מחקר זה מומן בחלקו על ידי המכון הלאומי לבריאות בארה&quot;ב, להעניק R01 EB007594, משרד הביטחון תוכנית לחקר סרטן השד, הצעה BCO74699P7, ואת סוזן ג Komen מענק קרן 26152/98188972.

1. Microendoscope האסיפה Microendoscope ברזולוציה גבוהה המתואר כאן (איור 1 א) צריך להיחשב תצורה בסיס עם כמה וריאציות אפשריות הרכבה היישום. אנו מתארים בפרוטרוט כאן התגלמות של הפלטפורמה אשר נועד לשמש proflavine כסוכן בניגוד ניאון. Proflavine הוא גרעיני כתם בהיר עם שיא קליטה ופליטה של ​​אורכי גל 445 ננומטר 515 ננומטר, בהתאמה. השימוש סוכנים בניגוד אחרים ידרשו למשתמש לבחור עירור, פליטה, ומסננים dichroic כראוי. אלמנטים אחדים של microendoscope ברזולוציה גבוהה הם גנריים ניתן לקבל אצל ספקים מרובים. לדוגמה, רכיבי מיצוב optomechanical זמינים Thorlabs, ניופורט, Linos בין היתר. Compact מצלמות CCD זמינים מחברות מחקר כולל פוינט גריי, Prosilica ו Retiga; רגישות המצלמה יש לבחור עם שיקול של בהירות של fluorophore כדי לשמש, כמו גם את קצב הפריימים הרצוי. כוח גבוהה דיודות פולטות אור (LEDs) ניתן לקבל Luxeon, קריס, ועל Nichia בין היתר. סיבים אופטיים וצרורות זמינים Sumitomo, Fujikura, ואת שוט. בבחירת רכיבים עבור יישום מסוים, המשתמש צריך לשקול את היחסים הגלום מעורב מיקרוסקופ פלואורסצנטי בין ריכוז fluorophore, photobleaching, עוצמת תאורה, רגישות המצלמה, רווח, וזמן החשיפה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את 6 &quot;מוטות הכלוב של 1.5&quot; מוטות לכלוב, כדי ליצור זוג 7.5 &quot;מוטות ארוכים. בורג אלה מוטות בפניו אחת יחידה לקפל את המראה. בורג 0.5&quot; מוטות בפניו את ההיפך. החלק את קוביית כלוב על מוטות בכלוב, באמצעות שתי התחתון דרך החורים. בורג את 2 &quot;מוטות בפניו את הצד של הקובייה את הכלוב (1b דמות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את המצלמה צלחת כלוב באמצעות C-mount למתאם SM1. אבטח את צלחת כלוב על 0.5 &quot;מוטות הכלוב, סומק בפנים של יחידת מראה לקפל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את העדשה &quot;צינור&quot; לתוך צינור &quot;3 עדשה ארוכה ובטוחה את העדשה עם הטבעת תמך. אורך המוקד של העדשה יש לבחור כזה ליבות של צרור סיבים אופטיים נדגמות על ידי לפחות שני פיקסלים כאשר מוקרן על גבי המצלמה. Drop המסנן פליטה לתוך הצינור על גבי הטבעת שמירה הראשונה, להוסיף עוד טבעת כדי לאבטח את המסנן במקום. ציית האמנה אוריינטציה לסנן המצוין על ידי היצרן לסנן. הברג את הצינור לתוך העדשה לצד כלוב קובייה הקרוב למצלמה CCD. שים לב, באיור 1c, זו העדשה מסנן מוצגים ללא צינור &quot;3 עדשות בהירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המצלמה למחשב ולהציג את התמונה על המסך. כוונו את הרכבה כלוב על אובייקט מרוחק להחליק את הקוביה בכלוב לאורך המסילה עד בתמונה מופיע להתמקד. נעל את הקוביה כלוב במיקום זה. (זוהי שיטה פשוטה להבטיח את העדשה צינור יהוו תמונה ממוקדת בשילוב עם העדשה, אינסוף תיקן אובייקטיבי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את המראה dichroic לתוך מחזיק המקום בשעה 45 ° בקוביה כלוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בורג העדשה אובייקטיבי, באמצעות RMS למתאם SM1 חוט צינור עדשה מתכווננת, אל פניו של קוביית כלוב מול בעל עדשה צינור. Z-מתרגם ניתן להשתמש במקום צינור עדשה מתכווננת קל יותר להתמקד. בורג מחבר SMA לתוך צלחת כלוב ו הר זה על המוטות, בערך במרחק העבודה של העדשה אובייקטיבי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר LED על צלחת הכלוב והחלק על סוף 2 &quot;מוטות. הוסף העדשה 0.5&quot; צינור עדשה כזו כאשר הצינור מוברג לתוך הצד של הקובייה את הכלוב, זה יהיה בצורת תמונה של ה-LED הממלא את הצמצם האחורי של העדשה אובייקטיבי. תצורה זו (קולר תאורה) תבטיח את פני הפרוקסימלי של צרור סיבים אופטיים הוא מואר באופן אחיד. הוסף את המסנן עירור על הצינור &quot;0.5 עדשה ומאובטח במקום עם טבעת תמך (איור 1 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף מחבר SMA אל צרור סיבים אופטיים. בורג את צרור SMA connectorized אל כלי הקיבול SMA רכוב על מוטות הכלוב. כוונו את קצה דיסטלי של צרור לעבר מקור אור בפס רחב (תאורת פלורסנט יספיקו) ולבחון את התמונה של הפנים צרור הפרוקסימלי על המצלמה CCD. התאם את המיקום של העדשה אובייקטיבי על ידי הברגה פנימה או החוצה של קוביית את הכלוב עד התמונה צרור סיבים מופיע להתמקד. ליבות הפרט צריך להיות נראה בבירור (איור 2). </li></ol> 2. עדשה והחיוך האסיפה הרזולוציה המרחבית של microendoscope יכול להיות מוגברת על ידי הצמדת עדשה מיקרו או הרכבה העדשה אל קצה דיסטלי של צרור סיבים. אופטיקה אלה מוגדרים כך במקום הנחת קצה צרור ישירות לרקמה, קצה היא הדמיה על פני השטח רקמות עם demagnification, ובכך להגדיל את תדר הדגימה המרחבי שמטיל אור guiding ליבות של צרור סיבים. מידת demagnification מתאים לגידול ברזולוציה מרחבית, ו באותו זמן, לירידה מידתית בתחום התצוגה של-. צבע מדד (והחיוך) מרכיבים עדשות תואמות, סיבים אופטיים ו זמינים GrinTech, NSG, שוט, בין היתר, יכול להיות קשור ישירות אל קצה דיסטלי של צרור סיבים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר העדשה והחיוך עם ההגדלה הרצוי ומרחק עבודה עבור היישום. ודא בקוטר של העדשה עולה על זו של צרור סיבים אתה מתכנן לעבוד איתו. אנו ממליצים כי את צרור סיבי העדשה והחיוך להיות מותקן על ציר נפרד 3 שלבים מיצוב ידנית תחת מיקרוסקופ כוח stereoscope נמוך או יישור מדויק לפני מליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים טיפת דבק אופטי (למשל ריפוי בנורלאנד דבק UV) על העדשה או פנים צרור. תביאו את שני המרכיבים במגע באמצעות positioners ידנית. לחשוף את ממשק לאור UV על המנה המומלצת על ידי היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להגן על העדשה לחייך ממשק מלוכדות, אורך קצר של צינורות אלומיניום נימי (חלקים קטנים Inc) ניתן להשתמש כדי להקיף את המפרק. החלק את צינורות מעל המפרק ומאובטח במקום עם אפוקסי. צינורות חום לכווץ ניתן להשתמש כדי לסיים את ההרכבה. </li></ol> 3. Microendoscope הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל הסוכן בניגוד תאים או רקמות להיות צילמו. עם proflavine (0.01% w / v ב PBS), בתחום ההדמיה במבחנה של תאים בתרבית יכול להתבצע על ידי דגירה קצר (&lt;1 דקות), שטיפה יסודית. הדמיה של דגימות רקמה לשעבר vivo או ברקמות vivo אפשרי ליישום אקטואלי הבאות של צבע. קליטת proflavine בתנאים אלה נמצא להיות כמעט מיידית, עם הדמיה אפשרי בתוך כמה שניות שנמשך מספר דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את צרור סיבים אופטיים במגע עם אור במדגם להיות הדמיה. כאשר תאים הדמיה בתרבות או דגימות רקמה לשעבר vivo, אנו ממליצים הרכבה הקצה הדיסטלי של צרור סיבים מתקן מאובטח עם שלבים מיצוב ידנית על צירים XYZ ליציבות במהלך ההדמיה. </li></ol> 4. נציג תוצאות: כאשר התאספו כראוי, microendoscope יפעל כמו מיקרוסקופ פלואורסצנטי עלית, מועבר באמצעות צרור סיבים אופטיים קוהרנטית. לקבלת תוצאות הדמיה אופטימלית, יש לשים לב כדי להבטיח כי שלושה תנאים מרכזיים מתקיימים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפנים הפרוקסימלי של צרור סיבים צריך להיות צילמו על מצלמה CCD ללא defocus, על מנת להשיג את הרזולוציה המלאה של המערכת. איור 2a, b, c להדגים חלק צרור סיבים צילמו עם פוקוס עניים, defocus קלה, ולהתמקד טוב, בהתאמה. המוקד האופטימלי נמצא על ידי התאמת עמדת צירית של העדשה אובייקטיבית יחסית מול צרור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפנים הפרוקסימלי של צרור סיבים צריך להיות מואר באופן אחיד על פני קוטר המלא (שדה של נוף). כפי שמתואר טקסט Protocol (1.7), זו מושגת על ידי הגדרת אופטיקה תאורה לתאורה קולר. איור 2 מראה תמונה נרכש כאשר מדגם ניאון אחיד מואר בתצורה זו מועדפת, עם 2e איור הממחיש את התוצאה המתאימה תחת תאורה קריטיות. במקרה האחרון, המבנה של ה-LED היא הדמיה על הפנים חבילת סיבי, וכתוצאה מכך הופעתו של דפוס זה לא רצויים על גבי מבנה המדגם נכון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שני הפרצופים הפרוקסימלית ומ דיסטלי של צרור סיבים צריך להיות נקי ללא שריטות וצ&#39;יפס. איור 2f מדגים את נוכחותם של פסולת מחוברת הפנים צרור, עם נזק בצורת שבב קטן בשעה 5 ב למתחם סיבים. רסיסים ניתן להסיר חבילה הפנים על ידי ניקוי באותו אופן כמו סיבים אופטיים מחברים קונבנציונלי, עם נייר העדשה isopropanol, או תקן סיב אופטי וכלי ניקוי. אם צד של צרור סיבים שרוט או סדוק, או אם הצרור הפסקות אורכו, הפנים עשוי להיות מלוטש שטוח ידי ידנית רגילה, או טכניקות ליטוש מכני. אנו ממליצים 12-15 מיקרומטר מלחכת נייר ליטוש גס ראשוני, עם ליטוש סופי על נייר 0.5-1.0 מיקרומטר. </li></ol> איור 3a מראה הדמיה של 1483 תאים במבחנה, בעקבות תיוג מיקום proflavine עם אור של צרור סיבים חשופים על המדגם. איור 3b מראה את השיפור ברזולוציה מרחבית וצמצום בתחום התצוגה של-הניתנים על ידי העדשה חיוך 2.5x קשור קצה צרור. סרט 1 מדגים בתחום ההדמיה vivo של כרית שומן החלב במודל של עכברים. הנה צרור סיבים בקוטר 0.5 מ&quot;מ החיצוניות (330 מיקרומטר בתחום של נוף) הועבר באמצעות מחט 21-מד מתקדמים לתוך הרקמה. בתאי שומן גלויים לעין, עם תנועה עקב מחזור לב ניכרת רכישה זו ב 15מסגרות לשנייה. איור 3c מדגים הדמיה של רירית הפה של מתנדב של אדם בריא, הפעם באמצעות צרור סיבים גדול בקוטר 1.5 מ&quot;מ החיצוניות (1.4 מ&quot;מ בתחום של נוף). בכל הדוגמאות הראו, proflavine שימש סוכן תיוג גרעיני פלורסנט לעומת זאת. <img src="/files/ftp_upload/2306/2306fig1.jpg" alt="איור 1" /> באיור 1. הרכבת microendoscope ברזולוציה גבוהה (HRME). (א) תרשים סכמטי של מערכת HRME. (ב) האסיפה של מבנה התמיכה העיקרי optomechanical. (ג) תוספת של אלמנטים אופטיים, LED תאורה, ואת המצלמה CCD. (ד) צילום של מערכת HRME, ארוז בתוך 10 &quot;x 8&quot; x המתחם &quot;2.5. <img src="/files/ftp_upload/2306/2306fig2.jpg" alt="איור 2" /> איור 2. הגדרת HRME. דוגמאות הדמיה עם צרור סיבים אופטיים בפוקוס עניים (א), (ב) לסגור להתמקד טוב, (ג) להתמקד אידיאלי. ב (ד), יעד פלורסנט אחידה בקצה הדיסטלי של צרור הוא הדמיה תחת תאורה (אחיד) קולר. (ה) מטרה פלורסנט אחיד צילמו תחת תאורה קריטי, עם מבנה המקור לכאורה על האובייקט. (ו) Loose רקמות ותאי יכול לדבוק פני סיבים צרור, שגם היא נוטה נזק מזערי בפריפריה שלה. <img src="/files/ftp_upload/2306/2306fig3.jpg" alt="איור 3" /> איור 3. הדמיה עם HRME. (א) 1483 תאים במבחנה, צילמו עם צרור סיבים חשופים (IGN-08/30) בעקבות תיוג עם 0.01% proflavine (w / v). (ב) אותה תרבות 1483 התא כפי שמוצג (א), צילמו עם צרור סיבים עם עדשה והחיוך 2.5x המצורפת. (ג) מקדימה של רירית הפה נורמלי אדם in vivo, בעקבות יישום מקומי של 0.01% proflavine (w / v). סרט 1. הדמיה משטח שומן החלב של עכבר דרך הכניסה של 450 מיקרומטר החיצוני צרור סיבים בקוטר בתוך לומן של מחט 21-מד עברה לתוך הרקמה. Proflavine 0.01% (w / v) נמסר לאתר הדמיה באמצעות מחט אותו לפני החדרת סיב הדמיה. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/2306/5-11-1 2306_Pierce_movie1.avi">לחץ כאן כדי לצפות וידאו</a>

<ol>
	<li>Pierce, M. C., Javier, D. J., Richards-Kortum, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+contrast+agents+and+imaging+systems+for+detection+and+diagnosis+of+cancer.">Optical contrast agents and imaging systems for detection and diagnosis of cancer.</a> Int. J. Cancer. 123, 1979-1990 (2008).</li><li>Muldoon, T. J., Pierce, M. C., Nida, D. L., Williams, M. D., Gillenwater, A., Richards-Kortum, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular-resolution+molecular+imaging+within+living+tissue+by+fiber+microendoscopy.">Subcellular-resolution molecular imaging within living tissue by fiber microendoscopy.</a> Opt. Express. 15, 16413-16423 (2007).</li><li>Muldoon, T. J., Anandasabapathy, S., Maru, D., Richards-Kortum, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+imaging+in+Barrett's+esophagus:+a+novel,+low-cost+endoscopic+microscope.">High-resolution imaging in Barrett's esophagus: a novel, low-cost endoscopic microscope.</a> Gastrointest. Endosc. 68, 737-744 (2008).</li><li>Muldoon, T. J., Thekkek, N., Roblyer, D., Maru, D., Harpaz, N., Potack, J., Anandasabapathy, S., Richards-Kortum, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+quantitative+image+analysis+criteria+for+the+high-resolution+microendoscopic+detection+of+neoplasia+in+Barrett's+esophagus.">Evaluation of quantitative image analysis criteria for the high-resolution microendoscopic detection of neoplasia in Barrett's esophagus.</a> J. Biomed. Opt. 15, 026027-026027 (2010).</li><li>Zhong, W., Celli, J. P., Rizvi, I., Mai, Z., Spring, B. Q., Yun, S. H., Hasan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+high-resolution+fluorescence+microendoscopy+for+ovarian+cancer+detection+and+treatment+monitoring.">In vivo high-resolution fluorescence microendoscopy for ovarian cancer detection and treatment monitoring.</a> Br. J. Cancer. 101, 2015-2022 (2009).</li><li>Dubaj, V., Mazzolini, A., Wood, A., Harris, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optic+fibre+bundle+contact+imaging+probe+employing+a+laser+scanning+confocal+microscope.">Optic fibre bundle contact imaging probe employing a laser scanning confocal microscope.</a> J. Microsc. 207, 108-117 (2002).</li><li>Dromard, T., Ravaine, V., Ravaine, S., L&#233;v&#234;que, J. -. L., Sojic, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+in+vivo+imaging+of+human+skin+corneocytes+by+means+of+an+optical+fiber+bundle.">Remote in vivo imaging of human skin corneocytes by means of an optical fiber bundle.</a> Rev. Sci. Inst. 78, 053709-05 (2007).</li><li>Udovich, J. A., Kirkpatrick, N. D., Kano, A., Tanbakuchi, A., Utzinger, U., Gmitro, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+background+and+transmission+characteristics+of+fiber+optic+imaging+bundles.">Spectral background and transmission characteristics of fiber optic imaging bundles.</a> Appl. Opt. 47, 4560-4568 (2008).</li><li>Barretto, R. P. J., Messerschmidt, B., Schnitzer, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+fluorescence+imaging+with+high-resolution+microlenses.">In vivo fluorescence imaging with high-resolution microlenses.</a> Nat. Methods. 6, 511-512 (2009).</li><li>Rouse, A. R., Kano, A., Udovich, J. A., Kroto, S. M., Gmitro, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+demonstration+of+a+miniature+catheter+for+a+confocal+microendoscope.">Design and demonstration of a miniature catheter for a confocal microendoscope.</a> Appl. Opt. 43, 5763-5771 (2004).</li><li>Kester, R. T., Christenson, T., Richards-Kortum, R., Tkaczyk, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+cost,+high+performance,+self-aligning+miniature+optical+systems.">Low cost, high performance, self-aligning miniature optical systems.</a> Appl. Opt. 48, 3375-3384 (2009).</li></ol>

הפרלמנט dy אין לחשוף. RRK מחזיקה פטנטים הקשורים פלטפורמות הדמיה microendoscopic.

הטכניקה ברזולוציה גבוהה microendoscopy המתואר כאן מספקת לחוקרים בתחומים בסיסיים מחקר ביו קליניים עם שיטה גמיש, חזק, וחסכוני המאפשר הדמיה פרט הסלולר באתרו. תיארנו פרוטוקול להרכבת מערכת הדמיה הדגימו את השימוש בו תרבית תאים במבחנה, בעלי חיים, ורקמות אדם in vivo. בעוד תוצאות ההדמיה שהוצגו כאן בשימוש proflavine כסוכן בניגוד ניאון, קבוצות אחרות הוכיחו גרסאות של מערכת עם אורכי גל תאורה ומסננים LED שנבחרו על מנת להתאים עירור / פליטת ספקטרום של צבעים אחרים 5-7. רזולוציה ותחום של נוף נקבעים תחילה על ידי ריווח הליבה אל הליבה בקוטר הדמיה של צרור סיבים אופטיים. השתמשנו צרורות עם מרווח של כ 4 מיקרומטר הליבה הליבה, הדמיה בקטרים ​​של 330 מיקרומטר (סרט 1), 720 מיקרומטר (איור 2, איור 3 א, ב), 1400 מיקרומטר (איור 3c). חבילות קטנות יותר יכולה להיות מועברת באמצעות מחטים מד צר באופן משמעותי גמישה יותר סיבים יותר. אנחנו ועוד 8 יש, במקרים מסוימים, ציין את המראה של פליטת autofluorescence מן הסיבים צרור עצמו. כאשר מנסים לעורר fluorophores באורכי גל UV, או לאסוף פליטה בטווח ספקטרלי אדום, יש לשים לב לרמת autofluorescence צרור סיבים התורמים האות הנמדד הכוללת. בעוד רוב העבודה microendoscopy ברזולוציה גבוהה דיווח עדכני השתמשה צרור סיבים חשופים, הגדלה נוספת יכול להיות מסופק על ידי שימוש בעדשות והחיוך קשור קצה דיסטלי. עדשות והחיוך מציעים דרך פשוטה וחסכונית להגדיל רזולוציה מרחבית, למרות הרגישות שלהם סטיות אופטיות ומוגבל NA מוכרת היטב. אם העדשה אינה מספקת ביצועים והחיוך עבור יישום מסוים, חיוך היברידי / מטרות עדשה כדורי 9 או מיניאטורית עדשה assemblies אובייקטיבי 10-11 יכול להיות מועסק. Microendoscope ברזולוציה גבוהה המתואר כאן בעצם פועל כמו מיקרוסקופ פלואורסצנטי עלית רחב בתחום, ולכן לא חתך אופטי (כמו מיקרוסקופיה confocal או קוי) צפוי. מניסיוננו, באמצעות עירור 455 ננומטר אור proflavine אקטואלי כסוכן לעומת זאת, אור נאסף בעיקר לעומק המתאים שכבות תאים בודדים. פרוטוקול זה צריך לאפשר לקורא להרכיב את microendoscope ברזולוציה גבוהה על benchtop, עם טביעת רגל קומפקטית של 10 &quot;x 8&quot;. אם תרצה בכך, המערכת עשויה להיות סגורים בתוך קופסה לבין רכיבים חשמליים (LED המצלמה) מופעל על ידי סוללה (איור 1d). מצלמות קומפקטיות רבות יכול להיות מופעל על ידי ה-IEEE-1394 (Firewire) ו יציאות ה-USB של המחשב המארח.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>CCD camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Point Grey Research</td>
<td>GRAS-14S5M</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>LED</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>M455L2</td>
<td>Selected for use with proflavine &#x2013; other fluorophores may require different parts</td>
</tr>
<tr>
<td>Excitation filter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Semrock</td>
<td>452/45</td>
<td>Selected for use with proflavine &#x2013; other fluorophores may require different parts</td>
</tr>
<tr>
<td>Emission filter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Semrock</td>
<td>550/88</td>
<td>Selected for use with proflavine &#x2013; other fluorophores may require different parts</td>
</tr>
<tr>
<td>Dichroic mirror</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Chroma</td>
<td>485 DCLP</td>
<td>Selected for use with proflavine &#x2013; other fluorophores may require different parts</td>
</tr>
<tr>
<td>Objective lens</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs (Olympus)</td>
<td>RMS 10X</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tube lens</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>AC-254-150-A1</td>
<td>Select focal length to achieve required magnification to CCD</td>
</tr>
<tr>
<td>Condenser lens</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>ACL2520</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Cage cube unit</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>C6W, B1C, B3C, B5C, SM1CP2</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Cage rods and plates</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>ER05 (x4), ER1.5 (x2), ER2 (x2), ER6 (x2), CP02 (x3)</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fold mirror unit</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>KCB1, PF10-03-G01</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Lens tubes</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>SM1L05, SM1L30, SM1V05 (or SM1Z)</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Adapters / couplers</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>SM1A3, SM1A9, SM1T2 (x2)</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>SMA connectors</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>SM1SMA, 11040A</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>LED driver</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>LEDD1B TPS001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fiber optic bundle</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sumitomo</td>
<td>IGN-08/30</td>
<td>Larger or smaller bundles are available (Sumitomo / Fujikura)</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

high-resolution fiber-optic microendoscopy for in situ cellular imaging

מחקרים ביולוגיים וקליניים רבים דורשים את המחקר ניתוח האורך של מורפולוגיה ותפקוד עם רזולוציה ברמה התאית. באופן מסורתי, ניסויים רבים מופעלים במקביל, עם דגימות בודדות הוסרו מהמחקר בנקודות זמן רציפים להערכה על ידי מיקרוסקופ אור. טכניקות intravital פותחו מספר, עם confocal, multiphoton, וכן במיקרוסקופ הרמוני second כל הוכחת יכולתם לשמש עבור הדמיה 1 באתרה. בעזרת מערכות אלו, עם זאת, את התשתית הנדרשת הוא מורכב ויקר, הכוללים מערכות סריקת לייזר ומקורות אור מורכבים. כאן אנו מציגים פרוטוקול לתכנון והרכבה של microendoscope ברזולוציה גבוהה אשר יכול להיות בנוי בתוך יום באמצעות מדף רכיבים עבור תחת 5,000 דולר ארה&quot;ב. הפלטפורמה מציעה גמישות מבחינת רזולוציית התמונה, בתחום של נוף, ופועל גל, ואנחנו מתארים כיצד פרמטרים אלה ניתן לשנות בקלות כדי לענות על הצרכים הספציפיים של משתמש הקצה. אנו ואחרים בחנו את השימוש microendoscope ברזולוציה גבוהה (HRME) בתוך התרבות תאים במבחנה 2-5, ב 6 נכרת ורקמות חיים חיים 2,5, ו ברקמות אדם in vivo 2,7. המשתמשים דיווחו על שימוש שונה סוכני מספר בניגוד פלורסנט, כולל 2-4 proflavine, benzoporphyrin-נגזרות טבעת monoacid (BPD-MA) 5, ו fluoroscein 6,7, אשר כולם קיבלו מלא, או investigational אישור ה-FDA לשימוש בבני אדם. ברזולוציה גבוהה microendoscopy, בצורה המתוארת כאן, רשאי לערער על מגוון רחב של חוקרים העובדים בתחום מדעי בסיסי וקליני. השיטה מציעה גישה יעילה וחסכונית אשר משלים מיקרוסקופיה benchtop המסורתית, בכך שהיא מאפשרת למשתמש לבצע ברזולוציה גבוהה, הדמיה האורך באתרם.

Watch this Scientific Journal Video about High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging at JoVE.com

High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging

במצבים ביולוגיים וקליניים רבים הוא יתרון ללמוד תהליכים תאיים כמו שהם להתפתח microenvironment הולדתם. כאן אנו מתארים את הרכבה ושימוש מיקרוסקופ סיב אופטי בעלות נמוכה אשר יכול לספק הדמיה בזמן אמת בתרבות התא, מחקרים בבעלי חיים, ומחקרים קליניים המטופל.

רזולוציה גבוהה סיבים אופטיים עבור Microendoscopy באתרו נייד הדמיה

Many biological and clinical studies require the longitudinal study and analysis of morphology and function with cellular level resolution.  ...

high-resolution-fiber-optic-microendoscopy-for-situ-cellular

Research

JoVE Journal

Bioengineering

High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging

34.3K Views.  Rice University. במצבים ביולוגיים וקליניים רבים הוא יתרון ללמוד תהליכים תאיים כמו שהם להתפתח microenvironment הולדתם. כאן אנו מתארים את הרכבה ושימוש מיקרוסקופ סיב אופטי בעלות נמוכה אשר יכול לספק הדמיה בזמן אמת בתרבות התא, מחקרים בבעלי חיים, ומחקרים קליניים המטופל.

Video: High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging

High Resolution 3D Imaging of Ex-Vivo Biological Samples by Micro CT

Non-destructive volume visualization can be achieved only by tomographic techniques, of which the most efficient is the x-ray micro computerized tomography (&mu;CT).
High resolution &mu;CT is a very versatile yet accurate (1-2 microns of resolution) technique for 3D examination of ex-vivo biological samples1, 2. As opposed to electron tomography, the &mu;CT allows the examination of up to 4 cm thick samples. This technique requires only few hours of measurement as compared to weeks in histology. In addition, &mu;CT does not rely on 2D stereologic models, thus it may complement and in some cases can even replace histological methods3, 4, which are both time consuming and destructive. Sample conditioning and positioning in &mu;CT is straightforward and does not require high vacuum or low temperatures, which may adversely affect the structure. The sample is positioned and rotated 180&deg; or 360&deg;between a microfocused x-ray source and a detector, which includes a scintillator and an accurate CCD camera, For each angle a 2D image is taken, and then the entire volume is reconstructed using one of the different available algorithms5-7. The 3D resolution increases with the decrease of the rotation step. The present video protocol shows the main steps in preparation, immobilization and positioning of the sample followed by imaging at high resolution.

High Resolution 3D Imaging of Ex-Vivo Biological Samples by Micro CT

Non-destructive volume visualization can be achieved only by tomographic techniques, of which the most efficient is the x-ray micro computerized tomography ( CT).

ברזולוציה גבוהה 3D הדמיה של Ex-Vivo דגימות ביולוגיות באמצעות מיקרו-CT

Non-destructive volume visualization can be achieved only by tomographic techniques, of which the most efficient is the x-ray micro computerized ...

Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical sectioning of complex systems. Confocal microscopy is routinely used, for example, to study specific cellular targets1, monitor dynamics in living cells2-4, and visualize the three dimensional evolution of entire organisms5,6. Extensions of confocal imaging systems, such as confocal microendoscopes, allow for high-resolution imaging in vivo7 and are currently being applied to disease imaging and diagnosis in clinical settings8,9.
Confocal microscopy provides three-dimensional resolution by creating so-called "optical sections" using straightforward geometrical optics. In a standard wide-field microscope, fluorescence generated from a sample is collected by an objective lens and relayed directly to a detector. While acceptable for imaging thin samples, thick samples become blurred by fluorescence generated above and below the objective focal plane. In contrast, confocal microscopy enables virtual, optical sectioning of samples, rejecting out-of-focus light to build high resolution three-dimensional representations of samples.
Confocal microscopes achieve this feat by using a confocal aperture in the detection beam path. The fluorescence collected from a sample by the objective is relayed back through the scanning mirrors and through the primary dichroic mirror, a mirror carefully selected to reflect shorter wavelengths such as the laser excitation beam while passing the longer, Stokes-shifted fluorescence emission. This long-wavelength fluorescence signal is then passed to a pair of lenses on either side of a pinhole that is positioned at a plane exactly conjugate with the focal plane of the objective lens. Photons collected from the focal volume of the object are collimated by the objective lens and are focused by the confocal lenses through the pinhole. Fluorescence generated above or below the focal plane will therefore not be collimated properly, and will not pass through the confocal pinhole1, creating an optical section in which only light from the microscope focus is visible. (Fig 1). Thus the pinhole effectively acts as a virtual aperture in the focal plane, confining the detected emission to only one limited spatial location.
Modern commercial confocal microscopes offer users fully automated operation, making formerly complex imaging procedures relatively straightforward and accessible. Despite the flexibility and power of these systems, commercial confocal microscopes are not well suited for all confocal imaging tasks, such as many in vivo imaging applications. Without the ability to create customized imaging systems to meet their needs, important experiments can remain out of reach to many scientists.
In this article, we provide a step-by-step method for the complete construction of a custom, video-rate confocal imaging system from basic components. The upright microscope will be constructed using a resonant galvanometric mirror to provide the fast scanning axis, while a standard speed resonant galvanometric mirror will scan the slow axis. To create a precise scanned beam in the objective lens focus, these mirrors will be positioned at the so-called telecentric planes using four relay lenses. Confocal detection will be accomplished using a standard, off-the-shelf photomultiplier tube (PMT), and the images will be captured and displayed using a Matrox framegrabber card and the included software.

The complete construction of a custom, real-time confocal scanning imaging system is described. This system, which can be readily used for video-rate microscopy and microendoscopy, allows for an array of imaging geometries and applications not accessible using standard commercial confocal systems, at a fraction of the cost.

וידאו קצב סריקה מיקרוסקופית Confocal ו Microendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

Continuous High-resolution Microscopic Observation of Replicative Aging in Budding Yeast

We demonstrate the use of a simple microfluidic setup, in which single budding yeast cells can be tracked throughout their entire lifespan. The microfluidic chip exploits the size difference between mother and daughter cells using an array of micropads. Upon loading, cells are trapped underneath these micropads, because the distance between the micropad and cover glass is similar to the diameter of a yeast cell (3-4 &mu;m). After the loading procedure, culture medium is continuously flushed through the chip, which not only creates a constant and defined environment throughout the entire experiment, but also flushes out the emerging daughter cells, which are not retained underneath the pads due to their smaller size. The setup retains mother cells so efficiently that in a single experiment up to 50 individual cells can be monitored in a fully automated manner for 5 days or, if necessary, longer. In addition, the excellent optical properties of the chip allow high-resolution imaging of cells during the entire aging process.

We describe here the operation of a microfluidic device that allows continuous and high-resolution microscopic imaging of single budding yeast cells during their complete replicative and/or chronological lifespan.

תצפית מיקרוסקופית ברזולוציה גבוהה מתמשכת של replicative הזדקנות בשמרי הנצה

We demonstrate the use of a simple microfluidic setup, in which single budding yeast cells can be tracked throughout their entire lifespan. The ...

High-resolution Spatiotemporal Analysis of Receptor Dynamics by Single-molecule Fluorescence Microscopy

Single-molecule microscopy is emerging as a powerful approach to analyze the behavior of signaling molecules, in particular concerning those aspect (e.g., kinetics, coexistence of different states and populations, transient interactions), which are typically hidden in ensemble measurements, such as those obtained with standard biochemical or microscopy methods. Thus, dynamic events, such as receptor-receptor interactions, can be followed in real time in a living cell with high spatiotemporal resolution. This protocol describes a method based on labeling with small and bright organic fluorophores and total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy to directly visualize single receptors on the surface of living cells. This approach allows one to precisely localize receptors, measure the size of receptor complexes, and capture dynamic events such as transient receptor-receptor interactions. The protocol provides a detailed description of how to perform a single-molecule experiment, including sample preparation, image acquisition and image analysis. As an example, the application of this method to analyze two G-protein-coupled receptors, i.e., &#946;2-adrenergic and &#947;-aminobutyric acid type B (GABAB) receptor, is reported. The protocol can be adapted to other membrane proteins and different cell models, transfection methods and labeling strategies.

This protocol describes how to use total internal reflection fluorescence microscopy to visualize and track single receptors on the surface of living cells and thereby analyze receptor lateral mobility, size of receptor complexes as well as to visualize transient receptor-receptor interactions. This protocol can be extended to other membrane proteins.

רזולוציה גבוהה ניתוח Spatiotemporal של קולטן Dynamics ידי המולקולה בודדת מיקרוסקופ פלואורסצנטי

Single-molecule microscopy is emerging as a powerful approach to analyze the behavior of signaling molecules, in particular concerning those aspect (e.g., ...

Preparation of Mica Supported Lipid Bilayers for High Resolution Optical Microscopy Imaging

Supported lipid bilayers (SLBs) are widely used as a model for studying membrane properties (phase separation, clustering, dynamics) and its interaction with other compounds, such as drugs or peptides. However SLB characteristics differ depending on the support used. 
Commonly used techniques for SLB imaging and measurements are single molecule fluorescence microscopy, FCS and atomic force microscopy (AFM). Because most optical imaging studies are carried out on a glass support, while AFM requires an extremely flat surface (generally mica), results from these techniques cannot be compared directly, since the charge and smoothness properties of these materials strongly influence diffusion. Unfortunately, the high level of manual dexterity required for the cutting and gluing thin slices of mica to the glass slide presents a hurdle to routine use of mica for SLB preparation. Although this would be the method of choice, such prepared mica surfaces often end up being uneven (wavy) and difficult to image, especially with small working distance, high numerical aperture lenses. Here we present a simple and reproducible method for preparing thin, flat mica surfaces for lipid vesicle deposition and SLB preparation. Additionally, our custom made chamber requires only very small volumes of vesicles for SLB formation. The overall procedure results in the efficient, simple and inexpensive production of high quality lipid bilayer surfaces that are directly comparable to those used in AFM studies.

We present a method of preparing mica supported lipid bilayers for high resolution microscopy. Mica is transparent and flat on an atomic scale, but rarely used in imaging because of handling difficulties; our preparation results in even deposition of the mica sheet, and reduces the material used in bilayer preparation.

הכנת מיכה נתמכת יפידים bilayers לרזולוציה גבוהה מיקרוסקופיה אופטית הדמיה

Supported lipid bilayers (SLBs) are widely used as a model for studying membrane properties (phase separation, clustering, dynamics) and its interaction ...

Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

Recent fiber-bundle microendoscopy techniques enable non-invasive analysis of in vivo tissue using either imaging techniques or a combination of spectroscopy techniques. Combining imaging and spectroscopy techniques into a single optical probe may provide a more complete analysis of tissue health. In this article, two dissimilar modalities are combined, high-resolution fluorescence microendoscopy imaging and diffuse reflectance spectroscopy, into a single optical probe. High-resolution fluorescence microendoscopy imaging is a technique used to visualize apical tissue micro-architecture and, although mostly a qualitative technique, has demonstrated effective real-time differentiation between neoplastic and non-neoplastic tissue. Diffuse reflectance spectroscopy is a technique which can extract tissue physiological parameters including local hemoglobin concentration, melanin concentration, and oxygen saturation. This article describes the specifications required to construct the fiber-optic probe, how to build the instrumentation, and then demonstrates the technique on in vivo human skin. This work revealed that tissue micro-architecture, specifically apical skin keratinocytes, can be co-registered with its associated physiological parameters. The instrumentation and fiber-bundle probe presented here can be optimized as either a handheld or endoscopically-compatible device for use in a variety of organ systems. Additional clinical research is needed to test the viability of this technique for different epithelial disease states.

Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

The assembly and use of a multimodal microendoscope is described which can co-register superficial tissue image data with tissue physiological parameters including hemoglobin concentration, melanin concentration, and oxygen saturation. This technique can be useful for evaluating tissue structure and perfusion, and can be optimized for individual needs of the investigator.

הדמיה מולטימודליות וספקטרוסקופיה סיבים צרור פלטפורמת Microendoscopy עבור לא פולשני,<em&gt; In vivo</em&gt; בדיקת רקמות

Recent fiber-bundle microendoscopy techniques enable non-invasive analysis of in vivo tissue using either imaging techniques or a combination of ...

Proper Positioning and Restraint of a Rat Hind Limb for Focused High Resolution Imaging of Bone Micro-architecture Using In Vivo Micro-computed Tomography

The use of in vivo micro-computed tomography (&#181;CT) is a powerful tool which involves the non-destructive imaging of internal structures at high resolutions in live animal models. This allows for repeated imaging of the same rodent over time. This feature not only reduces the total number of rodents required in an experimental design and thereby reduces the inter-subject variation that can arise, but also allows researchers to assess longitudinal or life-long responses to an intervention. To acquire high quality images that can be processed and analyzed to more accurately quantify outcomes of bone micro-architecture, users of in vivo &#181;CT scanners must properly anesthetize the rat, and position and restrain the hind limb. To do this, it is imperative that the rat be anesthetized to a level of complete relaxation, and that pedal reflexes are lost. These guidelines may be modified for each individual rat, as the rate of isoflurane metabolism can vary depending on strain and body size. Proper technique for in vivo &#181;CT image acquisition enables accurate and consistent measurement of bone micro-architecture within and across studies.

Proper Positioning and Restraint of a Rat Hind Limb for Focused High Resolution Imaging of Bone Micro-architecture Using In Vivo Micro-computed Tomography

This paper instructs users of in vivo micro-computed tomography (&#181;CT) scanners how to anesthetize, correctly position and restrain the hind limb of a rat for minimal movement during high-resolution imaging of the tibia. The result is high quality images that can be processed to accurately quantify bone micro-architecture.

מיקום מתאים ואיפוק של איבר הינד עכברוש עבור הדמיה ברזולוציה גבוהה ממוקד של עצם באמצעות מיקרו-ארכיטקטורה In Vivo שחושב מיקרו טומוגרפיה

The use of in vivo micro-computed tomography (&#181;CT) is a powerful tool which involves the non-destructive imaging of internal structures at high ...

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps compared to standard metallographic sample preparation procedures. The paper proposes a novel bespoke rig for dynamic domain imaging with in situ BH (magnetic hysteresis) measurements and elaborates the protocols for the sensor preparation and the use of the rig to ensure accurate BH measurement. The protocols for static and ordinary dynamic domain imaging (without in situ BH measurements) are also presented. The reported method takes advantage of the convenience and high sensitivity of the traditional Bitter method and enables in situ BH measurement without interrupting or interfering with the domain wall movement processes. This facilitates establishing a direct and quantitative link between the domain wall movement processes&#8211;microstructural feature interactions in ferritic steels with their BH loops. This method is anticipated to become a useful tool for the fundamental study of microstructure&#8211;magnetic property relationships in steels and to help interpret the electromagnetic sensor signals for non-destructive evaluation of steel microstructures.

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample and sensor preparation procedures and the protocols for using the test rig particularly for dynamic domain imaging with in situ BH measurements in order to achieve optimal domain pattern quality and accurate BH measurements.

פרוטוקול עבור הדמיה מגנטית תחום עם בחיי עיר היסטרזיס מדידת וההתקנה ממוטבת

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps ...

High Resolution 3D Imaging of the Human Pancreas Neuro-insular Network

Using traditional histological methods, researchers are hampered in their ability to image whole tissues or organs in large-scale 3D. Histological sections are generally limited to &#60;20 &#181;m as formalin fixed paraffin section on glass slides or &#60;500 &#181;m for free-floating fixed sections. Therefore, extensive efforts are required for serial sectioning and large-scale image reconstruction methods to recreate 3D for samples &#62;500 &#181;m using traditional methods. In addition, light scatters from macromolecules within tissues, particularly lipids, prevents imaging to a depth &#62;150 &#181;m with most confocal microscopes. To reduce light scatter and to allow for deep tissue imaging using simple confocal microscopy, various optical clearing methods have been developed that are relevant for rodent and human tissue samples fixed by immersion. Several methods are related and use protein crosslinking with acrylamide and tissue clearing with sodium dodecyl sulfate (SDS). Other optical clearing techniques used various solvents though each modification had various advantages and disadvantages. Here, an optimized passive optical clearing method is described for studies of the human pancreas innervation and specifically for interrogation of the innervation of human islets.

Here, we present a protocol to image human pancreas sections in three dimensions (3D) using optimized passive clearing methods. This manuscript demonstrates these procedures for passive optical clearing followed by multiple immunofluorescence staining to identify key elements of the autonomic and sensory neural networks innervating human islets.

הדמיה תלת-ממדית ברזולוציה גבוהה של הרשת נוירו-סקסיסטית לבלב אנושי

Using traditional histological methods, researchers are hampered in their ability to image whole tissues or organs in large-scale 3D. Histological ...

High-resolution Patterned Biofilm Deposition Using pDawn-Ag43

Spatial structure and patterning play an important role in bacterial biofilms. Here we demonstrate an accessible method for culturing E. coli biofilms into arbitrary spatial patterns at high spatial resolution. The technique uses a genetically encoded optogenetic construct&#8212;pDawn-Ag43&#8212;that couples biofilm formation in E. coli to optical stimulation by blue light. We detail the process for transforming E. coli with&#160;pDawn-Ag43, preparing the required optical set-up, and the protocol for culturing patterned biofilms using pDawn-Ag43 bacteria. Using this protocol, biofilms with a spatial resolution below 25 &#956;m can be patterned on various surfaces and environments, including enclosed chambers, without requiring microfabrication, clean-room facilities, or surface pretreatment. The technique is convenient and appropriate for use in applications that investigate the effect of biofilm structure, providing tunable control over biofilm patterning. More broadly, it also has potential applications in biomaterials, education, and bio-art.

We demonstrate a method for depositing Escherichia coli bacterial biofilms in arbitrary spatial patterns with a high resolution using optical stimulation of a genetically encoded surface-adhesion construct.

ברזולוציה גבוהה בדוגמת באמצעות התצהיר Biofilm pDawn-Ag43

Spatial structure and patterning play an important role in bacterial biofilms. Here we demonstrate an accessible method for culturing E. coli biofilms ...