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Artigo de método

Lensfree On-chip microscopia tomográfica Empregando Multi-ângulo de iluminação e Pixel Super-resolução

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DOI:

10.3791/4161

16 de agosto de 2012

Neste artigo

Resumo

Lensfree óptico tomografia é uma técnica de microscopia tridimensional que oferece uma resolução espacial de menos de 1 uM × menos de 1 uM × menos de 3 M em X, Y e dimensões Z, respectivamente, ao longo de um grande volume de imagiologia de 15-100 milímetros 3, Que pode ser particularmente útil para a integração com lab-on-a-chip plataformas.

Resumo

Tomográfico de imagem tem sido uma ferramenta amplamente utilizado em medicina como ele pode fornecer informação tridimensional (3D) estrutural sobre objectos de escalas de tamanho diferentes. Em escalas micrómetro e milímetros, as modalidades de microscopia óptica encontrar utilização crescente, devido à natureza não-ionizante de luz visível, e da disponibilidade de um amplo conjunto de fontes de iluminação (tais como lasers e emissores de luz-diodos) e elementos de detecção (tais como grande formato CCD e CMOS detector de matrizes). Entre os recentemente desenvolvidos modalidades de microscopia óptica tomográficos, pode-se incluir tomografia de coerência óptica, a tomografia de difração óptica, tomografia projeção óptica e luz folhas de microscopia. 1-6 Estas plataformas fornecer imagens seccional de células, microorganismos e animais modelo, como C. elegans zebrafish, e embriões de camundongos.

3D existente imagers ópticos geralmente têm arquiteturas relativamente volumosos e complexos, limitando ªe disponibilidade destes equipamentos para laboratórios avançados, e impedindo a sua integração com lab-on-a-chip plataformas e chips microfluídicos. Para fornecer um microscópio tomográfica alternativa, que recentemente desenvolveu a tomografia óptica lensfree (LOT) como uma modalidade de tomografia de alto rendimento, compactos e de baixo custo óptica. 7 LOT descarta o uso de lentes e componentes ópticos volumosos e, em vez se baseia em multi-ângulo iluminação e computação digital para alcançar profundidade resolvido imagens de micro-objetos sobre um volume grande de imagens. Muita coisa pode espécime biológico imagem com uma resolução espacial de 1 m <x <1 m x <3 mm no X, Y e Z, respectivamente dimensões, mais de um volume grande de imagens de 15-100 mm 3, e pode ser particularmente útil para lab-on-a-chip plataformas.

Protocolo

1. Configuração de imagens

LOT pode ser montado em um compacto e leve arquitetura campo-portátil 8, e, alternativamente, como um microscópio optofluidic com a capacidade de imagem seccional. 9 Neste relatório, no entanto, vamos descrever a configuração de imagem de base para uma implementação de bancada para tomografia de estática As amostras.

  1. Módulo de iluminação: no Lote, fontes de luz parcialmente coerentes, tais como emissores de luz de diodos (LEDs) podem ser utilizados. Para uma flexibilidade experimental, foi utilizado um monocromador com uma lâmpada de Xenon (Cornerstone T260, Newp....

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Discussão

É importante ressaltar que a geometria original de lensfree microscopia on-chip holográfico é o capacitador fundamental para alcançar pixels super-resolução e imagem tomográfica. Desde que as imagens gravadas não são consideradas como imagens de projeção de imagens em contato incoerente se aproxima de 12, mas hologramas de projeção, a difração da luz transmitida até que incide sobre o detector pode ser digitalmente corrigidas pela reconstrução holográfica. Portanto, as variações na distância-amostra .......

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Nome Compay Catalogo Comentar
Lineares estágios XY Newport Corp MFA-PP Stage Linear em miniatura
Fase de rotação motorizada Thorlabs PRM1Z8 Precision Motorizado Rotação Monte
Fibra óptica multimodo Thorlabs AFS105/125Y Fibra multimodo
Fonte de luz Newport Corp 6255 Ozônio-livre da lâmpada Xenon
Monocromador Newport Corp 74100 Cornerstone 260 1/4 m Monocromador
Matriz de sensor CMOS Aptina Inc. MT9P031STC 5 Megapixels Sensor CMOS
C. elegans amostra Carolina Biosupply 173500 De tipo selvagem C. elegans
Levamisole Sigma Aldrich L9756-5G Cloridrato tetramisol

Referências

  1. Schmitt, J. M. Optical coherence tomography (OCT): a review, J. Sel. Top. Quant. Elect. 5, 1205-1215 (1999).
  2. 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).
  3. <....

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Reimpressões e permissões

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