פיזור מיקרוסקופיה אופטית על בסיס דו מימדי מסננים גאבור
Summary
אנו להדגים שיטה כהה שדה מיקרוסקופית המבוססת על גאבור כמו סינון למדוד הדינמיקה subcellular בתוך תאים חיים בודד. הטכניקה היא רגישה לשינויים במבנה של האברונים, כגון פיצול המיטוכונדריה.
Abstract
אנו מדגימים מכשיר מיקרוסקופי שניתן למדוד מרקם subcellular הנובעים מורפולוגיה אברון וארגון בתוך תאים חיים בלא כתם. המכשיר המוצע מרחיב את הרגישות של מיקרוסקופיה אופטית, תווית חינם לשינויים בגודל ננומטרי אברון וצורה והוא יכול לשמש כדי להאיץ את המחקר של הקשר מבנה פונקציה הנוגעים אברון הדינמיקה הבסיסית תהליכים ביולוגיים בסיסיים כגון מוות תאים מתוכנת או הסלולר בידול. המיקרוסקופ יכול להיות מיושם בקלות על פלטפורמות מיקרוסקופיה הקיים, ולכן יכול להיות מופץ למעבדות הפרט, שבו מדענים יכולים ליישם להשתמש בשיטות המוצע עם גישה מוגבלת.
הטכניקה המוצעת תוכל לאפיין את מבנה subcellular על ידי התבוננות דרך תא דו מימדי מסננים אופטיים גאבור. מסננים אלה יכול להיות מכוון לחוש ברגישות (10 של של ננומטר) הננומטרי, תכונות מורפולוגיות ספציפיים הנוגעים לגודל והכיוון של אי – כדורית האברונים subcellular. אמנם מבוסס על הניגוד שנוצר על ידי פיזור אלסטי, הטכניקה אינה מסתמכת על מודל פיזור מפורט הפוך או על התיאוריה מ.י. לחלץ מדידות morphometric. טכניקה זו היא אפוא החלים הלא כדורית האברונים עבורו תיאור מדויק פיזור תיאורטית לא ניתן בקלות, והוא מספק פרמטרים morphometric הייחודי שניתן להשיג בתוך תאים חיים בלא כתם על מנת להעריך את תפקידם. הטכניקה היא יתרון לעומת עיבוד תמונה דיגיטלית, כי היא פועלת ישירות על השדה של האובייקט ולא לשנות את העוצמה של האובייקט discretized. אין להסתמך על שיעורי דגימה גבוה התמונה ולכן יכול לשמש במהירות מסך פעילות מורפולוגיים בתוך מאות תאים בכל פעם, ולכן מאוד להקל על לימוד מבנה אברון מעבר פילוח אברון שחזור הפרט על ידי מיקרוסקופיה confocal פלואורסצנציה של תמונות דיגיטליות מוגדל מאוד תחומים מצומצם של הנוף.
בהפגנה זו אנו מראים נתונים diatom ימיים כדי להמחיש את המתודולוגיה. כמו כן, אנו מראים נתונים ראשוניים שנאספו תאים חיים כדי לתת מושג על איך השיטה ניתן להחיל בהקשר הביולוגי הרלוונטיים.
Protocol
Discussion
השיטה המתוארת לעיל מפות התשואות morphometric של האובייקט שעלול לקודד גודל החלקיקים או נטייה למשל. מידע זה מבניים ניתן להשתמש במספר דרכים:
- זה יכול לשמש כמסך ראשונית כדי לזהות רקמה או תא אזורים משתנים במהלך הטיפול מסוים ולא?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המכשיר מיקרו מראה מחקר זה מומן על ידי מענק קרן ויטאקר RG-02-0682 לנ Boustany. העבודה השוטפת ממומנת על ידי מענק NSF-DBI-0852857 לנ Boustany. Pasternack RM נתמכה בחלקה על ידי מלגה לנשיאות בוגרת ראטגרס. אנחנו רוצים גם להודות לד"ר א לבן עבור התאים iBMK שימוש במחקרים שלנו ד"ר מטקסס ד.נ. לדיון שימושי לגבי אסטרטגיות סינון אופטי.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| DMEM | Invitrogen | Low glucose DMEM | ||
| Liebowitz L15 medium | Invitrogen | Without phenol red | ||
| L-glutamine | Invitrogen | |||
| Mitotracker Green | Invitrogen | |||
| Bovine Brain Extract | Clonetics | |||
| Fetal Bovine Serum | Gemini Biosciences | |||
| Heparin | Sigma | |||
| Staurosporine | Sigma | |||
| Dymethylsulfoxide | Sigma | |||
| Inverted microscope | Carl Zeiss | Axiovert 200M | ||
| DMD | Texas Instruments | TI 0.7 XGA DMD 1100 | ||
| CCD | Roper Scientific | Cascase 512B | High (16 bit) dynamic range CCD | |
| CCD | Roped Scientific | Coolsnap cf |
References
- Pasternack, R. M., Qian, Z., Zheng, J. -. Y., Metaxas, D. N., White, E., Boustany, N. N. Measurement of Subcellular Texture by Optical Gabor-Like Filtering with a Digitial Micromirror Device. Optics Letters. 33 (19), 2209-2211 (2008).
- Pasternack, R. M., Qian, Z., Zheng, J. -. Y., Metaxas, D. N., Boustany, N. N. Highly sensitive size discrimination of submicron objects using optical Fourier filtering based on two-dimensional Gabor filters. Optics Express. 17 (14), 12001-12012 (2009).
- Zheng, J. -. Y., Pasternack, R. M., Boustany, N. N. Optical scatter imaging with a digital micromirror device. Optics Express. 17 (22), 20401-20414 (2009).
