Name: high-resolution fiber-optic microendoscopy for in situ cellular imaging
Uploaded: 2011-01-11T22:01:00
Duration: 13 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging at JoVE.com

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Национального института здоровья, грант R01 EB007594, Министерство обороны груди Программа исследований рака, предложение BCO74699P7, и Сьюзен Г. Комен грант 26152/98188972.

<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>

МП и DY нечего раскрывать. RRK имеет патенты, связанные с microendoscopic платформы визуализации.

С высоким разрешением microendoscopy методике, описанной здесь, предоставляет исследователям в базовых биомедицинских и клинических исследований районах с гибкой, надежной и экономически эффективным методом для визуализации сотовой деталь на месте. Мы описали протокол для сборки системы визуализации и продемонстрировал его применение в культуре клеток в пробирке, и в животноводстве, и тканей человека в естественных условиях. В то время как визуализация результатов, представленных здесь используется профлавина как люминесцентные контрастного вещества, другие группы продемонстрировали версии системы со светодиодной подсветкой длин волн и фильтров выбраны в соответствии возбуждение / излучение спектров других красителей 5-7. Разрешение и поля-обзора изначально определяется ядро-ядро расстояния и обработки изображений диаметром волоконно-оптических расслоения. Мы использовали пучки с примерно 4 мкм ядро-ядерных интервал, а также изображения диаметром 330 мкм (фильм 1), 720 мкм (рис. 2, рис.3, б), и 1400 мкм (рис. 3в). Меньше пучки могут быть переданы через узкие иглы датчика и значительно более гибким, чем больше волокон. Мы и другие 8 имеют, в некоторых случаях отмечается появление аутофлюоресценция выбросы от расслоения себя. При попытке возбудить флуорофоров в УФ-волны, или собирать излучение в красной области спектра, следует обратить внимание на уровень расслоения аутофлюоресценция способствует общему измеряемого сигнала. Хотя большинство из высокого разрешения работы microendoscopy сообщает актуальную использовал голое расслоение, дополнительное увеличение может быть обеспечена путем использования GRIN линз связан с дистального конца. GRIN линзы предлагает простой и экономичный способ увеличения пространственного разрешения, хотя их чувствительность к оптических аберраций и ограниченные Н. получило широкое признание. Если производительность GRIN линз недостаточно для конкретного приложения, гибридные GRIN / сферические объективы 9 или миниатюрные сборки объектива 10-11 могут быть использованы. С высоким разрешением microendoscope описанные здесь по существу работает как широкого поля эпи-флуоресцентного микроскопа, поэтому без оптического секционирования (как в конфокальной микроскопии или нелинейная) и следовало ожидать. По нашему опыту, с использованием 455 нм возбуждающего света и актуальные профлавина качестве контрастного вещества, свет в основном собраны из глубине, соответствующей несколько слоев клеток. Этот протокол должен дать возможность читателю собрать с высоким разрешением microendoscope на настольный, с компактном корпусе 10 &quot;х 8&quot;. При необходимости система может быть заключен в коробку и электрические компоненты (светодиоды и камеры) на питание от аккумулятора (рис. 1г). Многие компактные камеры могут получать питание от IEEE-1394 (Firewire) и USB-портов компьютера.

<!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

Многие биологические и клинические исследования требуют продольного исследования и анализа морфологии и функции с сотового разрешение уровне. Традиционно, многочисленные эксперименты работать параллельно, с отдельными образцами удалены из исследования в последовательных моментов времени для оценки с помощью световой микроскопии. Несколько прижизненной методы были разработаны, с конфокальной, многофотонной, и второй гармоники микроскопии всех демонстрируя свои способности, которые будут использоваться для работы с изображениями на месте 1. С помощью этих систем, однако, необходимая инфраструктура является сложным и дорогим, включая лазерное сканирование системы и комплексный источников света. Здесь мы приводим протокол для проектирования и сборки с высоким разрешением microendoscope, которые могут быть построены в день, используя вне готовых компонентов для по 5000 долларов США. Платформа обеспечивает гибкость в плане разрешения изображения, поля-обзора, а также рабочей длины волны, и мы рассмотрим, как эти параметры могут быть легко изменены в соответствии конкретные потребности конечных пользователей. Мы и другие исследовали использование высокого разрешения microendoscope (HRME) в пробирке в культуре клеток 2-5, вырезали в 6 и живых животных тканях 2,5, а в тканях человека в естественных 2,7. Пользователи сообщили, использование нескольких различных флуоресцентных контрастных средств, в том числе профлавина 2-4, benzoporphyrin производной monoacid кольцо (BPD-MA) 5, и fluoroscein 6,7, и все они получили полное или исследуемого одобрение FDA для использования в человеке. Высокое разрешение microendoscopy, в виде описанных здесь, может обратиться к широкому кругу исследователей, работающих в области фундаментальных и клинических наук. Техника предлагает эффективный и экономичный подход, который дополняет традиционные настольные микроскопии, позволяя пользователю выполнять с высоким разрешением, продольные изображения на месте.

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

Во многих биологических и клинических ситуациях целесообразно изучать клеточные процессы, как они развиваются на родном микроокружения. Здесь мы опишем сборки и использования недорогих волоконно-оптического микроскопа, который может обеспечить реальные изображения времени в культуре клеток, исследования на животных и клинических исследований пациента.

Высокое разрешение Волоконно-оптические Microendoscopy для На месте Сотовые изображений

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

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

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

Высокое разрешение изображения в 3D Экс-Vivo Биологические образцы от Micro КТ

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

Видео-курс сканирующей конфокальной микроскопии и 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

Непрерывная высокого разрешения Микроскопическое исследование репликативного старения у почкующихся дрожжей

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

Высокое разрешение Пространственно-временная Анализ рецептора Dynamics по одиночных молекул флуоресцентной микроскопии

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

Подготовка Mica Поддерживаемые липидного бислоя за большой размер оптической микроскопии изображений

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

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

Мультимодальные и обработки изображений Спектроскопия Волоконно-расслоение Microendoscopy Платформа для неинвазивного,<em&gt; В Vivo</em&gt; Анализ тканей

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

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

Правильное позиционирование и сдержанность крыса задние конечности для целенаправленного высоким разрешением изображений кости с помощью микро архитектуры в естественных условиях Микро Компьютерная томография

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

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

Оптимизированные настройки и протокол для визуализации магнитных доменов с в местах измерений Гистерезис

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

Высокое разрешение 3D визуализации нейро островной сети человека поджелудочной железы

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

Repressing Gene Transcription by Redirecting Cellular Machinery with Chemical Epigenetic Modifiers

Репрессии транскрипции гена, перенаправив клеточными с химической эпигеномные модификаторы

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene ...