11 апреля 2013 г.
Мы рассматриваем наши последние результаты по интеграции флуоресцентной микроскопии и обработки изображений инструментов проточной цитометрии на мобильный телефон с помощью компактной и экономически эффективных оптико-жидкостный вложений. Эти сотовый телефон основе анализа микро-устройства могут быть полезны для цитометрии, таких как выполнение различных задач подсчета клеток, а также для высокопроизводительного скрининга, например, пробы воды в условиях ограниченных ресурсов.
Общая цель этой процедуры заключается в преобразовании камеры мобильного телефона в платформу флуоресцентной микроскопии или флуоресцентный цитометр для визуализации. Во-первых, флуоресцентное излучение собирается с помощью прикрепленной линзы, которая была помещена между мобильным телефоном, камерой и интересующим образцом. Затем простой пластиковый фильтр внутри насадки отклоняет рассеянный возбуждающий свет, который создает темный фон для флуоресцентной визуализации, превращая камерофонный телефон в флуоресцентный микроскоп или цитометр для визуализации.
На последнем этапе с помощью камеры в ночном режиме делается снимок или видео интересующих флуоресцентных частиц. В конечном счете, флуоресцентные шарики или клетки могут быть изображены и охарактеризованы камерой мобильного телефона. Основное преимущество этого метода по сравнению с существующими массами, как и при использовании обычного флуоресцентного микроскопа, заключается в том, что микроскоп на основе сотового телефона компактен, легок и экономичен, а также имеет потенциал для использования в диагностике на месте оказания медицинской помощи.
В условиях ограниченных ресурсов, где традиционные медицинские услуги недоступны Чтобы собрать оптический широкопольный флуоресцентный микроскоп, начните с помещения выпуклой линзы Plano в оптическую насадку в соответствии с ее конкретным положением держателя линзы. Затем поместите пластиковый фильтр на поддон для фильтра и вставьте его в насадку. Далее вставьте лоток со светодиодом в насадку.
Поместите предметные стекла для образцов в лоток для образцов, а затем вставьте лоток для образцов в насадку. После направления светодиодов в сторону зажима для образца собранная оптожидкостная широкопольная флуоресцентная микроскопия прикрепляется к мобильному телефону таким образом, что дополнительная линза находится в непосредственном контакте с объективом камеры мобильного телефона. Теперь с помощью переключателя на насадке включите светодиоды и сделайте снимок интересующего вас образца с помощью камеры мобильного телефона.
В ночном режиме. Когда возникает необходимость скрининга больших объемов жидких образцов для выявления редких событий, можно собрать устройство оптожидкостной проточной цитометрии. Начните с установки сферической линзы А в насадку.
Затем прикрепите пластиковый абсорбционный фильтр к объективу камеры и вставьте микрофлюидную камеру в насадку. Теперь закрепите собранную оптожидкостную насадку для флуоресцентной цитометрии на сотовом телефоне так, чтобы дополнительная линза находилась непосредственно в контакте с объективом камеры сотового телефона, и используйте переключатель на насадке для включения светодиодов. Затем подсоедините микрофлюидный канал к шприцевому насосу и подайте жидкий образец в микрофлюидное устройство с постоянной скоростью потока.
Затем, используя видеорежим камеры мобильного телефона, снимите фильм о флуоресцентных клетках, протекающих через микрофлюидный канал, чтобы подготовить образцы флуоресцентных микрочастиц. Сначала смешайте 10 микролитров зеленых флуоресцентных шариков и 10 микролитров красных флуоресцентных шариков с 40 микролитрами деионизированной воды. С помощью микропипетки нанесите 10 микролитров смеси шариков на предметное стекло.
Затем с помощью другого предметного стекла сделайте сэндвич-структуру. Наконец, вставьте сэндвич-конструкцию в лоток для образцов широкопольной насадки для флуоресцентной микроскопии и вставьте ее в насадку для мобильного телефона. Чтобы получить образец лейкоцитов с флуоресцентной меткой, сначала перенесите 200 микролитров образца цельной крови из пробирки для сбора крови ЭДТА в 1,5-миллилитровую полистирольную пробирку.
Затем добавьте один миллилитр буфера для лизирования эритроцитов в образец цельной крови объемом 200 микролитров и тщательно перемешайте через пять минут, центрифугируйте образец лизированной крови. Затем удалите надосадочную жидкость ресуспенд, гранулу лейкоцитов в 200 микролитрах PBS, и аккуратно перемешайте клетки после центрифугирования. Снова удалите надосадочную жидкость и снова присунзируйте в PBS.
Далее добавьте пять микролитров одного миллимолярного раствора цито 16 к лейкоцитам и инкубируйте образец в алюминиевой фольге в течение 30 минут. Затем, после вращения образца, снова суспендируйте меченую гранулу лейкоцитов в большем количестве PBS и перенесите от 5 до 10 микролитров образца клетки на покровную пленку. Поместите вторую защитную крышку на верхнюю часть образца, а затем вставьте многослойную крышку в лоток для образцов.
Сделайте изображение образца с помощью флуоресцентного микроскопа для мобильного телефона. В качестве альтернативы меченые элементы могут непрерывно подаваться через микрофлюидный канал с помощью портативного автоматического шприцевого насоса с питанием от аккумулятора. Затем с помощью камеры мобильного телефона в режиме видео можно сделать флуоресцентный микроскопический фильм о протекающих клетках.
Флуоресцентные клетки или частицы могут быть визуализированы в статическом режиме, так что без какого-либо потока жидкости можно наблюдать очень большое поле зрения образца с пространственным разрешением около 10 микрометров. Например, на этом рисунке изображены зеленые и красные флуоресцентные бусины. Достойное качество изображения достигается при поле зрения около 81 миллиметра, квадратном по направлению к краям центрального поля зрения.
Тем не менее, здесь есть аберрированные области, показаны изображения с мобильного телефона флуоресцентно меченых белых кровяных телец. На этой врезке показано изображение с мобильного телефона с цифровым масштабированием флуоресцентно меченных белых кровяных телец, обрезанных по основному изображению. На этой врезке показаны результаты сжатого декодирования для первой вставки: декодированное изображение демонстрирует такой же уровень четкости, как и тот же образец клетки, рассматриваемый на 10-кратном объективе с помощью обычного флуоресцентного микроскопа с тем же полем зрения.
Приступая к просмотру этого видео, вы должны иметь хорошее представление о том, как превратить свой мобильный телефон в криминалистический микроскоп или цитометр, позволяющий визуализировать характеристики и содержание судебно-медицинских шариков или клеток.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данной статье обсуждается преобразование камеры мобильного телефона в платформу для флуоресцентной микроскопии или имиджинговый цитометр с помощью компактных оптофлюидных навесных устройств. Этот метод позволяет проводить цитометрический анализ и высокопроизводительный скрининг в условиях ограниченных ресурсов.
Интеграция широкопольной флуоресцентной микроскопии и имиджинговой проточной цитометрии в мобильные телефоны решает проблему внедрения количественного клеточного анализа в условиях ограниченных ресурсов или в децентрализованных средах. Такой подход обеспечивает масштабируемые, экономически эффективные и портативные рабочие процессы для ранних этапов открытий и трансляционных исследований, расширяя доступ к цитометрическим данным за пределами традиционной лабораторной инфраструктуры. Данная платформа позволяет оперативно принимать решения в полевых условиях при сортировке образцов и предварительной валидации мишеней.
Эта платформа на базе мобильного телефона подходит для всех этапов — от раннего поиска до доклинических исследований, обеспечивая проверку гипотез, скрининг и количественное определение трансляционных биомаркеров как в централизованных, так и в удаленных рабочих процессах.