Çok açılı Aydınlatma ve Pixel Super çözünürlüklü istihdam Lensfree On-chip Tomografik Mikroskopi
Summary
Lensfree optik tomografi <1 um arasındaki konumsal bir çözünürlüğe sahip bir üç-boyutlu mikroskopi tekniktir x <1 um x 15-100 mm arasında geniş bir görüntüleme-hacmi içinde, sırasıyla, x, y ve z, boyutları, içinde <3 um,<sup> 3</sup>, Hangi lab-on-a-chip platformları ile entegrasyon için özellikle yararlı olabilir.
Abstract
Farklı boyut ölçekleri nesneler ile ilgili üç boyutlu (3D) yapısal bilgi sağlamak gibi tomografik görüntüleme tıpta yaygın olarak kullanılan bir araç olmuştur. Mikrometre ve milimetrik ölçeklerde, optik mikroskopi yöntemleri görünür ışık iyonlaştırıcı olmayan doğaya artan kullanımı sayesinde bulmak ve zengin bir aydınlatma kaynaklarının seti (örneğin lazer ve ışık yayan diyotlar-gibi) ve tespit elemanları (örneğin kullanılabilirliğini geniş format CCD ve CMOS algılayıcı-dizileri). Yakın zamanda geliştirilen optik tomografik mikroskopi yöntemleri arasında, tek bir optik koherens tomografi, optik kırınım tomografi, optik projeksiyon tomografi ve ışık sayfalık mikroskobu içerebilir. 1-6 Bu platformlar hücreler, mikroorganizmalar ve C gibi model hayvan kesit görüntüleme sağlamak elegans, Zebra balığı ve fare embriyoları.
Mevcut 3D optik kameralar genellikle inci sınırlayıcı, nispeten hantal ve karmaşık mimarileri varE gelişmiş laboratuarları bu ekipman durumu ve laboratuvar-on-a-chip platformları ve mikroakışkan çipleri ile entegrasyonu engelleyen. Alternatif tomografik mikroskop sağlamak için, son 7 LOT atar lensler ve hantal optik bileşenlerin kullanımı. Yüksek verimlilik, kompakt ve uygun maliyetli optik tomografi yöntemi olarak lensfree optik tomografi (LOT) geliştirilmiş ve bunun yerine çok açılı güveniyor aydınlatma ve geniş bir görüntüleme hacmi üzerinde mikro-objelerin derinlik çözülmesi görüntü elde etmek için dijital hesaplama. LOT için x <1 mikron x <3 15-100 mm 3 geniş bir görüntüleme hacmi üzerinden sırasıyla x, y ve z boyutlarda um, olabilir ve özellikle faydalı <1 mikron mekansal çözünürlükte görüntü Biyolojik örnek olabilir lab-on-a-chip platformlar.
Protocol
Discussion
Bu lensfree on-chip holografik mikroskop eşsiz geometri piksel süper-çözünürlük ve tomografik görüntüleme sağlamak için kritik etkinleştiricidir olduğunu vurgulamak önemlidir. Kaydedilen görüntülerin 12 yaklaşımlar tutarsız temas görüntüleme gibi projeksiyon görüntüleri olarak kabul edilmez, ama projeksiyon hologramlar, iletilen ışık kırınım bu dedektör impinges kadar dijital holografik yeniden düzeltilebilir beri. Bu nedenle, örnek ile sensör mesafe varyasyonlar …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name | Compay | Catalog # | Comment |
| Linear X-Y stages | Newport Corp. | MFA-PP | Miniature Linear Stage |
| Motorized rotation stage | Thorlabs | PRM1Z8 | Motorized Precision Rotation Mount |
| Multimode optical fiber | Thorlabs | AFS105/125Y | Multimode Fiber |
| Light source | Newport Corp. | 6255 | Ozone-free Xenon Lamp |
| Monochromator | Newport Corp. | 74100 | Cornerstone 260 1/4 m Monochromator |
| CMOS sensor array | Aptina Inc. | MT9P031STC | 5 Megapixels CMOS Sensor |
| C. elegans sample | Carolina Biosupply | 173500 | Wild-type C. elegans |
| Levamisole | Sigma Aldrich | L9756-5G | Tetramisole hydrochloride |
References
- 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).
- Sharpe, J., Ahlgren, U., Perry, P., Hill, B., Ross, A., Hecksher-Sørensen, J., Baldock, R., Davidson, D. Optical Projection Tomography as a Tool for 3D Microscopy and Gene Expression Studies. Science. 296, 541-545 (2002).
- Sung, Y., Choi, W., Fang-Yen, C., Badizadegan, K., Dasari, R. R., Feld, M. S. Optical diffraction tomography for high resolution live cell imaging. Opt. Exp. 17, 266-277 (2009).
- Debailleul, M., Simon, B., Georges, V., Haeberle, O., Lauer, V. Holographic microscopy and diffractive microtomography of transparent samples. Meas. Sci. Technol. 19, 074009 (2008).
- Charrière, F., Pavillon, N., Colomb, T., Depeursinge, C., Heger, T. J., Mitchell, E. A. D., Marquet, P., Rappaz, B. Living specimen tomography by digital holographic microscopy: Morphometry of testate amoeba. Opt. Exp. 14, 7005-7013 (2006).
- Isikman, S. O., Bishara, W., Mavandadi, S., Yu, S. W., Feng, S., Lau, R., Ozcan, A. Lens-free optical tomographic microscope with a large imaging volume on a chip. Proc. Nat. Acad. Sci. 108, 7296-7301 (2011).
- Isikman, S. O., Bishara, W., Sikora, U., Yaglidere, O., Yeah, J., Ozcan, A. Field-portable Lensfree Tomographic Microscope. Lab Chip. 11, 2222-2230 (2011).
- Isikman, S. O., Bishara, W., Zhu, H., Ozcan, A. Optofluidic tomography on a chip. App. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).
- Bishara, W., Su, T. W., Coskun, A., Ozcan, A. Lensfree on-chip microscopy over a wide field-of-view using pixel super-resolution. Opt. Exp. 18, 11181-11191 (2010).
- Messaoudi, C., Boudier, T., Sorzano, C. O. S., Marco, S. TomoJ: tomography software for three-dimensional reconstruction in transmission electron microscopy. BMC Bioinformatics. 8, 288 (2007).
- Heng, X., Erickson, D., Baugh, L. R., Yaqoob, Z., Sternberg, P. W., Psaltis, D., Yang, C. Optofluidic Microscopy: A Method for Implementing High Resolution Optical Microscope On A Chip. Lab on a Chip. 6, 1274-1276 (2006).
