Lensless On-chip Beeldvorming van cellen verschaft een nieuw instrument voor High-throughput Cell-Biologie en Medische Diagnostiek
Summary
Lensfree on-chip beeldvorming en karakterisering van de cellen wordt geïllustreerd. Deze on-chip cell imaging benadering biedt een compacte en kosteneffectief instrument voor medische diagnostiek en high-throughput celbiologie toepassingen, waardoor het bijzonder geschikt voor de arme bevolking.
Abstract
Conventionele optische microscopen afbeelding cellen door het gebruik van objectieven die samen werken met andere lenzen en optische componenten. Terwijl heel effectief, deze klassieke aanpak heeft bepaalde beperkingen voor de miniaturisering van de imaging platform zodat het compatibel is met de geavanceerde state of the art in microfluidics. In dit rapport, introduceren we experimentele details van een lensless on-chip imaging concept van genoemd LUCAS (<strong<em> L</em</strong> Ensless<strong<em> U</em</strong> Ltra-breed veld-of-view<strong<em> C</em</strong> Ell controle<strong<em> Een</em</strong> Rray platform op basis van<strong<em> S</em</strong> Hadow beeldvorming) dat vereist geen microscoop doelstellingen of andere grote optische componenten om de afbeelding een heterogene cel oplossing over een ultrabreed gezichtsveld dat kan overspanning zo groot zijn als ~ 18 cm<sup> 2</sup>. Bovendien, in tegenstelling tot conventionele microscopen, LUCAS kan imago van een heterogene cel oplossing van rente over een diepte-of-field van ~ 5 mm zonder de noodzaak voor heroriëntatie wat overeenkomt met maximaal ~ 9 mL monster volume. Deze beeldvorming platform registreert de schaduwen (dat wil zeggen, lensless digitale hologrammen) van elke cel van belang in haar gezichtsveld, en automatische digitale verwerking van deze cel schaduwen kan bepalen het type, de graaf en de relatieve posities van cellen in de oplossing. Omdat het vereist geen omvangrijke optische componenten of mechanische scannen stadia biedt het een aanzienlijk geminiaturiseerd platform dat op hetzelfde moment verlaagt de kosten, die zeer belangrijk is voor vooral point of care diagnostische hulpmiddelen. Bovendien is de beeldvorming doorvoer van dit platform is orden van grootte beter is dan conventionele optische microscopen, die kan worden zeer waardevol zijn voor high-throughput cel-biologie experimenten.
Protocol
Discussion
We hebben laten zien dat de LUCAS platform nauwkeurig kan tellen en identificeren van verschillende micro-objects/cells op een chip op basis van hun holografische handtekening, en biedt een veelbelovend instrument voor point-of-care medische diagnostiek en high-throughput cel-biologie. Om nauwkeurig de opgenomen holografische patronen proces, implementeerden we een op maat ontwikkelde LUCAS beslissing software. Dit algoritme, dat een statistische diffractie-beeldbank gemaakt door het trainen van LUCAS beelden gebruikt, …
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).
