Lensfree על שבב טומוגרפית מיקרוסקופית העסקת רב זווית תאורה פיקסל סופר רזולוציה
Summary
Lensfree טומוגרפיה אופטית היא טכניקה תלת מימדי מיקרוסקופיה המציע רזולוציה מרחבית של <1 מיקרומטר × <1 מיקרומטר × <3 מיקרומטר ב X, Y ו-Z ממדים, בהתאמה, מעל נפח הדמיה גדול של 15-100 מ"מ<sup> 3</sup>, מה שיכול להיות שימושי במיוחד עבור שילוב עם מעבדה על שבב פלטפורמות.
Abstract
הדמיה טומוגרפית היה כלי בשימוש נרחב ברפואה כפי שהוא יכול לספק תלת ממדי (3D) מידע מבניים לגבי אובייקטים של קשקשים בגדלים שונים. קשקשים מיקרומטר ו מילימטר, שיטות מיקרוסקופיה אופטית למצוא השימוש הגובר בשל האופי הלא מייננת של האור הנראה, ואת הזמינות של מערכת עשירה של מקורות תאורה (כגון לייזרים פולטות אור למוצרי דיודות) ואלמנטים זיהוי (כגון פורמט ה-CMOS CCD גדול גלאי למוצרי מערכים). בין שיטות אופטיים שפותחו לאחרונה טומוגרפית מיקרוסקופיה, ניתן לכלול טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית, טומוגרפיה עקיפה אופטי, טומוגרפיה אופטית הקרנת אור גיליונות במיקרוסקופ. 1-6 פלטפורמות אלו מספקות הדמיה המודולרית של תאים, מיקרואורגניזמים ובעלי חיים מודל כגון ג elegans, דג הזברה לבין עוברי עכברים.
קיימים הדמיה אופטית 3D בדרך כלל יש ארכיטקטורות מגושם יחסית ומורכב, הגבלת הדואר זמינות של ציוד למעבדות הללו מתקדמים, הפגיעה שילוב שלהם עם מעבדה על שבב פלטפורמות שבבי microfluidic. לספק אלטרנטיבה מיקרוסקופ טומוגרפית, אנו לאחרונה פיתחה lensfree טומוגרפיה אופטית (הרבה) כמו שיטת תפוקה גבוהה, קומפקטי וחסכוני טומוגרפיה אופטית. 7 מוחקת לוט השימוש של עדשות ורכיבים אופטיים מגושם, ובמקום זאת מסתמכת על רב זווית תאורה חישוב הדיגיטלי כדי להשיג עומק נפתרה הדמיה של מיקרו חפצים על נפח הדמיה גדול. הרבה יכול הדגימה הביולוגית התמונה ברזולוציה מרחבית של <1 מיקרומטר x <1 מיקרומטר x <3 מיקרומטר ב X, Y ו-Z ממדים, בהתאמה, מעל נפח הדמיה גדול של 15-100 מ"מ 3, והוא יכול להיות שימושי במיוחד עבור מעבדה על שבב פלטפורמות.
Protocol
Discussion
חשוב להדגיש כי הגיאומטריה הייחודית של מיקרוסקופיה על שבב lensfree הולוגרפית הוא קריטי המאפשר להשיג פיקסל סופר רזולוציה הדמיה טומוגרפית. מאז התמונות המוקלטות אינם מניחים כי תמונות הקרנת כמו הדמיה קשר לא מובן 12 מתקרב, אבל הקרנת הולוגרמות, עקיפה של האור המועבר ע…
Disclosures
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).
