Bir Chip Lensless Floresan Mikroskopi
Summary
Lensless bir çip üzerinde floresan mikroskobu platformu göstermiştir floresan nesneler, örneğin bir ultra-geniş alanda-görünüm görüntü> <4μm çözünürlük çözme algoritması tabanlı bir basınç örnekleme yöntemiyle 0,6-8 cm2. Böyle bir kompakt ve geniş alan floresan çip üzerinde görüntüleme yöntemidir yüksek verimli sitometri, nadir hücre araştırmaları ve mikroarray-analiz için değerli olabilir.
Abstract
Genel olarak on-chip lensless görüntüleme, özellikle yüksek verimli tarama uygulamaları için, daha basit ve daha kompakt tasarımları ile hantal lense bağlı optik mikroskoplar değiştirmeyi hedefliyor. Bu gelişmekte olan teknoloji platformu, yeni teoriler ve dijital rekonstrüksiyon algoritmalar yardımı ile, hantal ve / veya pahalı optik bileşenleri için gereksinimini ortadan kaldırmak için bir potansiyele sahiptir. Aynı doğrultuda, burada, herhangi bir lenslerin kullanımı olmadan 0,6-8 cm 2 <4μm mekansal çözünürlükte ultra geniş bir alan-view (FOV) üzerinden>, örneğin elde edebilirsiniz çip üzerinde floresan mikroskopi yöntemi göstermektedir mekanik tarama veya ince film tabanlı girişim filtreleri. Bu teknikte, floresan uyarılma, tutarsız bir kaynağı tarafından aydınlatılmış bir prizma veya hemisferik cam arayüz üzerinden elde edilir. Tüm nesne hacmi ile etkileşim sonra, bu uyarma ışık toplam iç yansıma (TIR) örnek akışkan mikro-çip alt kısmında meydana gelen işlem reddedilir. Heyecanlı nesnelerden floresan emisyon sonra bir fiber-optik kaplamasını veya konik tarafından toplanan ve şarj-çiftli-device (CCD) gibi bir optoelektronik sensör dizisi teslim edilir. Bir basınç örnekleme dayalı çözme algoritması kullanarak, örnek edinilen lensfree çiğ floresan görüntüler hızla örneğin verim işlenmiş bir FOV üzerinde 0,6-8 cm 2 <4μm çözünürlük>. Ayrıca, örneğin ayrılır mikro-kanal dikey yığılmış, 50-100 mikron de başarılı bir şekilde bu yöntemin, toplam işlem hacmini daha da artırır aynı lensfree on-chip mikroskobu platformu kullanarak görüntülü olabilir. Bu çip üzerinde kompakt floresan görüntüleme platformu, arkasında hızlı bir basınç dekoder, yüksek verimli sitometri, nadir hücre araştırmaları ve mikroarray-analiz için oldukça değerli olabilir.
Protocol
Discussion
Biz, örneğin elde edebilirsiniz çip üzerinde floresan mikroskobu platformu gösterdi <örneğin üzerinde 4μm mekansal çözünürlükte,> 0,6-8 cm 2 lensler, mekanik tarama veya ince film parazit filtreleri kullanmadan alan görüş. Bu teknikte, bir fiber-optik kaplamasını veya konik kullanımı ile, floresan emisyon nesnelerden bir CCD gibi bir opto-elektronik sensör dizisi teslim edilmeden önce, fiber-optik kablolar bir 2D-dizisi ile toplanır / CMOS çipi. Bu kazanılmış lensfree görün…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
A. Özcan NSF KARİYER Ödülü, ONR Genç Araştırmacı Ödülü Direktörü, NIH Office 2009 ve NIH Müdürü Yenilikçisi Ödülü DP2OD006427 destek minnetle kabul eder. Yazarlar ayrıca, Bill & Melinda Gates Vakfı, Vodafone Amerika Vakfı, ve NSF bish programı (# 0.754.880 ve 0.930.501 Ödülleri altında) desteğiyle kabul etmiş sayılırsınız.
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).
