وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل لاند بادن فورتمبيرغ فضلا عن الاتحاد الأوروبي، فندق Europäischer FONDS FÜR يموت الجهوية ENTWICKLUNG. المؤلفان بالشكر راينر فيتيغ (ILM أولم) لتوفير خط خلية U251-MG-L106-Grx1-roGFP2 وكلوديا هينتز للمساعدة التقنية ماهرا.

1. خلية المتزايد كروي والحضانة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التجربة 1: خلية الأجسام الشبه الكروية حضنت بعقار العلاج الكيميائي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الاغاروز 1.5٪ في مستنبت بإضافة 0.45 غرام من الاغاروز إلى 30 مل مستنبت (يكفي لمدة 6 لوحات). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسخين خليط من الخطوة 1.1.1 إلى 80 درجة مئوية على الأقل مع التحريك من وقت لآخر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء 50 ميكرولتر من خليط ساخن من الخطوة 1.1.2 في كل بئر من لوحة 96 جيدا والسماح لها ترسيخ غضون 1-2 ساعة. تخزين لوحات مغلقة ومغطاة في الثلاجة عند 5 درجات مئوية حتى الاستخدام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البذور حوالي 150 قدم مكعبة-7 خلايا سرطان الثدي في كل بئر من إعداد لوحة 96 جيدا في التعديل المتوسطة النسر Dulbecco ل(DMEM) مع F-12 مستنبت هام لتستكمل مع المصل 10٪ العجل الجنين (FCS) و 1٪ البنسلين / الستربتومايسين . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنمو الأجسام الشبه الكروية لمدة 5-7 أيام حتى يبلغ قطرها حوالي 200-300 ميكرون في حاضنة في 5٪ CO 2 و 3776، C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> احتضان الخلايا الكروية مع أنثراسيكلين هيدروكلوريد دوكسوروبيسين المضادات الحيوية لمدة 6 ساعة بتركيز يتراوح بين 2 و 8 ميكرومتر ميكرومتر (في مستنبت) في حاضنة عند 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل الخلايا الكروية مع مستنبت أو محلول ملح ايرل المتوازن (EBSS) قبل المجهري. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التجربة 2: عملية الأكسدة في الأجسام الشبه الكروية تعبر عن استشعار الأكسدة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البذور حوالي 400 خلايا ورم أرومي دبقي U251-MG-L106 transfected بشكل دائم مع الجلوتاثيون حساس استشعار الخضراء الأكسدة الفلورسنت Grx1-roGFP2 في الآبار المغلفة هلام الاغاروز (الإجراء الموضح في الخطوات 1.1.1-1.1.3) من 96 لوحة جيدا في DMEM مستنبت تستكمل مع FCS 10٪، 1٪ البنسلين / الستربتومايسين وهيغروميسين B (150 ميكروغرام / مل). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنمو الأجسام الشبه الكروية لمدة 5-7 أيام حتى يبلغ قطرها حوالي 200-300 ميكرون في حاضنة في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 10 &amp; #181؛ ل من محلول بيروكسيد الهيدروجين (purum سنويا، ≥ 30٪) إلى 990 الماء المقطر ثنائية ميكرولتر لإنشاء 100 ملي محلول المخزون لاستخدامها في غضون 12 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمييع الحل الأسهم من الخطوة 1.2.3 إلى 50 ميكرومتر في EBSS الحق قبل التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> احتضان الخلايا الكروية عبر نظام ميكروفلويديك خلال قياس مع بيروكسيد الهيدروجين 50 ميكرومتر في EBSS للأكسدة استشعار الأكسدة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجربة 3: بدء وضع العلامات ونخر خلوي داخل الكروية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البذور حوالي 400 الخلايا (مثل خلايا ورم أرومي دبقي U251-MG-L106-Grx1-roGFP2) في الآبار المغلفة هلام الاغاروز (الإجراء الموضح في الخطوات 1.1.1-1.1.3) من 96 لوحة جيدا في DMEM مستنبت تستكمل مع 10٪ FCS، 1٪ البنسلين / الستربتومايسين وهيغروميسين B (150 ملغ / مل). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنمو الأجسام الشبه الكروية لمدة 5-7 أيام حتى يبلغ قطرها حوالي 200-300 ميكرون في حاضنة في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> احتضان الخليةالأجسام الشبه الكروية مع الميتوكوندريا نقل الإلكترون المانع روتينون لمدة 3 ساعة بتركيز من 1 ميكرومتر في مستنبت للحث نخر خلوي. بالإضافة إلى ذلك، شارك في احتضان مع سمية الخلايا الصبغة الخضراء لمدة 3 ساعة بتركيز 1 ميكرولتر في 1 مل مستنبت لتسمية الخلايا الميتة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل الخلايا الكروية مع مستنبت أو EBSS قبل المجهري. </li></ol></li></ol> 2. خفيفة ورقة التعديل ملاحظة: لتحقيق أفضل النتائج أنه لابد من التأكد من أن الخصر شعاع من ورقة الخفيفة في الطائرة بؤرة العدسة موضوعية. موقف الخصر شعاع لا يمكن إلا أن تكون محاذاة من خلال مراقبة ورقة الخفيفة في وضع عمودي بالنسبة لشعري (انظر الخطوات 2،5-2،8). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مجهر مقلوب وتركيب وحدة الإثارة SPIM، كما هو موضح في المرجع. 16، إلى اللوح الأساس من الجدول تحديد المواقع (انظر الشكل 1A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجهيز المجهر مع 10X / أو 20X 0.3 / 0.5 عدسة المجهر موضوعية ومرشح المناسب تمريرة طويلة (على سبيل المثال، λ ≥ 515 نانومتر) في مسار الكشف عن المجهر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جبل كاميرا دمج إلى ميناء كشف المجهر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام شعاع موازى مواز ليزر أو ليزر ديود مع الطول الموجي من الإثارة تفضيلي 470 نانومتر وتطبيقه على وحدة SPIM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدوير العدسة الأسطوانية بمقدار 90 درجة، والذي ينقل ورقة الخفيفة إلى الوضع الرأسي للتعديل المحوري الخصر شعاع من ورقة الخفيفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الشعرية التي تحتوي على السائل مع صبغة الفلورسنت في حامل العينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق صاحب العينة مع الشعرية إلى طاولة المواقع من المجهر ومحاذاة موقف الشعرية بحيث يتم توسيط والخصر شعاع من ضوء ورقة هو في التركيز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط الخصر شعاع من تباين الموقف المحوري للعدسة اسطوانية نفسها. العودة الى الوراء عدسة بعد الإعلانjustment. </li></ol> كروي 3. خلية التطبيق والتزامن تغذية المجهر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الكروية خلية على حدة أو في مجموعات داخل الشعيرات الدموية الزجاج البورسليكات مستطيلة 16 مع المقطع العرضي الداخلي من 600 × 600 ميكرون ميكرون وسمك الجدار من 120 ميكرون. أثبتت اثنين من التقنيات لتطبيق كروي الخلية لتكون ناجحة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اتخاذ الشعرية فارغة تستقيم مع الإبهام والإصبع الوسطى وختم الافتتاح العلوي مع السبابة الخاص بك. جلب أقل افتتاح مقربة من خلية كروي في السائل المحيطة بها (EBSS أو مستنبت). الافراج عن السبابة من افتتاح العلوي. سوف تكون غارقة السائل مع كروي خلية في ذلك على الفور من قبل قوات الشعرية. ضبط موقف كروي داخل الشعرية يشغلها الجاذبية في وضع رأسي بكل من الشعرية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدلا من ذلك، تطبيق كروي الخلية إلى الشعرية عبر pipetting ل. تأخذ ثا الرعايةر افتتاح غيض من ماصة هو، من جهة، كبيرة بما يكفي لحجم كروي و، من ناحية أخرى، أقل أو تساوي في حجمها إلى القطر الداخلي للالشعري. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع شعري مع كروي في ذلك في حامل العينة خاص للفحص المجهري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق صاحب العينة مع الشعرية إلى طاولة المواقع من المجهر ومحاذاة موقف كروي الخلية بحيث يتم توسيط ومركزة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين المطابقة بين الخفيفة ورقة البؤري للعدسة المجهر موضوعية في مسار الكشف عن طريق ضبط الموقف من انعكاس مرآة وعدسة الاسطوانية (انظر المسمار تعديل في الشكل 1B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط المسمار ميكرومتر (انظر الشكل 1B) وفقا لمؤشرات الانكسار والفتحة العددية للعدسة الهدف لتعويض تأثير fishtank. ملاحظة: مؤشرات الانكسار مختلفة من عينة وسائل الإعلام المحيطة رانه الرصاص العدسة الشيئية إلى الفرق بين التحول للعدسة موضوعية والتحول من المستوى البؤري. منذ يتم نقل ورقة الخفيفة برج موضوعي، وتعويض عدم تطابق بين التحول من ورقة الخفيفة (الموافق التحول من عدسة الهدف) والتحول من الطائرة التنسيق من قبل ذراع الرافعة (انظر الشكل 1B). يستخدم المسمار ميكرومتر على التكيف مع المسافة بين العلوي والسفلي دبوس لضبط التحول من ورقة الخفيفة وفقا لالفتحة العددية للعدسة موضوعية ومؤشرات الانكسار. </li></ol><img alt="الشكل 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51993/51993fig1highres.jpg" width="500" /> الرقم 1. (A) صورة من وحدة إضاءة طائرة واحدة شنت على اللوح الأساس من الجدول المواقع من مجهر مقلوب، (B) الإعداد للإضاءة طائرة واحدةوحدة التزامن تغذية المجهر لتعويض رفع، فمنها (تأثير fishtank) بين البؤري والطائرة الإضاءة. Δz س يشير إلى التحول للعدسة موضوعية وΔz و التحول من الطائرة الاتصال ورقة الخفيفة. يظهر ترصيع المقاطع العرضية من كروي تحتوي على الشعيرات الدموية. اليسار: الشعرية مستطيلة مع القطر الداخلي من 600 ميكرون (جدار 120 ميكرون). الحق: الإعداد المستخدمة في التناوب. وتناوب على شعري الداخلي جولة (القطر الداخلي 400 ميكرون، 550 ميكرون القطر الخارجي) داخل مستطيل الشعرية الخارجي. يملأ الفضاء بين اثنين الشعيرات الدموية مع السائل الغمر. 4. قياس السائل الحيوي في البيئة ملاحظة: يتم استخدام البروتوكول السابق للحضانة ثابتة قبل القياس حيث سبق حضنت كروي خلية ثم عقد في مكان في شعري بواسطة الجاذبية بسيطة. ليست هناك حاجة لمزيد من fixatiعلى. ومع ذلك، لقياس التدفق في وسائل الإعلام حيث الحضانة ديناميكية، وبالتالي بيئة ديناميكية أمر مرغوب فيه لقياس حركية امتصاص، يمكن للمرء تحقيق هذا البروتوكول الفرعي. الخطوات 4،5-4،9 تعتبر بالغة الأهمية لتجنب فقاعات الهواء الوصول إلى العينة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء الشعرية مع FCS لمدة 30 دقيقة لدعم التصاق الخلية في وقت لاحق من خلية كروي على سطح الزجاج الداخلي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح للFCS الطلاء المتبقية في شعري المنضب تجف لمدة 12 ساعة على الأقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدخال كروي الخلية إلى الشعرية المغلفة FCS كما هو موضح في الخطوة 3.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترك الشعرية في الحاضنة عند 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة 2-4 ساعة إضافية للتسبب التصاق الخلوي للكروي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد جزء تدافق النظام ميكروفلويديك (انظر الشكل 2). استخدام مضخة تحوي لملء تدافق من الأنبوب (القطر الداخلي: 0.89 ملم) مع الثقافة المتوسطة التي تحتوي على صبغة الفلورسنت، المخدرات أو وكيل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Conneط م الجزء تدافق النظام ميكروفلويديك إلى فخ فقاعة (انظر الشكل 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أولا المشبك الشعرية فقاعة خالية لأنابيب تدافق ثم المشبك الجانب الآخر من الشعيرات الدموية إلى أنابيب التصريف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط درجة حرارة السائل في حمام مائي إلى القيمة المطلوبة (على سبيل المثال، 37 ° C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط مضخة تمعجية إلى المضخة السرعة المطلوبة (على سبيل المثال، معدل التدفق: 9 ميكرولتر / دقيقة، مضخة السرعة في الشعرية: 25 مم / دقيقة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جمع السائل ضخ إما في المتلقي (الإعداد حلقة مفتوحة)، وإطعام مرة أخرى إلى مصدره (الإعداد حلقة مغلقة) أو إطعام مباشرة في أنابيب المضخة تحوي (الإعداد ضيق حلقة مغلقة). </li></ol><img alt="الشكل 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51993/51993fig2highres.jpg" width="500" /> الشكل 2. الإعداد ميكروفلويديك (حلقة مفتوحة وضيق حلقة مغلقة). البطانة: الإضاءة من SPHeroid داخل الشعيرات الدموية الصغيرة باستخدام ضوء ورقة تستند المجهري مضان بالإضافة إلى مجهر مقلوب. 5. اقتناء وتحليل البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين قوة الليزر والوقت التكامل لاقتناء الصورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحرص على أن المعايير المحددة في الخطوة 5.1 لا تتجاوز ضوء القيم جرعة حول 50-100 J / سم 2 للخلايا الأم أو 10-20 J / سم 2 للخلايا حضنت مع صبغة الفلورسنت أو transfected مع البلازميد ترميز بروتين فلوري ل تجنب الضيائية (لمزيد من التفاصيل انظر المرجع 12). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين الاضافة للض المكدس لΔz = 5-10 ميكرون وهي الأفضل لتحليل البيانات 3 الابعاد وسمك ورقة خفيفة حوالي 10 ميكرون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء قياسات الصور واحدة أو ض أكوام من الاختلاف في المستوى البؤري كروي داخل الخلية. </li></ol>

<ol>
	<li>Pawley, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of biological confocal microscopy. , (1990).</li><li>Webb, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confocal+optical+microscopy.">Confocal optical microscopy.</a> Rep. Prog. Phys. 59, 427-471 (1996).</li><li>Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+laser+scanning+fluorescence+microscopy.">Two-photon laser scanning fluorescence microscopy.</a> Science. 248 (4951), 73-76 (1990).</li><li>K&#246;nig, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiphoton+microscopy+in+life+sciences.">Multiphoton microscopy in life sciences.</a> J. Microsc. 200 (2), 83-104 (2000).</li><li>Neil, M. A., Juskaitis, R., Wilson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+obtaining+optical+sectioning+by+using+structured+light+in+a+conventional+microscope.">Method of obtaining optical sectioning by using structured light in a conventional microscope.</a> Opt. Lett. 22 (24), 1905-1907 (1997).</li><li>Gustafsson, M. G. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+resolution+doubling+in+wide-field+fluorescence+microscopy+by+structured+illumination.">Three-dimensional resolution doubling in wide-field fluorescence microscopy by structured illumination.</a> Biophys. J. 94 (12), 4957-4970 (2008).</li><li>Huisken, J., Swoger, J., del Bene, F., Wittbrodt, J., Stelzer, E. H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+sectioning+deep+inside+live+embryos+by+SPIM.">Optical sectioning deep inside live embryos by SPIM.</a> Science. 305 (5686), 1007-1009 (2004).</li><li>Huisken, J., Stainier, D. Y. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+plane+illumination+microscopy+techniques+in+development+biology.">Selective plane illumination microscopy techniques in development biology.</a> Development. 136 (12), 1963-1975 (2009).</li><li>Santi, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+sheet+fluorescence+microscopy:+a+review.">Light sheet fluorescence microscopy: a review.</a> J. Histochem. Cytochem. 59 (2), 129-138 (2011).</li><li>Kunz-Schughart, L. A., Freyer, J. P., Hofstaedter, F., Ebner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+3-D+cultures+for+high+throughput+screening:+the+multi-cellular+spheroid+model.">The use of 3-D cultures for high throughput screening: the multi-cellular spheroid model.</a> J. Biomol. Screen. 9 (4), 273-285 (2004).</li><li>Schneckenburger, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-dimensional+fluorescence+microscopy+of+living+cells.">Multi-dimensional fluorescence microscopy of living cells.</a> J. Biophotonics. 4 (3), 143-149 (2011).</li><li>Schneckenburger, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+exposure+and+cell+viability+in+fluorescence+microscopy.">Light exposure and cell viability in fluorescence microscopy.</a> J. Microsc. 245 (3), 311-318 (2012).</li><li>Ritter, J. G., Veith, R., Veenendaal, A., Siebrasse, J. P., Kubitschek, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+sheet+microscopy+for+single+molecule+tracking+in+living+tissue.">Light sheet microscopy for single molecule tracking in living tissue.</a> PLoS One. 5 (7), e11639:1-e11639:7 (2010).</li><li>Mertz, J., Kim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+light-sheet+microscopy+in+the+whole+mouse+brain+with+HiLo+background+rejection.">Scanning light-sheet microscopy in the whole mouse brain with HiLo background rejection.</a> J. Biomed. Opt. 15 (1), 016027 (2010).</li><li>Fahrbach, F. O., Rohrbach, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+line-scanned+light-sheet+microscope+with+phase+shaped+self-reconstructing+beams.">A line-scanned light-sheet microscope with phase shaped self-reconstructing beams.</a> Opt. Express. 18 (23), 24229-24244 (2010).</li><li>Bruns, T., Schickinger, S., Wittig, R., Schneckenburger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+strategy+and+illumination+of+3D+cell+cultures+in+light-sheet+based+fluorescence+microscopy.">Preparation strategy and illumination of 3D cell cultures in light-sheet based fluorescence microscopy.</a> J. Biomed. Opt. 17 (10), 101518 (2012).</li><li>Ma, H. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicellular+tumor+spheroids+as+an+in+vivo-like+tumor+model+for+three-dimensional+imaging+of+chemotherapeutic+and+nano+material+cellular+penetration.">Multicellular tumor spheroids as an in vivo-like tumor model for three-dimensional imaging of chemotherapeutic and nano material cellular penetration.</a> Mol. Imaging. 11 (6), 487-498 (2012).</li><li>Weber, P., Wagner, M., Schneckenburger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholesterol+dependent+uptake+and+interaction+of+doxorubicin+in+MCF-7+breast+cancer+cells.">Cholesterol dependent uptake and interaction of doxorubicin in MCF-7 breast cancer cells.</a> Int. J. Mol. Sci. 14 (4), 8358-8366 (2013).</li><li>Hovorka, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+analysis+of+doxorubicin+accumulation+and+the+indirect+quantification+of+its+DNA+intercalation.">Spectral analysis of doxorubicin accumulation and the indirect quantification of its DNA intercalation.</a> Eur. J. Pharm. Biopharm. 76 (3), 514-524 (2010).</li><li>Schickinger, S., Bruns, T., Wittig, R., Weber, P., Wagner, M., Schneckenburger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosecond+ratio+imaging+of+redox+states+in+tumor+cell+spheroids+using+light+sheet-based+fluorescence+microscopy.">Nanosecond ratio imaging of redox states in tumor cell spheroids using light sheet-based fluorescence microscopy.</a> J. Biomed. Opt. 18 (12), 126007 (2013).</li><li>Lippert, H., Wald, M., Radt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+arrangement+for+the+production+of+a+light+sheet.">Optical arrangement for the production of a light sheet.</a> U.S. Patent. , (2010).</li><li>Lorenzo, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live+cell+division+dynamics+monitoring+in+3D+large+spheroid+tumor+models+using+light+sheet+microscopy.">Live cell division dynamics monitoring in 3D large spheroid tumor models using light sheet microscopy.</a> Cell Division. 6 (22), 1-8 (2011).</li><li>Bruns, T., Schneckenburger, H., Schickinger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+holder+for+rotation+of+three-dimensional+specimens+in+microscopy.">Sample holder for rotation of three-dimensional specimens in microscopy.</a> European Patent Application. , (2013).</li></ol>

أعلنت أي تضارب في المصالح.

يصف المخطوطة الحالية ورقة خفيفة أو واحد المجهري إضاءة الطائرة (SPIM) الجهاز الذي هو الأمثل لأنظمة الخلايا 3 الأبعاد، على سبيل المثال، الأجسام الشبه الكروية ورم متعددة الخلايا (MCTS). وتشمل ثلاثة تطبيقات مثالية (1) امتصاص الدواء تثبيط الخلايا وتحويل جزئي لمنتج التحلل (...

بالإضافة إلى أساليب راسخة (مبائر أو متعدد الفوتون المسح المجهري بالليزر 1-4، منظم إضاءة المجهر 5،6) ورقة خفيفة أو طائرة واحدة إضاءة المجهر (SPIM) وقد ثبت أن طريقة قيمة ل3D التصوير 7،8، 9. أهمية خاصة هو تطبيقه على مزارع الخلايا 3 الأبعاد، على سبيل المثال، الأجسام الشبه الكروية ورم متعددة الخلايا (MCTS)، والتي تستخدم بشكل متزايد للبحوث اكتشاف الأدوية 10،11. وعلاوة على ذلك، SPIM هي طريقة تفضيلية عندما حتى عند التعرض على المدى الطويل أو القياسات المتكررة ويطلب جرعات الإضاءة الخافتة للمحافظة على سلامة العينة، منذ لقياس كل طائرة من العينة يتعرض فقط هذه الطائرة للضوء. هذا هو على النقيض من تقنيات الفحص المجهري الأخرى، حيث للكشف عن كل البؤري يضيء العينة كلها، حتى أنه عند تسجيل العديد من الطائرات المبالغ جرعة ضوء صعودا وقد يؤدي إلى تلف العينة 12. </P&gt; ويستند المجهري ورقة خفيفة أو SPIM على إضاءة العينة في اتجاه عمودي على مسار المراقبة إما عن طريق استخدام عدسة اسطوانية أو عن طريق مسح شعاع الليزر مثيرة (لمراجعة رؤية المرجع 8). هذا غالبا ما يتطلب عينة 13،14 غرف خاصة أو المصفوفات، على سبيل المثال، الاغاروز 7،15، نفذت في المجاهر الخاصة ذات الكلفة العالية. كبديل لتلك الأنظمة وقد تم تطوير جهاز إضاءة بسيطة نسبيا لSPIM وتكييفها مع مجهر التقليدي مقلوب 16 (انظر الشكل 1). وهو يتألف من شعاع الليزر توسعت ليبلغ قطرها 8 مم وتركزت بواسطة عدسة اسطوانية (البعد البؤري: 50 مم، الفتحة العددية: 0.08) إلى ورقة الخفيفة من 6-10 ميكرون سمك على عمق الميدان من حوالي 100 ميكرون . وتقع العينات في شعري مستطيلة من 600-900 ميكرون القطر الداخلي ضعت أمام المجهر يون موضوعيق للكشف عن مضان. يتم الانتهاء من هذه الميزات الرئيسية في الوقت الحاضر والأمثل عن طريق استخدام نهج الصغيرة الشعرية المتقدمة لعقد والدورية للعينات، وتعديل متزامن من ورقة ضوء توهج (في اتجاه محوري) وعدسة الهدف تستخدم للكشف عن مضان (مسار بصري متطابقة أطوال النزوح تتطلب تصحيح العلف الميكانيكية)، وتكييف نظام ميكروفلويديك لتطبيق الأصباغ الفلورية، وكلاء الصيدلانية أو المخدرات، وبالتالي التقليل من كميات والمصاريف المطلوبة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="944">
	<tbody>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:243px;">Name of the Material/Equipment</td>
			<td style="width:201px;">Company</td>
			<td style="width:124px;">&#160;Catalog Number</td>
			<td style="width:376px;">Comments/Description(optional)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">microtiter plate</td>
			<td>Orange Scientific</td>
			<td>4430100</td>
			<td>for cell spheroid growing</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">agarose&#160;</td>
			<td>Carl Roth GmbH</td>
			<td>3810.1</td>
			<td>for cell spheroid growing</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">MCF-7 cell line</td>
			<td>CLS Cell Lines Service GmbH</td>
			<td>300273</td>
			<td>cell line</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">U251-MG-L106 cell line</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>cell line</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">DMEM</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>FG0435</td>
			<td>culture medium</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">DMEM/Ham&#39;s F-12</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>FG4815</td>
			<td>culture medium</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">FCS</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>S0615</td>
			<td>cell culture supplement</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">penicillin/streptomycin</td>
			<td>Biochrom AG (Merck Millipore)</td>
			<td>A 2213</td>
			<td>antibiotics</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;">hygromycin B</td>
			<td style="width:201px;">PAA Laboratories&#160;&#160;</td>
			<td>P02-015</td>
			<td>antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">EBSS</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>E3024</td>
			<td>cell culture supplement</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">doxorubicin</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>D1515</td>
			<td>fluorescent dye (CAUTION: acute toxicity)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">green cytotoxicity dye</td>
			<td>Promega GmbH</td>
			<td>G8742</td>
			<td>CellTox - fluorescent cytotoxicity dye</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">rotenone</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>R8875</td>
			<td>cellular inhibitor (CAUTION: acute toxicity)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">hydrogen peroxide (H2O2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Inc.</td>
			<td>95302</td>
			<td>reagent for oxidation (CAUTION: acute toxicity)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">capillary</td>
			<td>VitroCom&#160;</td>
			<td>8260-050</td>
			<td>sample preparation</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">microscope</td>
			<td>Carl Zeiss Jena</td>
			<td>Axiovert 200M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">AxioCam MRc CCD-camera</td>
			<td>Carl Zeiss MicroImaging GmbH</td>
			<td>426508-9901-000</td>
			<td>CCD-camera</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">AxioVision data aquisition software</td>
			<td>Carl Zeiss MicroImaging GmbH</td>
			<td>version 4.8.2.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">laser diode</td>
			<td>Pico Quant GmbH</td>
			<td>LDH-P-C-470</td>
			<td>used with driver PDL800-B</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">perestaltic pump</td>
			<td>Ismatec Labortechnik</td>
			<td>MS-1 Reglo</td>
			<td>re-callibrated to reduce the minimum pump speed by 1/10&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">silicone tubes</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science GmbH</td>
			<td>TYGON R3607</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

single plane illumination module and micro-capillary approach for a wide-field microscope

وحدة نمطية لورقة خفيفة أو طائرة واحدة إضاءة المجهر (SPIM) يوصف التي تتكيف بسهولة مع المجهر واسعة المجال المقلوب والأمثل لمزارع الخلايا 3 الأبعاد، على سبيل المثال، الأجسام الشبه الكروية ورم متعددة الخلايا (MCTS). وحدة الأشكال SPIM الإثارة وينحرف ضوء بحيث يضيء عينة بواسطة ورقة الخفيفة عمودي على مسار اكتشاف المجهر. يتميز النظام عن طريق استخدام الشعرية مستطيلة لعقد (وفي نسخة متقدمة أيضا نهج الشعرية الصغيرة لالدورية) العينات، قبل تعديل متزامن من الورقة إلقاء الضوء على ضوء وعدسة الهدف تستخدم للكشف عن مضان وكذلك عن طريق التكيف نظام ميكروفلويديك لتطبيق الأصباغ الفلورية، وكلاء الصيدلانية أو المخدرات بكميات صغيرة. ويرد بروتوكول للعمل مع هذا النظام، ويتم الإبلاغ عن بعض التفاصيل التقنية. وتشمل نتائج ممثلة (1) قياسات تصلتأخذ دواء تثبيط الخلايا (دوكسوروبيسين) وتحويل جزئي لمنتج تدهور، (2) قياسات الأكسدة باستخدام جهاز استشعار الجلوتاثيون المشفرة وراثيا على إضافة عامل مؤكسد، و (3) بدء ووضع العلامات من نخر الخلية على تثبيط السلسلة التنفسية الميتوكوندريا. وتناقش الخلافات ومزايا وحدة SPIM الحالية بالمقارنة مع النظم القائمة.

التجربة 1: خلية الأجسام الشبه الكروية حضنت بعقار العلاج الكيميائي وصفت تفحص ض المكدس من المحتضنة سابقا MCF-7 كروي الخلية (8 ميكرومتر دوكسوروبيسين، 6 ساعة) في الشكل 3، ويعطي معلومات مفصلة عن امتصاص الخلوية وتوزيع دو?...

Watch this Scientific Journal Video about Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope at JoVE.com

Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

ووصف وحدة لطائرة واحدة إضاءة المجهر (SPIM) التي تتكيف بسهولة مع المجهر واسعة المجال المقلوب والأمثل لمزارع الخلايا 3 الأبعاد. يقع ضمن العينة الشعرية مستطيلة، وعبر نظام ميكروفلويديك الأصباغ الفلورية، وكلاء الصيدلانية أو المخدرات يمكن تطبيقها بكميات صغيرة.

طائرة واحدة ومنهج وحدة الإضاءة الجزئي الشعرية لالمجهر حقل واسع

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and ...

single-plane-illumination-module-micro-capillary-approach-for-wide

Research

JoVE Journal

Engineering

9.6K Views.  Aalen University.  ووصف وحدة لطائرة واحدة إضاءة المجهر (SPIM) التي تتكيف بسهولة مع المجهر واسعة المجال المقلوب والأمثل لمزارع الخلايا 3 الأبعاد. يقع ضمن العينة الشعرية مستطيلة، وعبر نظام ميكروفلويديك الأصباغ الفلورية، وكلاء الصيدلانية أو المخدرات يمكن تطبيقه...

Video: Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

Construction of a High Resolution Microscope with Conventional and Holographic Optical Trapping Capabilities

High resolution microscope systems with optical traps allow for precise manipulation of various refractive objects, such as dielectric beads 1 or cellular organelles 2,3, as well as for high spatial and temporal resolution readout of their position relative to the center of the trap. The system described herein has one such "traditional" trap operating at 980 nm. It additionally provides a second optical trapping system that uses a commercially available holographic package to simultaneously create and manipulate complex trapping patterns in the field of view of the microscope 4,5 at a wavelength of 1,064 nm. The combination of the two systems allows for the manipulation of multiple refractive objects at the same time while simultaneously conducting high speed and high resolution measurements of motion and force production at nanometer and piconewton scale.

The system described herein employs a traditional optical trap as well as an independent holographic optical trapping line, capable of creating and manipulating multiple traps. This allows for the creation of complex geometric arrangements of refractive particles while also permitting simultaneous high-speed, high-resolution measurements of the activity of biological enzymes.

بناء مجهر عالي الدقة مع التقليدية والتصوير المجسم قدرات ملائمة بصري

High resolution microscope systems with optical traps allow for precise manipulation of various refractive objects, such as dielectric beads 1 or cellular ...

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit a strong degradation after annealing due to the occurrence of void formation at the contact/SiO2 interface. This void formation can cause cracking and delamination of the metal film, which can increase the resistance or lead to a complete failure of the NW device. In order to address issues associated with void formation, a technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from the substrates to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN NW devices. This procedure determines the degree of adhesion of the contact films to the substrate and NWs and allows for the characterization of the morphology and composition of the contact interface with the substrate and nanowires. This technique is also useful for assessing the amount of residual contamination that remains from the NW suspension and from photolithographic processes on the NW-SiO2 surface prior to metal deposition. The detailed steps of this procedure are presented for the removal of annealed Ni/Au contacts to Mg-doped GaN NWs on a SiO2 substrate.

A technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from their substrate to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN nanowire devices.

تحليل الاتصال واجهات لأجهزة أسلاك متناهية الصغر واحدة الجاليوم

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is presented. The SANS shear cell consists of a concentric cylinder Couette geometry that is sealed and rotating about a horizontal axis so that the vorticity direction of the flow field is aligned with the neutron beam enabling scattering from the 1-2 plane of shear (velocity-velocity gradient, respectively). This approach is an advance over previous shear cell sample environments as there is a strong coupling between the bulk rheology and microstructural features in the 1-2 plane of shear. Flow-instabilities, such as shear banding, can also be studied by spatially resolved measurements. This is accomplished in this sample environment by using a narrow aperture for the neutron beam and scanning along the velocity gradient direction. Time resolved experiments, such as flow start-ups and large amplitude oscillatory shear flow are also possible by synchronization of the shear motion and time-resolved detection of scattered neutrons. Representative results using the methods outlined here demonstrate the useful nature of spatial resolution for measuring the microstructure of a wormlike micelle solution that exhibits shear banding, a phenomenon that can only be investigated by resolving the structure along the velocity gradient direction. Finally, potential improvements to the current design are discussed along with suggestions for supplementary experiments as motivation for future experiments on a broad range of complex fluids in a variety of shear motions.

A shear cell is developed for small-angle neutron scattering measurements in the velocity-velocity gradient plane of shear and is used to characterize complex fluids. Spatially resolved measurements in the velocity gradient direction are possible for studying shear-banding materials. Applications include investigations of colloidal dispersions, polymer solutions, and self-assembled structures.

قياس المواد المجهرية تحت التدفق باستخدام الطائرة 1-2 التدفق الصغيرة زاوية تشتت النيوترونات

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

Laser-induced Breakdown Spectroscopy: A New Approach for Nanoparticle's Mapping and Quantification in Organ Tissue

Emission spectroscopy of laser-induced plasma was applied to elemental analysis of biological samples. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) performed on thin sections of rodent tissues: kidneys and tumor, allows the detection of inorganic elements such as (i) Na, Ca, Cu, Mg, P, and Fe, naturally present in the body and (ii) Si and Gd, detected after the injection of gadolinium-based nanoparticles. The animals were euthanized 1&#160;to 24 hr&#160;after intravenous injection of particles. A two-dimensional scan of the sample, performed using a motorized micrometric 3D-stage, allowed the infrared laser beam exploring the surface with a lateral resolution less than 100 &#956;m. Quantitative chemical images of Gd element inside the organ were obtained with sub-mM sensitivity. LIBS offers a simple and robust method to study the distribution of inorganic materials without any specific labeling. Moreover, the compatibility of the setup with standard optical microscopy emphasizes its potential to provide multiple images of the same biological tissue with different types of response:&#160;elemental, molecular, or cellular.

Laser-induced Breakdown Spectroscopy: A New Approach for Nanoparticle&#039;s Mapping and Quantification in Organ Tissue

Laser-induced breakdown spectroscopy performed on thin organ and tumor tissue successfully detected natural elements and artificially injected gadolinium (Gd), issued from Gd-based nanoparticles. Images of chemical elements reached a resolution of 100 &#956;m and quantitative sub-mM sensitivity. The compatibility of the setup with standard optical microscopy emphasizes its potential to provide multiple images of a same biological tissue.

الليزر التي يسببها انهيار الطيفي: نهج جديد لرسم الخرائط جسيمات متناهية الصغر والكمي في الجهاز الأنسجة

Emission spectroscopy of laser-induced plasma was applied to elemental analysis of biological samples. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) ...

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. The aggressive scaling of feature sizes, both on devices and interconnects, leads to serious challenges to ensure the required product reliability. Standard reliability tests and post-mortem failure analysis provide only limited information about the physics of failure mechanisms and degradation kinetics. Therefore it is necessary to develop new experimental approaches and procedures to study the TDDB failure mechanisms and degradation kinetics in particular. In this paper, an in situ experimental methodology in the transmission electron microscope (TEM) is demonstrated to investigate the TDDB degradation and failure mechanisms in Cu/ULK interconnect stacks. High quality imaging and chemical analysis are used to study the kinetic process. The in situ electrical test is integrated into the TEM to provide an elevated electrical field to the dielectrics. Electron tomography is utilized to characterize the directed Cu diffusion in the insulating dielectrics. This experimental procedure opens a possibility to study the failure mechanism in interconnect stacks of microelectronic products, and it could also be extended to other structures in active devices.

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. This paper demonstrates the procedure of an in situ TDDB experiment in the transmission electron microscope, which opens a possibility to study the failure mechanism in microelectronic products.

في انهيار العزل الكهربائي الموضعي الوقت المعتمد في نقل الكترون المجهر: إمكانية لفهم آلية الفشل في الأجهزة الإلكترونية الدقيقة

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and automotive. However, effective inspection and characterization metrology systems are needed to ensure the functional reliability of MEMS. This study presents a system based on digital holography as a tool for MEMS metrology. Digital holography has gained increasing attention in the past 20 years. With the fast development and decreasing cost of sensor arrays, resolution of such systems has increased broadening potential applications. Thus, it has attracted attention from both research and industry sides as a potential reliable tool for industrial metrology. Indeed, by recording the interference pattern between an object beam (which contains sample height information) and a reference beam on a CCD camera, one can retrieve the quantitative phase information of an object. However, most of digital holographic systems are bulky and thus not easy to implement on industry production lines. The novelty of the system presented is that it is lens-less and thus very compact. In this study, it is shown that the Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) can be used to evaluate several characteristics typically consider as criteria in MEMS inspections. The surface profiles of MEMS in both static and dynamic conditions are presented. Comparison with AFM is investigated to validate the accuracy of the CDHM.

We present a compact reflection digital holographic system (CDHM) for inspection and characterization of MEMS devices. A lens-less design using a diverging input wave providing natural geometrical magnification is demonstrated. Both static and dynamic studies are presented.

المدمجة عدسة أقل الرقمي المجسم مجهر لفحص ممس وتوصيف

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building blocks in a bottom-up approach is still open. The scanning probe microscope (SPM) could be a tool of choice; however, SPM-based manipulation was until recently limited to two dimensions (2D). Binding the SPM tip to a molecule at a well-defined position opens an opportunity of controlled manipulation in 3D space. Unfortunately, 3D manipulation is largely incompatible with the typical 2D-paradigm of viewing and generating SPM data on a computer. For intuitive and efficient manipulation we therefore couple a low-temperature non-contact atomic force/scanning tunneling microscope (LT NC-AFM/STM) to a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles. This setup permits &#34;hand controlled manipulation&#34; (HCM), in which the SPM tip is moved according to the motion of the experimenter&#39;s hand, while the tip trajectories as well as the response of the SPM junction are visualized in 3D. HCM paves the way to the development of complex manipulation protocols, potentially leading to a better fundamental understanding of nanoscale interactions acting between molecules on surfaces. Here we describe the setup and the steps needed to achieve successful hand-controlled molecular manipulation within the virtual reality environment.

We demonstrate the precise manipulation of individual organic molecules on a metal surface with the tip of a scanning probe microscope driven in 3D by the experimenter's hand using a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles.

التحكم ناحية التلاعب احدة الجزيئات عن طريق المجهر التحقيقي مع واجهة الواقع الافتراضي 3D

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and nanotechnology. Although near-field scanning microscopy and superlenses have improved the resolution in the near-field region, far-field imaging in real-time remains a significant challenge. Recently, the hyperlens, which magnifies and converts evanescent waves into propagating waves, has emerged as a novel approach to far-field imaging. Here, we report the fabrication of a spherical hyperlens composed of alternating silver (Ag) and titanium oxide (TiO2) thin layers. Unlike a conventional cylindrical hyperlens, the spherical hyperlens allows for two-dimensional magnification. Thus, incorporation into conventional microscopy is straightforward. A new optical system integrated with the hyperlens is proposed, allowing for a sub-wavelength image to be obtained in the far-field region in real time. In this study, the fabrication and imaging setup methods are explained in detail. This work also describes the accessibility and possibility of the hyperlens, as well as practical applications of real-time imaging in living cells, which can lead to a revolution in biology and nanotechnology.

The use of a hyperlens has been regarded as a novel super-resolution imaging technique due to its advantages in real-time imaging and its simple implementation with conventional optics. Here, we present a protocol describing the fabrication and imaging applications of a spherical hyperlens.

مظاهرة مجهر المتكاملة هايبرلينس وتصوير القرار فائقة

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and ...

All-electronic Nanosecond-resolved Scanning Tunneling Microscopy: Facilitating the Investigation of Single Dopant Charge Dynamics

The miniaturization of semiconductor devices to scales where small numbers of dopants can control device properties requires the development of new techniques capable of characterizing their dynamics. Investigating single dopants requires sub-nanometer spatial resolution, which motivates the use of scanning tunneling microscopy (STM). However, conventional STM is limited to millisecond temporal resolution. Several methods have been developed to overcome this shortcoming, including all-electronic time-resolved STM, which is used in this study to examine dopant dynamics in silicon with nanosecond resolution. The methods presented here are widely accessible and allow for local measurement of a wide variety of dynamics at the atomic scale. A novel time-resolved scanning tunneling spectroscopy technique is presented and used to efficiently search for dynamics.

We demonstrate an all-electronic method to observe nanosecond-resolved charge dynamics of dopant atoms in silicon with a scanning tunneling microscope.

جميع الإلكترونية حل النانوسيكند المسح نفق مجهرية: تسهيل التحقيق في ديناميات تهمة يستعمل واحدة

The miniaturization of semiconductor devices to scales where small numbers of dopants can control device properties requires the development of new ...

Single-Digit Nanometer Electron-Beam Lithography with an Aberration-Corrected Scanning Transmission Electron Microscope

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by employing an aberration-corrected scanning transmission electron microscope as the exposure tool. Here, we present results of single-digit nanometer patterning of two widely used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. The method achieves sub-5 nanometer features in poly (methyl methacrylate) and sub-10 nanometer resolution in hydrogen silsesquioxane. High-fidelity transfer of these patterns into target materials of choice can be performed using metal lift-off, plasma etch, and resist infiltration with organometallics.

We use an aberration-corrected scanning transmission electron microscope to define single-digit nanometer patterns in two widely-used electron-beam resists: poly (methyl methacrylate) and hydrogen silsesquioxane. Resist patterns can be replicated in target materials of choice with single-digit nanometer fidelity using liftoff, plasma etching, and resist infiltration by organometallics.

الطباعة الحجرية شعاع الإلكترون نانومتر ذات الأرقام المفردة مع مجهر إلكتروني انتقال المسح ضوئي لتصحيح الانحراف

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by ...