Безлинзовой флуоресцентной микроскопии на чип
Summary
Безлинзовой на-чипе флуоресцентные платформы микроскопия показала, что может флуоресцентные изображения объектов на ультра-широкое поле сектор обзора, например,> 0.6-8 см2 с <4μm разрешение использования сжатие выборки на основе алгоритма декодирования. Такой компактный и широким полем флуоресцентные на-чипе изображения модальности может быть полезен для высокой пропускной цитометрии, редко-клеточной исследований и микрочипов-анализа.
Abstract
Встроенный в чип безлинзовой изображения в целом направлен на замену громоздкой линзы основе оптических микроскопов с более простой и компактный дизайн, особенно для высокой пропускной способности приложений скрининга. Это новая технология платформы есть потенциал, чтобы исключить необходимость в громоздких и / или дорогостоящих оптических компонентов, благодаря помощи новых теорий и алгоритмов цифровой реконструкции. В том же ключе, то здесь мы демонстрируем на-чипе флуоресцентного метода микроскопии, что можно добиться, например, <4μm пространственным разрешением на ультра-широкое поле сектор обзора (FOV) в> 0.6-8 см 2 без использования каких-либо линзы , механического сканирования или тонкопленочные фильтры на основе интерференции. В этой технике, флуоресцентного возбуждения достигается через призму или полусферической-стекло освещенного некогерентного источника. После взаимодействия со всем объемом объекта, это возбуждение света отклоняется полного внутреннего отражения (ПВО) процесс, который происходит в нижней части образца микро-жидкостный чип. Флуоресцентного излучения из возбужденного объекты Затем собранные волоконно-оптической панелью или конические и поставляется на массив оптико-электронных датчиков, таких как зарядовой связью (ПЗС). Используя сжатие выборки основан алгоритм декодирования, приобретенные lensfree сырья флуоресцентные изображения образца может быть быстро обработаны для получения, например, <4μm разрешение в поле зрения> 0.6-8 см 2. Более того, вертикально друг над другом микро-каналов, которые отделены друг от друга, например, 50-100 мкм, также могут быть успешно отображаемого с использованием тех же lensfree на-чипе микроскопии платформе, что еще больше увеличивает общую пропускную способность этого механизма. Этот компактный встроенный флуоресцентный платформы визуализации, с быстрым сжатие декодер за ней, может быть весьма ценной для высокой пропускной цитометрии, редко-клеточной исследований и микрочипов-анализа.
Protocol
Discussion
Мы показали на-чипе флуоресцентного микроскопа платформу, которая может достигать, например, <4μm пространственным разрешением более например,> 0.6-8 см 2 поля-обзора, без использования каких-либо линзами, механическим сканированием или тонкопленочных помех фильтров. В этой техн?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
А. Озджан выражает благодарность поддержке NSF КАРЬЕРА Award, следователь ОНР Молодые Award 2009 и Нью-премии Новатор NIH директора DP2OD006427 из канцелярии директора, NIH. Авторы также отметить поддержку Билла и Мелинды Гейтс, Фонд Vodafone Америки, и NSF Биш программы (под наград # 0754880 и 0930501).
Materials
| Material Name | Company | Catalogue number |
|---|---|---|
| Charge-coupled device(CCD) | KODAK | KAF-8300 |
| Charge-coupled device(CCD) | KODAK | KAF-11002 |
| Charge-coupled device(CCD) | KODAK | KAF-39000 |
| Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) | Micron | MT9T031C12STCD |
| High power LED light source | Thorlabs | M455L2-C2 |
| High power LED driver | Thorlabs | LEDD1B |
| Fiber coupled LED light source | Mightex | FCS-0625-000 |
| Vacuum Pen | Edmund Optics | NT57-636 |
| 2, 4, 10 μm Fluospheres | Invitrogen | F-8826, F-8859, F-8836 |
| RBS lysis buffer 1X | eBioscience | 00-4333 |
| SYTO 16 labeling reagent | Invitrogen | S7578 |
| Fiber-optic faceplate | Edmund Optics | NT55-142 |
| Fiber-optic taper | Edmund Optics | NT55-134 |
| Prisms | Edmund Optics | NT47-626, NT45-403 |
| Filters | Edmund Optics | NT39-417 |
| PDMS Elastomers | Dow Corning | Slygard 184 |
Riferimenti
- Coskun, A. F., Su, T., Ozcan, A. Wide field-of-view lens-free fluorescent imaging on a chip. Lab Chip. 10, 824-824 (2010).
- Coskun, A. F., Sencan, I., Su, T., Ozcan, A. Lensless wide-field fluorescent imaging on a chip using compressive decoding of sparse objects. Opt. Express. 18, 10510-10523 (2010).
- Coskun, A. F., Sencan, I., Su, T., Ozcan, A. Lensfree Fluorescent On-Chip Imaging of Transgenic Caenorhabditis elegans Over an Ultra-Wide Field-of-View. PLoS ONE. 6, e15955-e15955 (2011).
- Coskun, A. F., Sencan, I., Su, T., Ozcan, A. Wide-field lensless fluorescent microscopy using a tapered fiber-optic faceplate on a chip. Analyst. , (2011).
- Seo, S. High-Throughput Lens-Free Blood Analysis on a Chip. Analytical Chemistry. 82, 4621-4627 (2010).
- Mudanyali, O. Compact, light-weight and cost-effective microscope based on lensless incoherent holography for telemedicine applications. Lab Chip. 10, 1417-1417 (2010).
- Tseng, D. Lensfree microscopy on a cellphone. Lab Chip. 10, 1787-1787 (2010).
- Lucy, L. B. An iterative technique for the rectification of observed distributions. The Astronomical Journal. 79, 745-745 (1974).
- Richardson, W. H. Bayesian-Based Iterative Method of Image Restoration. J. Opt. Soc. Am. 62, 55-59 (1972).
- Biggs, D. S. C., Andrews, M. Acceleration of iterative image restoration algorithms. Appl. Opt. 36, 1766-1775 (1997).
- Candes, E., Wakin, M. An Introduction To Compressive Sampling. Signal Processing Magazine, IEEE. 25, 21-30 (2008).
- Kim, S., Koh, K., Lustig, M., Boyd, S., Gorinevsky, D. An Interior-Point Method for Large-Scale L1-Regularized Least Squares. Selected Topics in Signal Processing, IEEE. 1, 606-617 (2007).
- Candes, E. The restricted isometry property and its implications for compressed sensing. Comptes Rendus Mathematique. 346, 589-592 (2008).
- Baraniuk, R. Compressive Sensing [Lecture Notes]. Signal Processing Magazine, IEEE. 24, 118-121 (2007).
- Romberg, J. Imaging via Compressive Sampling. Signal Processing Magazine, IEEE. 25, 14-20 (2008).
