Name: lensfree on-chip tomographic microscopy employing multi-angle illumination and pixel super-resolution
Uploaded: 2012-08-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Lensfree On-chip Tomographic Microscopy Employing Multi-angle Illumination and Pixel Super-resolution at JoVE.com

1. Imaging Setup Mye kan settes sammen i et kompakt og lett felt-bærbar arkitektur 8, og alternativt som en optofluidic mikroskop med sectional bildebehandling evne. 9 I denne rapporten vil vi imidlertid beskrive grunnleggende bildebehandling oppsett for en benk-top implementering mot tomografi av statisk prøver. <ol><li> Belysning Module: I LOT, kan delvis sammenhengende lyskilder som light-emitting diodes-(LED) benyttes. For eksperimentell fleksib...

<ol>
	<li>Schmitt, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+(OCT):+a+review,+J.+Sel.+Top.">Optical coherence tomography (OCT): a review, J. Sel. Top.</a> Quant. Elect. 5, 1205-1215 (1999).</li><li>Keller, P. J., Schmidt, A. D., 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=Reconstruction+of+zebrafish+early+embryonic+development+by+scanned+light+sheet+microscopy.">Reconstruction of zebrafish early embryonic development by scanned light sheet microscopy.</a> Science. 322, 1065-1069 (2008).</li><li>Sharpe, J., Ahlgren, U., Perry, P., Hill, B., Ross, A., Hecksher-S&#248;rensen, J., Baldock, R., Davidson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Projection+Tomography+as+a+Tool+for+3D+Microscopy+and+Gene+Expression+Studies.">Optical Projection Tomography as a Tool for 3D Microscopy and Gene Expression Studies.</a> Science. 296, 541-545 (2002).</li><li>Sung, Y., Choi, W., Fang-Yen, C., Badizadegan, K., Dasari, R. R., Feld, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+diffraction+tomography+for+high+resolution+live+cell+imaging.">Optical diffraction tomography for high resolution live cell imaging.</a> Opt. Exp. 17, 266-277 (2009).</li><li>Debailleul, M., Simon, B., Georges, V., Haeberle, O., Lauer, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Holographic+microscopy+and+diffractive+microtomography+of+transparent+samples.">Holographic microscopy and diffractive microtomography of transparent samples.</a> Meas. Sci. Technol. 19, 074009 (2008).</li><li>Charri&#232;re, F., Pavillon, N., Colomb, T., Depeursinge, C., Heger, T. J., Mitchell, E. A. D., Marquet, P., Rappaz, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Living+specimen+tomography+by+digital+holographic+microscopy:+Morphometry+of+testate+amoeba.">Living specimen tomography by digital holographic microscopy: Morphometry of testate amoeba.</a> Opt. Exp. 14, 7005-7013 (2006).</li><li>Isikman, S. O., Bishara, W., Mavandadi, S., Yu, S. W., Feng, S., Lau, R., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lens-free+optical+tomographic+microscope+with+a+large+imaging+volume+on+a+chip.">Lens-free optical tomographic microscope with a large imaging volume on a chip.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. 108, 7296-7301 (2011).</li><li>Isikman, S. O., Bishara, W., Sikora, U., Yaglidere, O., Yeah, J., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field-portable+Lensfree+Tomographic+Microscope.">Field-portable Lensfree Tomographic Microscope.</a> Lab Chip. 11, 2222-2230 (2011).</li><li>Isikman, S. O., Bishara, W., Zhu, H., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optofluidic+tomography+on+a+chip.">Optofluidic tomography on a chip.</a> App. Phys. Lett. 98, 161109 (2011).</li><li>Bishara, W., Su, T. W., Coskun, A., Ozcan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lensfree+on-chip+microscopy+over+a+wide+field-of-view+using+pixel+super-resolution.">Lensfree on-chip microscopy over a wide field-of-view using pixel super-resolution.</a> Opt. Exp. 18, 11181-11191 (2010).</li><li>Messaoudi, C., Boudier, T., Sorzano, C. O. S., Marco, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TomoJ:+tomography+software+for+three-dimensional+reconstruction+in+transmission+electron+microscopy.">TomoJ: tomography software for three-dimensional reconstruction in transmission electron microscopy.</a> BMC Bioinformatics. 8, 288 (2007).</li><li>Heng, X., Erickson, D., Baugh, L. R., Yaqoob, Z., Sternberg, P. W., Psaltis, D., Yang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optofluidic+Microscopy:+A+Method+for+Implementing+High+Resolution+Optical+Microscope+On+A+Chip.">Optofluidic Microscopy: A Method for Implementing High Resolution Optical Microscope On A Chip.</a> Lab on a Chip. 6, 1274-1276 (2006).</li></ol>

Det er viktig å understreke at den unike geometrien lensfree on-chip holografisk mikroskopi er den kritiske tilretteleggerne for å oppnå pixel super-oppløsning og tomographic bildebehandling. Siden de lagrede bildene ikke antas å være projeksjon bilder som i usammenhengende kontakt bildebehandling nærmer 12, men projeksjon hologrammer, diffraksjon av overført lys til den impinges på detektoren kan være digitalt korrigert av holografisk gjenoppbygging. Derfor kan variasjoner i utvalget-til-s...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navn </td><td> Compay </td><td> Catalog # </td><td> Kommentar </td></tr><tr><td> Lineære XY stadier </td><td> Newport Corp </td><td> MFA-PP </td><td> Miniature Lineær Stage </td></tr><tr><td> Motorisert rotasjon scenen </td><td> Thorlabs </td><td> PRM1Z8 </td><td> Motorisert Precision Rotasjon Mount </td></tr><tr><td> Multimode optisk fiber </td><td> Thorlabs </td><td> AFS105/125Y </td><td> Multimode Fiber </td></tr><tr><td> Lyskilde </td><td> Newport Corp </td><td> 6255 </td><td> Ozon-free Xenon lampe </td></tr><tr><td> Monokromator </td><td> Newport Corp </td><td> 74100 </td><td> Cornerstone 260 1/4 m monokromator </td></tr><tr><td> CMOS sensor array </td><td> APTINA Inc. </td><td> MT9P031STC </td><td> 5 megapiksler CMOS Sensor </td></tr><tr><td> C. elegans prøve </td><td> Carolina Biosupply </td><td> 173500 </td><td> Wild-type C. elegans </td></tr><tr><td> Levamisole </td><td> Sigma Aldrich </td><td> L9756-5G </td><td> Tetramisole hydrochloride </td></tr></tbody></table>

lensfree on-chip tomographic microscopy employing multi-angle illumination and pixel super-resolution

Tomographic avbildning har vært et mye brukt verktøy i medisin som det kan gi tredimensjonale (3D) strukturell informasjon om gjenstander av ulik størrelse skalaer. I mikrometer og millimeter skalaer, optiske mikroskopi modaliteter finne økende bruken på grunn av ikke-ioniserende natur synlig lys, og tilgjengeligheten av et rikt sett med belysning kilder (for eksempel lasere og light-emitting diodes-) og påvisning elementer (for eksempel stort format CCD og CMOS detektoren-arrays). Blant de nylig utviklede optiske tomographic mikroskopi modaliteter, kan man inkludere optisk koherens tomografi, optisk diffraksjon tomografi, optisk projeksjon tomografi og lys-ark mikroskopi. 1-6 Disse plattformene gir sectional avbildning av celler, mikroorganismer og modell dyr som C. elegans, sebrafisk og mus embryoer. Eksisterende 3D optiske kameraer generelt har relativt store og komplekse arkitekturer, begrenser the tilgjengeligheten av disse utstyr til avanserte laboratorier, og hindrer deres integrering med lab-on-a-chip plattformer og microfluidic chips. Å gi en alternativ tomographic mikroskop, vi nylig utviklet lensfree optisk tomografi (LOT) som en høy gjennomstrømning, kompakt og kostnadseffektivt optisk tomografi modalitet. 7 LOT forkaster bruk av linser og klumpete optiske komponenter, og i stedet avhengig av multi-vinkel belysning og digital beregning for å oppnå dybde-løst avbildning av mikro-objekter over et stort bildebehandling volum. Mye kan image biologiske prøven i en romlig oppløsning på &lt;1 mikrometer x &lt;1 mikrometer x &lt;3 mikrometer i x, y og z dimensjoner, henholdsvis over et stort avbildning volum av 15-100 mm 3, og kan være spesielt nyttig for lab-on-a-chip plattformer.

Watch this Scientific Journal Video about Lensfree On-chip Tomographic Microscopy Employing Multi-angle Illumination and Pixel Super-resolution at JoVE.com

Lensfree On-chip Tomographic Microscopy Employing Multi-angle Illumination and Pixel Super-resolution

Lensfree optisk tomografi er et tredimensjonalt mikroskopi teknikk som gir en romlig oppløsning på &lt;1 mikrometer × &lt;1 mikrometer × &lt;3 mikrometer i x, y og z dimensjoner, henholdsvis over et stort avbildning-volum 15-100 mm<sup&gt; 3</sup&gt;, Som kan være spesielt nyttig for integrasjon med lab-on-a-chip plattformer.

Lensfree On-chip tomographic Mikroskopi Ansette Multi-angle Belysning og Pixel Super-oppløsning

Tomographic imaging has been a widely used tool in medicine as it can provide three-dimensional (3D) structural information regarding objects of different ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

On-chip Isotachophoresis for Separation of Ions and Purification of Nucleic Acids

On-chip Isotachophoresis for Separasjon av ioner og rensing av nukleinsyrer

Electrokinetic techniques are a staple of microscale applications because of their unique ability to perform a variety of fluidic and electrophoretic ...

On-Chip Endothelial Inflammatory Phenotyping

Atherogenesis is potentiated by metabolic abnormalities that contribute to a heightened state of systemic inflammation resulting in endothelial ...

A Guide to Structured Illumination TIRF Microscopy at High Speed with Multiple Colors

En guide til Strukturert Illumination TIRF Mikros i høy hastighet med flere farger

Optical super-resolution imaging with structured illumination microscopy (SIM) is a key technology for the visualization of processes at the molecular ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

Tørr Film Photoresist-baserte elektrokjemisk Microfluidic Biosensor plattform: Enheten fabrikasjon, på prosessoren analysen forberedelser og systemdriften

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...

Fabrication and Validation of an Organ-on-chip System with Integrated Electrodes to Directly Quantify Transendothelial Electrical Resistance

Fabrikasjon og validering av en Organ-on-chip System med integrerte elektrodene direkte kvantifisere Transendothelial elektrisk motstand

Organs-on-chips, in vitro models involving the culture of (human) tissues inside microfluidic devices, are rapidly emerging and promise to provide useful ...

Methanol Independent Expression by Pichia Pastoris Employing De-repression Technologies

Methanol Independent Expression by Pichia Pastoris Employing De-repression Technologies

Metanol selvstendig uttrykk av Pichia Pastoris ansette de undertrykkelse teknologi

Methanol is a well-established carbon source and inducer for efficient protein production employing Pichia pastoris (P. pastoris) as a host on micro-, lab ...

CRISPR/Cas12a Multiplex Genome Editing of Saccharomyces cerevisiae and the Creation of Yeast Pixel Art

CRISPR/Cas12a Multiplex Genome Editing of Saccharomyces cerevisiae and the Creation of Yeast Pixel Art

CRISPR/Cas12a multiplex Genova redigering av Saccharomyces cerevisiae og opprettelse av gjær pixel art

High efficiency, ease of use and versatility of the clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9 (CRISPR/Cas9) ...

Applications for Open Source Microplate-Compatible Illumination Panels

Søknader om åpen kilde Mikroplate-kompatibel belysning paneler

Microplates are commonly used in the modern laboratory environment for a wide variety of tasks both in small-scale laboratory benchtop operations as well ...

Building a Simple and Versatile Illumination System for Optogenetic Experiments

Bygge et enkelt og allsidig belysningssystem for optogenetiske eksperimenter

Controlling biological processes using light has increased the accuracy and speed with which researchers can manipulate many biological processes. Optical ...