פרויקט זה מומן על ידי הארץ באדן וירטמברג, כמו גם על ידי האיחוד האירופי, יורופאישר Fonds für die Regionale Entwicklung. המחברים מודים ריינר יטיג (ILM Ulm) לאספקת קו U251-MG-L106-Grx1-roGFP2 התא וקלאודיה Hintze לקבלת סיוע טכני מיומן.

גידולי אליפטית 1 נייד ודגירה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניסוי 1: spheroids הסלולרי הודגרו עם תרופה כימותרפיות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן agarose 1.5% במדיום תרבות על ידי הוספת 0.45 גרם של agarose ל30 בינוניים מ&quot;ל תרבות (מספיק ל6 צלחות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את התערובת מהצעד 1.1.1 לפחות 80 ° C תוך ערבוב אותו מעת לעת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא 50 μl של התערובת המחוממת מהצעד 1.1.2 לבאר כל צלחת 96 היטב ולתת לו לגבש בתוך 1-2 שעות. אחסן את הצלחות סגורות ומכוסה במקרר ב5 מעלות צלזיוס עד לשימוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרע על 150 MCF-7 תאי סרטן השד בכל טוב של הצלחת מוכנה 96 היטב בינוניים השתנה Dulbecco של הנשר (DMEM) עם מדיום F-12 התרבות של בשר חזיר בתוספת סרום 10% עוברי עגל (FCS) ו1% פניצילין / סטרפטומיצין . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגדול spheroids ל5-7 ימים עד קוטר של כ 200-300 מיקרומטר בחממה ב 5% CO 2 ו3776; C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה spheroids התא עם hydrochloride דוקסורוביצין האנטיביוטיקה anthracycline ל6 שעות בריכוז הנע בין 2 מיקרומטר ו8 מיקרומטר (במדיום תרבות) בחממה ב5% CO 2 ו37 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את spheroids התא עם מדיום תרבות או מאוזן תמיסת מלח של ארל (EBSS) לפני במיקרוסקופ. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניסוי 2: תהליך החמצון בspheroids להביע חיישן חיזור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרע על 400 תאי U251-MG-L106 גליובלסטומה באופן קבוע transfected עם גלוטתיון חיישן חיזור ניאון ירוק רגיש Grx1-roGFP2 בבארות מצופה agarose ג&#39;ל (ההליך מתואר בצעדים 1.1.1-1.1.3) של צלחת 96 היטב בDMEM מדיום התרבות בתוספת FCS 10%, 1% פניצילין / סטרפטומיצין וhygromycin B (150 מיקרוגרם / מ&quot;ל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגדול spheroids ל5-7 ימים עד קוטר של כ 200-300 מיקרומטר בחממה ב 5% CO 2 ו37 C °. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 10 &amp; #181; l של פתרון מי חמצן (pa purum, ≥ 30%) ל990 מים מזוקקים דו μl ליצור פתרון מניות מ&quot;מ 100 לשימוש בתוך שעות 12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל את פתרון המניות מהצעד 1.2.3 ל50 מיקרומטר בEBSS ממש לפני הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה spheroids התא באמצעות מערכת microfluidic בזמן מדידה עם מי חמצן 50 מיקרומטר בEBSS לחמצון של חיישן חיזור. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניסוי 3: ייזום וסימון של נמק הסלולר בתוך spheroids <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרע תאים -400 (למשל, תאי גליובלסטומה U251-MG-L106-Grx1-roGFP2) בבארות מצופים agarose ג&#39;ל (הליך מתואר בצעדים 1.1.1-1.1.3) של צלחת 96 היטב במדיום תרבות DMEM בתוספת FCS 10%, 1% פניצילין / סטרפטומיצין וhygromycin B (150 מ&quot;ג / מ&quot;ל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגדול spheroids ל5-7 ימים עד קוטר של כ 200-300 מיקרומטר בחממה ב 5% CO 2 ו37 C °. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה התאspheroids עם rotenone המיטוכונדריה הובלת אלקטרונים המעכב ל3 שעות בריכוז של 1 מיקרומטר במדיום התרבות כדי לגרום לנימק סלולארי. בנוסף, שיתוף דגירה עם צבע רעיל ירוק ל3 שעות בריכוז של 1 μl במדיום תרבות מ&quot;ל 1 לתייג תאי נימקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את spheroids התא עם מדיום תרבות או EBSS לפני במיקרוסקופ. </li></ol></li></ol> .2 התאמת גיליון אור הערה: להשגת התוצאות הטובות ביותר שיש לו להבטיח שמותן הקורה של גיליון האור היא במישור המוקד של העדשה האובייקטיבית. העמדה של המותניים הקרן ניתן ליישר רק על ידי התבוננות גיליון האור במצב אנכי ביחס לנימים (ראה צעדים 2.5-2.8). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במיקרוסקופ הפוכה והר מודול עירור SPIM, כפי שמתואר במס. 16, לbaseplate של טבלת המיצוב (ראה איור 1 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצייד את מיקרוסקופ עם 1עדשת 0x / 0.3 או 20X / 0.5 מיקרוסקופ אובייקטיבי ומסנן ארוך לעבור מתאים (ננומטר למשל, λ ≥ 515) בדרך זיהוי של המיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר מצלמה שילוב לנמל זיהוי של המיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בקרן collimated מקבילה של לייזר או דיודת לייזר עם אורך גל עירור של מועדף 470 ננומטר ולהחיל אותו על מודול SPIM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את העדשה הגלילית על ידי 90 מעלות, המעבירה את גיליון האור למצב אנכי להתאמה צירית של המותניים הקורה של גיליון האור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח נימים המכילות נוזל עם צבע פלואורסצנטי בבעל המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את בעל מדגם עם הנימים לשולחן המיצוב של מיקרוסקופ וליישר את עמדתו של הנימים כך שהוא מרוכז ומותני הקורה של גיליון האור הוא בפוקוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את המותניים קרן על ידי וריאציה של התנוחה הצירית של העדשה הגלילית עצמו. להחזיר את העדשה לאחר מודעהjustment. </li></ol> יישום אליפטית .3 נייד וסנכרון Feed מיקרוסקופ <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את spheroids התא בנפרד או בקבוצות בתוך נימי זכוכית בורוסיליקט המלבני 16 עם סעיף פנימי צולב של 600 מיקרומטר x 600 מיקרומטר ועובי דופן של 120 מיקרומטר. שתי טכניקות ליישום של אליפטית תא הוכיחו להיות מוצלח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את הנימים הריקות זקופות עם אגודל ואצבע אמצעית ולאטום את הפתח העליון עם האצבע שלך. להביא את הפתיחה נמוכה יותר קרובה לאליפטית התא בנוזל סביבו (EBSS או מדיום תרבות). שחרר את האצבע מהפתח העליון. נוזל עם אליפטית התא בו יהיה ספוג באופן מיידי על ידי כוחות נימים. להתאים את המיקום של אליפטית בתוך הנימים מולא בגרביטציה בתנוחה זקופה בהתאמה של הנימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, להחיל את אליפטית התא לנימים באמצעות פיפטה. קח tha טיפולt הפתיחה של הקצה פיפטה היא, מצד אחד, גדולה מספיק לגודל אליפטית ו, לעומת זאת, פחות או שווה בגודלו לקוטר הפנימי של הנימים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הנימים עם אליפטית בזה בבעל מדגם מיוחד למיקרוסקופיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את בעל מדגם עם הנימים לשולחן המיצוב של מיקרוסקופ וליישר את העמדה של אליפטית התא כך שהוא מרוכז וממוקד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את ההתאמה בין גיליון האור ומישור המוקד של העדשה האובייקטיבית מיקרוסקופ בנתיב הגילוי על ידי התאמת המיקום של מראה ההשתקפות והעדשה הגלילית (ראה בורג התאמה באיור 1 ב). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כוונן את בורג מיקרומטר (ראה איור 1) בהתאם למדדי השבירה והצמצם המספרי של העדשה האובייקטיבית כדי לפצות את השפעת fishtank. הערה: מדדים שונים שבירה של המדגם והתקשורתי סביב tהוא להוביל עדשה אובייקטיבית לפער שבין השינוי של העדשה האובייקטיבית והמשמרת של מישור המוקד. מאחר שמדובר באור מועבר על ידי הצריח האובייקטיבי, חוסר ההתאמה בין המשמרת של גיליון האור (המקביל למשמרת של העדשה האובייקטיבית) והשינוי של מישור המוקד הוא מתוגמל על ידי זרוע מנוף (ראה איור 1). בורג מיקרומטר משמש להתאים את המרחק בין העליון והתחתונה הסיכה כדי להתאים את המשמרת של גיליון האור בהתאם לצמצם המספרי של העדשה האובייקטיבית ומדדי השבירה. </li></ol><img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51993/51993fig1highres.jpg" width="500" /> 1 (א) תמונה של מודול תאורת מטוס הבודד רכוב על baseplate של טבלת המיצוב של מיקרוסקופ הפוכה, (ב) הגדרת דמותו של תאורת המטוס הבודדמודול וסנכרון הזנת מיקרוסקופ כדי לפצות הרמת חוסר ההתאמה (השפעת fishtank) בין מישור מוקד ומטוס תאורה. o Δz מציינת את המעבר של העדשה האובייקטיבית וΔz f המשמרת של מישור המוקד וגיליון האור. שיבוץ תערוכות חתכים של נימי אליפטית המכילה. משמאל: נימים מלבניות עם קוטר פנימי של 600 מיקרומטר (קיר 120 מיקרומטר). מימין: הגדרה המשמשת לסיבוב. נימים פנימיות עגולות (קוטר פנימי 400 מיקרומטר, בקוטר חיצוני 550 מיקרומטר) הוא הסתובב בתוך הנימים מלבניות החיצוניות. החלל שבין שתי הנימים מלא בנוזל טבילה. .4 מדידה בדינמית נוזלית סביבה הערה: הפרוטוקול הקודם משמש לדגירת סטטי לפני מדידה שבו אליפטית התא כבר בעבר מודגרות ולאחר מכן נערכה במקום בנימים על ידי כוח הכביד פשוט. אין צורך בfixati נוסףב. עם זאת, למדידות בזורמות תקשורת שבו דגירה דינמית, ולכן, סביבה דינמית רצוי למדוד קינטיקה ספיגה, אחד יכול להשיג תת פרוטוקול זה. צעדים 4.5-4.9 הם קריטיים כדי למנוע בועות אוויר שהגיעו למדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא את הנימים עם FCS למשך 30 דקות כדי לתמוך בהדבקה מאוחר יותר סלולרית של אליפטית תא למשטח הזכוכית הפנימית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בואו ציפוי FCS שנותר בנימים המדולדלים להתייבש במשך שעה לפחות 12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להציג אליפטית התא לנימים המצופים FCS כמתואר בשלב 3.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השאר את הנימים בחממה ב5% CO 2 וC ° 37 ל2-4 שעות נוספות כדי לגרום להידבקות סלולרית של אליפטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת חלק afflux של מערכת microfluidic (ראה איור 2). השתמש במשאבת peristaltic למלא afflux של הצינור (הקוטר הפנימי: 0.89 מ&quot;מ) עם מדיום תרבות המכיל ניאון צבע, סמים או סוכן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Connect חלק afflux של מערכת microfluidic למלכודת בועה (ראה איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשון מהדק את הנימים ללא בועה לצינורות afflux ולאחר מכן מהדק הצד של הנימים האחרות לצינורות הניקוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנגינת טמפרטורת הנוזל של אמבט המים לערך הרצוי (למשל, 37 מעלות צלזיוס). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את משאבת peristaltic למהירות המשאבה הרצויה (למשל, קצב זרימה: 9 μl / דקה; מהירות משאבה בנימים: 25 מ&quot;מ / min). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את הנוזל נשאב גם בנמען (התקנת לולאה פתוחה), להאכיל אותו בחזרה למקור שלה (הגדרת לולאה סגורה) או להאכיל אותו ישירות לתוך צינורות של משאבת peristaltic (התקנה הדוקה לולאה סגורה). </li></ol><img alt="איור 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51993/51993fig2highres.jpg" width="500" /> איור 2 התקנת Microfluidic (לולאה פתוחה והדוק לולאה סגורה); שיבוץ: תאורה של SPHeroid בתוך מיקרו נימים באמצעות מיקרוסקופ אור גיליון מבוססת הקרינה מצמידים מיקרוסקופ הפוכה. .5 רכישת נתונים וניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את כוח הלייזר וזמן האינטגרציה לרכישת התמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תשמור על עצמך כי הפרמטרים שהוגדרו בשלב 5.1 לא יעלו על ערכי מינון אור על 50-100 J / 2 סנטימטר לתאים מקומיים או 10-20 J / 2 סנטימטר לתאים הודגרו עם צבע פלואורסצנטי או transfected עם פלסמיד קידוד חלבון פלואורסצנטי ל להימנע phototoxicity (לפרטים ראו Ref. 12). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את התוספת עבור z-המחסנית לΔz = 5-10 מיקרומטר שעדיף לניתוח נתונים 3 ממדים כעובי גיליון האור הוא כ 10 מיקרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע מדידות של תמונות בודדות או z-ערימות על ידי וריאציה של מטוס המוקד בתוך אליפטית התא. </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>

אין ניגודי אינטרסים הכריזו.

כתב היד הנוכחית מתארת ​​גיליון אור או מכשיר מיקרוסקופיה תאורת מטוס בודדת (SPIM) אשר מותאם במיוחד עבור מערכות תא 3 ממדים, למשל, spheroids רב תאי גידול (MCTS). שלושה יישומים למופת כוללים (1) ספיגה של תרופת cytostatic והמרה החלקית שלה למוצר פגום (תרומה ליעילות כימותרפיות שעדיין נשא...

בנוסף לשיטות מבוססות היטב (מיקרוסקופיה confocal או במיקרוסקופ סריקת לייזר רב פוטון 1-4, מובנה התאורה 5,6) גיליון אור או מיקרוסקופ מטוס בודד תאורה (SPIM) הוכיח להיות שיטת ערך של 3D ההדמיה 7,8, 9. מעניין במיוחד הוא היישום שלה לתרבויות 3 ממדי תא, למשל, spheroids גידול רב תאי (MCTS), אשר נמצא בשימוש יותר ויותר למחקר לגילוי תרופות 10,11. יתר על כן, SPIM הוא שיטה מועדפת, כאשר גם בחשיפה ארוכת טווח או מדידות חוזרות ונשנות מינוני אור נמוכים נדרשים לשמור על כדאיות של המדגם, שכן למדידה של כל מטוס המדגם רק המטוס הזה נחשף לאור. זאת בניגוד לשיטות מיקרוסקופיה אחרות, שבו לגילוי של כל מטוס מוקד המדגם כולו מואר, כך שעם הקלטה של מטוסים רבים סכומי מינון אור ועלול לגרום נזק למדגם 12. </p&gt; מיקרוסקופיה גיליון אור או SPIM מבוססת על תאורה של המדגם בכיוון מאונך לנתיב התצפית או על ידי שימוש בעדשה גלילית או על ידי סריקת קרן הלייזר המרגש (לסקירה ראה נ&quot;צ. 8). זה בדרך כלל דורש תאים מיוחדים מדגם 13,14 או מטריצות, למשל, agarose 7,15, מיושם במיקרוסקופים גבוהה בעלות מיוחדת. כחלופה למערכות אלה מכשיר תאורה פשוט comparably לSPIM פותח והותאם למיקרוסקופ הקונבנציונלי הפוך 16 (ראה איור 1). הוא מורכב מקרן לייזר התרחבה לקוטר של 8 מ&quot;מ וממוקד על ידי עדשה גלילית (אורך מוקד: 50 מ&quot;מ, צמצם מספרי: 0.08) לגיליון אור של 6-10 עובי מיקרומטר על עומק השדה של כ 100 מיקרומטר . דוגמאות נמצאות בנימים מלבניות של 600-900 מיקרומטר קוטר פנימי להציב מול len האובייקטיבי מיקרוסקופים לגילוי הקרינה. התכונות העיקריות אלה הושלמו כיום ומותאמים על ידי השימוש בגישות מיקרו נימים מתקדמות להחזקה ולמסתובב דגימות, ההתאמה סינכרוני של גיליון האור המאיר (בכיוון צירי) ועדשה האובייקטיבית המשמשות לגילוי הקרינה (נתיב אופטי זהה אורכים של עקירה דורשים תיקון של ההזנה המכנית), וההסתגלות של מערכת microfluidic ליישום של צבעי ניאון, סוכנים או תרופות תרופות, וכך לצמצם את הכמויות והוצאות הנדרשות.

<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

מודול לגיליון אור או מיקרוסקופ תאורת מטוס בודד (SPIM) מתואר אשר מותאם בקלות למיקרוסקופ שדה הרחב הפוך ומותאם במיוחד לתרביות תאים 3 ממדים, למשל, spheroids רב תאי גידול (MCTS). צורות עירור SPIM מודול ומסיט את האור כך שהמדגם הוא מואר על ידי אור גיליון בניצב לדרך זיהוי של המיקרוסקופ. המערכת מאופיינת בשימוש בנימים מלבניות להחזקה (ובגרסה מתקדמת גם על ידי גישת מיקרו נימים לסיבוב) הדגימות, על ידי התאמה סינכרונית של גיליון האור המאיר ועדשה האובייקטיבית המשמשת לגילוי הקרינה, כמו גם על ידי התאמה של מערכת microfluidic ליישום של צבעי ניאון, סוכנים או תרופות תרופות בכמויות קטנות. פרוטוקול לעבודה עם מערכת זו הוא נתון, וכמה פרטים טכניים שדווחו. נציג תוצאות כוללות (1) מדידות של עדלקחת תרופת cytostatic (דוקסורוביצין) והמרתו החלקית למוצר השפלה, (2) מדידות חיזור על ידי שימוש בחיישן גלוטתיון מקודד גנטי על תוספת של סוכן חמצון, ו (3) ייזום ותיוג של נמק תא על עיכוב של שרשרת הנשימה במיטוכונדריה. הבדלים ויתרונות של מודול SPIM הנוכחי בהשוואה למערכות קיימות נדונים.

ניסוי 1: spheroids הסלולרי הודגרו עם תרופה כימותרפיות סריקת z-ערימת אליפטית מודגרות בעבר MCF-7 תאים (8 מיקרומטר דוקסורוביצין, 6 שעות) מתוארת באיור 3. זה נותן מידע מפורט על הספיגה הסלולרית והפצה של דוקסורוביצין 17 ומו...

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

מודול למיקרוסקופיה תאורת מטוס בודד (SPIM) מתואר אשר מותאם בקלות למיקרוסקופ שדה הרחב הפוך ומותאם במיוחד לתרביות תאים 3 ממדים. המדגם ממוקם בתוך נימים מלבניות, ובאמצעות צבעי ניאון מערכת microfluidic, יכולים להיות מיושמים סוכנים או תרופות תרופות בכמויות קטנות.

מטוס אחד תאורת מודול וגישת מיקרו-נימים למיקרוסקופ שדה רחב

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.  מודול למיקרוסקופיה תאורת מטוס בודד (SPIM) מתואר אשר מותאם בקלות למיקרוסקופ שדה הרחב הפוך ומותאם במיוחד לתרביות תאים 3 ממדים. המדגם ממוקם בתוך נימים מלבניות, ובאמצעות צבעי ניאון מערכת microfluidic, יכולים להיות מיושמים סוכנים או תרופות תרופות בכמוי...

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.

בנייה של מיקרוסקופ ברזולוציה גבוה עם יכולות קונבנציונליות והשמנה אופטיות הולוגרפי

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.

ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני Nanowire גן

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.

מדידת חומר מיקרו תחת זרם באמצעות 1-2 מטוס זרימה קטן זווית ניוטרון פיזור

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.

ספקטרוסקופיה התפלגות מושרה לייזר: גישה חדשה למיפוי של Nanoparticle וכימות ברקמות איברים

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.

בפילוח של טרנספורמטור Situ זמן תלוי בהילוכי אלקטרונים מיקרוסקופים: אפשרות להבין את מנגנון הכשל בהתקני מייקרו-אלקטרוניים

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.

עדשה-פחות קומפקטי מיקרוסקופ הולוגרפי הדיגיטלי פיקוח MEMS ואפיון

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.

יד מבוקרת מניפולציה של יחיד מולקולות באמצעות סריקת הבדיקה במיקרוסקופ עם ממשק מציאות 3D Virtual

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.

הפגנה של מיקרוסקופ משולבת Hyperlens וכן הדמיה ברזולוציה סופר

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.

כל-אלקטרונית ננו-נפתרה סריקה מינהור מיקרוסקופיה: הקלת החקירה של דינמיקה תשלום יחיד Dopant

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.

חד-ספרתיות ננומטר ליתוגרפיה קרינה עם תיקון סטייה סריקה הילוכים מיקרוסקופ אלקטרוני

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