Name: Microscopia óptica de dispersão com base em filtros Gabor Two-Dimensional (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-06-02T17:15:00.000+00:00
Duration: 14 min 58 s
Description: Aprenda a usar microscopia de dispersão óptica com filtros Gabor para quantificar a fragmentação mitocondrial durante a apoptose em células vivas. Este método não invasivo detecta mudanças na orientação de organelas sem necessidade de fluorescência.

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O dispositivo de micro-espelho nesta pesquisa foi financiada pela Fundação Whitaker conceder RG-02-0682 a N. Boustany. Trabalhos em curso é financiado pela concessão do NSF-DBI-0852857 para N. Boustany. Pasternack RM foi parcialmente financiado por uma Bolsa de Pós-Graduação Rutgers Presidencial. Gostaríamos também de agradecer ao Dr. E. White para as células iBMK utilizado em nossos estudos e Metaxas Dr. DN para discussão útil sobre óptica estratégias de filtragem.

<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>

Alguns aspectos dos métodos foram incluídos na invenção e divulgação, Rutgers University Docket # 09-049.

O método descrito acima produz mapas morfométricos do objeto que pode codificar tamanho de partícula ou orientação, por exemplo. Esta informação estrutural pode ser usado de várias maneiras: <ol><li> Ele pode ser usado como uma tela inicial para identificar as regiões de tecidos ou células que são alteradas durante um tratamento específico e, em seguida, aprofundar a análise destas regiões com os ensaios moleculares e bioquímicas. </li><li> Pode ser usado em conjunto com fluorescência para produzir uma análise multi...

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>DMEM de baixa glicose</td></tr><tr><td>Meio Liebowitz L15</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>Sem vermelho de fenol</td></tr><tr><td>L-glutamina</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mitotracker Green</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Extrato de cérebro bovino</td><td>Clonetics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Soro bovino fetal</td><td>Gemini Bio Products</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heparina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Estaurosporina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dimetilsulfóxido</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscópio invertido</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 de alta faixa dinâmica (16 bits)</td></tr><tr><td>CCD</td><td>Roper Scientific</td><td>Coolsnap cf</td><td></td></tr></tbody></table>

microscopia óptica de dispersão com base em filtros gabor two-dimensional

Optical Scatter Microscopy Based on Two-Dimensional Gabor Filters

Demonstramos um instrumento microscópicas que podem medir textura subcelulares decorrentes da organela morfologia e organização dentro de células vivas sem mácula. O instrumento proposto se estende a sensibilidade da microscopia óptica rótulo sem a mudanças em nanoescala em organela tamanho e forma e podem ser usados ​​para acelerar o estudo da relação estrutura-função pertencentes a organela dinâmica subjacente processos biológicos fundamentais, como a morte celular programada ou celular diferenciação. O microscópio pode ser facilmente implementado em plataformas de microscopia existentes, e pode, portanto, ser divulgada a laboratórios específicos, onde os cientistas podem implementar e utilizar os métodos propostos com acesso irrestrito. A técnica proposta é capaz de caracterizar a estrutura subcelular, observando a célula através de duas dimensões filtros ópticos Gabor. Esses filtros podem ser ajustados para sentir com a sensibilidade (10 de nm) em nanoescala, atributos específicos morfológicas relativas ao tamanho e orientação de não-esférica organelas subcelulares. Embora baseado em contraste gerado por espalhamento elástico, a técnica não se baseia em um modelo de espalhamento inverso ou detalhada sobre a teoria Mie para extrair medidas morfométricas. Esta técnica é, portanto, aplicável a não-esférica organelas para a qual uma descrição precisa dispersão teórica não é facilmente determinada, e fornece parâmetros morfométricos distintivo que pode ser obtido dentro de células vivas sem mácula para avaliar a sua função. A técnica é vantajosa em comparação com processamento digital de imagens em que ele atua diretamente no campo do objeto, em vez de transformar a intensidade do objeto é discretizada. Ele não depende de altas taxas de amostragem de imagem e, portanto, pode ser usada para rapidamente tela de atividades morfológicas dentro de centenas de células de cada vez, portanto, facilitando bastante o estudo da estrutura organela organela além da segmentação individual e reconstrução por microscopia de fluorescência confocal de imagens digitais altamente ampliada de campos de vista limitado. Nesta demonstração vamos mostrar dados de uma diatomácea marinha para ilustrar a metodologia. Nós também mostram os dados preliminares coletados em células vivas para dar uma idéia de como o método pode ser aplicado em um contexto biológicas relevantes.

Demonstramos um método de microscopia de campo escuro com base em Gabor-como filtragem para medir a dinâmica subcelulares dentro de células vivas único. A técnica é sensível a alterações na estrutura das organelas, tais como a fragmentação mitocondrial.

Microscopia óptica de dispersão com base em filtros Gabor Two-Dimensional

Demonstramos um instrumento microscópico capaz de medir a textura subcelular decorrente da morfologia e organização das organelas em células vivas não coradas...

Neste vídeo, a microscopia de dispersão óptica é utilizada para quantificar a fragmentação mitocondrial durante a apoptose. Embora a microscopia de dispersão óptica normalmente não exija fluorescência neste protocolo, imagens fluorescentes serão adquiridas para fins de validação. Após a configuração do sistema de imagem, as células são marcadas com MIT tracker green e tratadas com stor sporin para induzir a apoptose.Dados ópticos são adquiridos para detectar alterações na orientação de organelas celulares dentro de duas horas. O início da fragmentação mitocondrial pode ser medido usando os dados espalhados ópticos, que mostram uma diminuição no grau de orientação de partículas subcelulares. Os dados são então validados correlacionando os dados espalhados ópticos com as regiões fluorescentes que contêm mitocôndrias.Olá, sou Nada Bustani do Laboratório de Bio-Óptica do Departamento de Engenharia Biomédica da Rutgers University. Sou Rob Pak do Laboratório de Bio-Óptica, e eu sou Deen, também do Bio Lab. Hoje vamos mostrar um procedimento para quantificar dinâmicas morfológicas subcelulares usando um método que não depende de corantes fluorescentes.Utilizamos esta técnica em nosso labo

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Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Fonte: Espinoza, R., et al. Imagem de espalhamento Raman estimulado em duas cores em tempo real do cérebro de camundongos para diagnóstico de tecidos. J. Vis. Exp. (2022).  O vídeo demonstra imagens de espalhamento Raman estimulado (SRS) de duas cores de seções de tecido cerebral de camundongos. Dois feixes de laser sincronizados são direcionados para a seção de tecido para excitar vibrações moleculares, resultando em uma mudança de intensidade relativa nos feixes. Lipídios e proteínas no...

Imagem de espalhamento Raman estimulado em duas cores do tecido cerebral de camundongos

Nós apresentamos um método não destrutivo para a amostragem variação espacial na direção da luz espalhada a partir de materiais estruturalmente complexos. Ao manter o material intacto, preservamos o comportamento de dispersão bruto escala, ao mesmo tempo em captar contribuições direcionais escala bem com imagens de alta resolução. Os resultados são visualizados no software em posições e escalas biologicamente relevantes.

Medindo espacialmente e direcional variando espalhamento de luz a partir de Material Biológico

Demonstramos métodos para a detecção de distorção de arquitetura em mamografias anteriores. Estruturas orientadas são analisados ​​usando filtros de Gabor e retratos de fase para detectar locais de irradiando padrões de tecido. Cada local é caracterizada e classificada por meio de medidas para representar padrões spiculating. Os métodos devem auxiliar na detecção de câncer de mama.

Detecção de distorção arquitetural em mamografias anteriores Via Análise de Padrões Orientada

As localizações tridimensionais dos objectos fracamente espalhamento pode ser identificada exclusivamente com linha digital de microscopia holográfica (Dihm), que envolve uma modificação menor para um microscópio padrão. Nosso software utiliza uma heurística de imagens simples juntamente com Rayleigh-Sommerfeld back-propagação para ceder a posição tridimensional e geometria de um objeto fase microscópica.

Digital em linha Holographic Microscopy (Dihm) de Assuntos Fracamente de dispersão

Descrevemos o uso de um microscópio óptico padrão para realizar medições quantitativas de massa, volume e densidade celular por meio de uma combinação de imagens de contraste de campo claro e interferência diferencial.

Microscopia ótica quantitativa: Measurement of Cellular Biofísica Características com um microscópio óptico padrão

Não agitada polimerização precipitação fornece uma abordagem de prototipagem rápida, reprodutível para a síntese de estímulos-Sensitive poli (N -isopropylacrylamide) microgéis de distribuição de tamanhos estreita. Nesta síntese protocolo, luz caracterização dispersão e rastreamento de partículas de fluorescência única dessas microgï¿½s em uma configuração de microscopia de campo amplo são demonstrados.

Síntese controlada e Fluorescência de rastreamento de Poly altamente uniforme (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) microgéis

Este protocolo descreve a implementação de um sistema de microscopia óptica de estiramento de tempo de detecção assimétrica para imagens de célula única em fluxo microfluídico ultra-rápido e suas aplicações em citometria de fluxo de imagem.

Citometria de Fluxo de Imagem Microfluídica por Microscopia Óptica de Tempo-estiramento com detecção assimétrica (ATOM)

O objetivo geral desta metodologia é dar as condições experimentais ideais de preparação da amostra para aquisição de imagem e reconstrução para realizar imagens de dSTORM 2D cor dupla de microtúbulos e filamentos intermediários em células...

Filamentos intermediários e microtúbulos com microscopia 2-dimensional direta estocástico reconstrução óptico de imagem

Anticorpos que se ligam a receptores de alvo na superfície da pilha podem conferir alterações clusterização e conformação. Estas mudanças dinâmicas têm implicações para caracterizar o desenvolvimento de drogas em células-alvo. Este protocolo utiliza a microscopia confocal e espectroscopia de correlação de imagem através do ImageJ/FIJI para quantificar a extensão do receptor na superfície das células de clustering.

Microscopia confocal revela agregação de receptores de superfície celular através de espectroscopia de correlação de imagem

Neste protocolo, delineamos os elementos conceituais de design e o desenvolvimento estrutural de um aparelho de acuidade de brilho. Além disso, é descrito o design de um dispositivo para medir disfotopsia positiva (halos, raios) e limiares de luz de dois pontos.

Medindo os efeitos comportamentais da dispersão intraocular

Este artigo apresenta um método para análise espiostemporal de sondas móveis, de uma molécula, baseadas em Förster, utilizando microscopia de fluorescência widefield. O kit de ferramentas de software recém-desenvolvido permite a determinação de traços de tempo smFRET de sondas móveis, incluindo a eficiência correta do FRET e as posições moleculares, em função do tempo.

Análise espacial bidimensional automatizada de sondas FRET de molécula única móvel

Aprenda a usar microscopia de dispersão óptica com filtros Gabor para quantificar a fragmentação mitocondrial durante a apoptose em células vivas. Este método não invasivo detecta mudanças na orientação de organelas sem necessidade de fluorescência.

Microscopia óptica de dispersão com base em filtros Gabor Two-Dimensional

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