel. Top. Quant. Elect. 5, 1205-1215 (1999).
- Keller, P. J., Schmidt, A. D., Wittbrodt, J., Stelzer, E. H. K. Reconstruction of zebrafish early embryonic development by scanned light sheet microscopy. Science. 322, 1065-1069 (2008). <....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
