Lensless On-chip Imaging Celler ett nytt verktyg för high-throughput Cell-biologi och medicinsk diagnostik
Summary
Lensfree on-chip-avbildning och karakterisering av celler illustreras. Detta på-chip cell imaging metod ger ett kompakt och kostnadseffektivt verktyg för medicinsk diagnostik och hög genomströmning cell tillämpningar biologi, vilket gör den speciellt lämplig för resurssvaga inställningar.
Abstract
Konventionella optiska mikroskop bild celler med hjälp av objektiva linser som fungerar tillsammans med andra linser och optiska komponenter. Medan ganska effektiva, har detta klassiska synsätt vissa begränsningar för miniatyrisering av att avbilda plattform för att göra den kompatibel med den avancerade toppmoderna i mikrofluidik. I denna rapport presenterar vi experimentella uppgifter om en lensless on-chip bildbehandling konceptet kallas LUCAS (<strong<em> L</em</strong> Ensless<strong<em> U</em</strong> LTRA-brett fält-of-view<strong<em> C</em</strong> Ell övervakning<strong<em> En</em</strong> Rray baserad på<strong<em> S</em</strong> Hadow imaging) som inte kräver någon mikroskop mål eller andra skrymmande optiska komponenter för att bilden en heterogen cell-lösning över ett extremt brett synfält som kan sträcka sig så stor som ~ 18 cm<sup> 2</sup>. Till skillnad från konventionella mikroskop, LUCAS kan bilden en heterogen cell lösning av intresse under en djup-of-området ~ 5 mm utan behov av fokusering vilket motsvarar upp till ca 9 ml provvolym. Denna avbildning plattform registrerar skuggorna (dvs lensless digitala hologram) i varje cell av intresse inom sitt synfält, och automatiserad digital bearbetning av dessa celler skuggor kan avgöra typen, räkna och de relativa positionerna av celler i lösningen. Eftersom den inte kräver någon skrymmande optiska komponenter eller mekaniska scanning skeden det ger en betydligt miniatyriserade plattform som samtidigt minskar kostnaden, vilket är ganska viktigt för särskilt vårdplatsen diagnosverktyg. Dessutom är avbildning genomströmning av denna plattform storleksordningar bättre än konventionella optiska mikroskop, vilket kan vara oerhört värdefullt för hög genomströmning cell-biologi experiment.
Protocol
Discussion
Vi har visat att LUCAS plattformen exakt kan räkna och identifiera olika micro-objects/cells på ett chip baserat på deras holografiska signaturer, och ger ett lovande verktyg för point-of-care medicinsk diagnostik och hög genomströmning cell-biologi. För korrekt att bearbeta det inspelade holografiska mönster, genomförde vi en egen utvecklad LUCAS beslut programvara. Denna algoritm, som använder en statistisk databas diffraktion bilden skapas genom utbildning av LUCAS bilder, identifierar olika funktioner i ce…
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Charged couple device (CCD) | KODAK | KAI-11002 | ||
| Charged couple device (CCD) | KODAK | KAF-39000 | ||
| Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) | Micron | MT9P031 | ||
| Xenon Lamp | Newport Corp. | Cornerstone T260 | ||
| Vacuum pen | Edmund Optics | NT57-636 | ||
| 5, 10, and 20 μm Microbeads | Thermo Scientific | 4000 Series | ||
| RPMI | Fisher Scientific | 1640 | ||
| Pure Eosin Y | Acros Organics | MW=691.85 | ||
| New Methylene Blue(NMB) Dye | Acros Organics | MW=347.90 | ||
| Potassium Oxalate Monohydrate | Acros Organics | 99.0% Reagent ACS |
References
- Seo, S., Su, T., Tseng, D. K., Erlinger, A., Ozcan, A. “Lensfree Holographic Imaging for On-Chip Cytometry and Diagnostics”. Lab Chip. , (2009).
- Su, T., Seo, S., Erlinger, A., Ozcan, A. “High-throughput Imaging and Characterization of a Heterogeneous Cell Solution on a Chip” . Biotechnology and Bioengineering. , (2008).
- Su, T., Seo, S., Erlinger, A., Ozcan, A. “Multi-color LUCAS: Lensfree on-chip cytometry using tunable monochromatic illumination and digital noise reduction”. Cellular and Molecular Bioengineering. , (2008).
