Name: wide-field fluorescent microscopy and fluorescent imaging flow cytometry on a cell-phone
Uploaded: 2013-04-11T09:00:00
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A. Ozcan est reconnaissant du soutien du prix en début de carrière présidentielle pour scientifiques et ingénieurs (PECASE), Army Research Office (ARO) Prix du jeune chercheur de la National Science Foundation (NSF) Prix CARRIÈRE, Office of Naval Research (ONR) Prix du jeune chercheur et les National Institutes of Health (NIH) Prix du directeur du New Innovator DP2OD006427 du Bureau du Directeur, National Institutes of Health.

Dans cette section, nous présentons les protocoles expérimentaux pour notre téléphone portable basée à grand champ microscopie à fluorescence 13 et opto-fluidique plate-forme de cytométrie en imagerie 14. Nous allons utiliser des billes fluorescentes marquées par fluorescence et les globules blancs pour tester ces plates-formes d&#39;imagerie. A. Préparation de Cell-phone Basé à grand champ microscope à fluorescence et opto-fluidique cytomètre de flux d&#39;i...

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	<li>Sklar, L. 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F., Mudanyali, O., 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=Imaging+without+lenses:+achievements+and+remaining+challenges+of+wide-field+on-chip+microscopy.">Imaging without lenses: achievements and remaining challenges of wide-field on-chip microscopy.</a> Nature Methods. 9, 889-895 (2012).</li><li>Zhu, H., Yaglidere, O., Su, T. -. W., Tseng, D., 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=Cost-effective+and+compact+wide-field+fluorescent+imaging+on+a+cell-phone.">Cost-effective and compact wide-field fluorescent imaging on a cell-phone.</a> Lab on a Chip. 11 (2), 315-322 (2011).</li><li>Zhu, H., Mavandadi, S., Coskun, A. F., Yaglidere, O., 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+fluorescent+imaging+cytometry+on+a+cell+phone.">Optofluidic fluorescent imaging cytometry on a cell phone.</a> Analytical Chemistry. 83, 6641-6647 (2011).</li><li>Suzuki, S., Abe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer+Visualand+Graphics.">Computer Visualand Graphics.</a> Image Processing. 30, 32-46 (1985).</li><li>Zhu, H., Sikora, U., 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=Quantum+dot+enabled+detection+of+Escherichia+coli+using+a+cell-phone.">Quantum dot enabled detection of Escherichia coli using a cell-phone.</a> Analyst. 137, 2541-2544 (2012).</li><li>Mudanyali, O., Dimitrov, S., Sikora, U., Padmanabhan, S., Navruz, I., 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=Integrated+Rapid-Diagnostic-Test+Reader+Platform+on+a+Cellphone.">Integrated Rapid-Diagnostic-Test Reader Platform on a Cellphone.</a> Lab on a Chip. 12 (15), (2012).</li><li>Candes, E. J., Romberg, J. K., Tao, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+signal+recovery+from+incomplete+and+inaccurate+measurements.">Stable signal recovery from incomplete and inaccurate measurements.</a> Communication of Pure and Applied Mathematics. 59, 1207-1223 (2006).</li></ol>

Nous avons présenté nos résultats récents sur téléphone portable basée à grand champ microscopie à fluorescence et opto-fluidique cytométrie en flux en utilisant l&#39;imagerie léger et compact opto-fluidiques des pièces jointes à des téléphones cellulaires caméras. L&#39;utilisation de cette plate-forme technologique, nous imagée objets fluorescents y compris les micro-particules et étiquetés de globules blancs dans les échantillons de sang total. Par conséquent, cette compacte et rentable téléph...

Microscopie et cytométrie de flux sont largement utilisées techniques 1-12 dans la recherche biomédicale et scientifique ainsi que le diagnostic clinique pour le comptage et la caractérisation des différents types cellulaires. Toutefois, les microscopes conventionnels et instruments de cytométrie en flux sont relativement complexes et coûteux, ce qui limite leur utilisation à bien établies principalement des laboratoires centraux. Récemment, nous avons développé une cytométrie en imagerie fluorescente compacte et légère et un dispositif de microscopie intégrée sur un téléphone portable, ce qui montre 13,14 promesse de rapport coût-efficacité traduire microscopie à fluorescence, cytométrie de flux liés à micro-techniques d&#39;analyse pour les environnements à ressources limitées pour diverses applications de la télémédecine impact sur la santé mondiale. Dans le optofluidic cytométrie de flux de configuration (voir par exemple la figure 1C et 1D), une mesure conçus polydiméthylsiloxane (PDMS) canal microfluidique est basée positioned en avant de la cellule-téléphone appareil photo-unité, où la lumière d&#39;émission des diodes électroluminescentes (DEL) sont bout à bout couplés aux bords du canal. Cette puce microfluidique, avec l&#39;échantillon liquide à l&#39;intérieur, forme un guide d&#39;onde plan opto-fluidique (par exemple composé de PDMS-liquide-PDMS) de telle sorte que la lumière d&#39;excitation est guidé à pomper de manière uniforme les échantillons marqués par fluorescence à l&#39;intérieur du canal de micro-. L&#39;émission de fluorescence de ces objets étiquetés, par exemple des cellules, est de plus imagées par une lentille supplémentaire placée juste après la cellule-téléphone-appareil photo-unité et est mappé sur le téléphone portable Complementary Metal-Oxide-Semiconductor capteur d&#39;image (CMOS). Depuis l&#39;émission de fluorescence est collectée perpendiculaire à la trajectoire de la lumière d&#39;excitation, un filtre d&#39;absorption est peu coûteux en matière plastique suffisante pour éliminer la lumière d&#39;excitation diffusée et peut fournir une bonne zone sombre fond requis pour l&#39;imagerie de fluorescence. L&#39;utilisation d&#39;un analogue opto-fluidique conception, nous pouvons aussi l&#39;image des objets fluorescents dans statIC mode (voir Figure 1A et 1B), dans lequel les particules fluorescentes sont pris en sandwich entre deux lames de verre au lieu de s&#39;écouler à travers un canal microfluidique et l&#39;émission de fluorescence à partir de ces particules fluorescentes sont capturées par le capteur de téléphone portable d&#39;image CMOS pour le comptage de particules et caractérisation. En fonction des besoins des différentes applications, cytométrie en flux ou à grand champ de microscopie fluorescente peut être choisi. Par exemple, téléphone cellulaire dispositif de cytométrie en flux pourrait être particulièrement utile pour le criblage de grands volumes d&#39;échantillons liquides (par exemple, quelques ml) pour la détection de cellules rares ou d&#39;agents pathogènes. Dans ce manuscrit, nous examinons certains de nos résultats récents sur l&#39;intégration de la microscopie à fluorescence et des outils d&#39;imagerie cytométrie en flux sur un téléphone portable à l&#39;aide compacts et rentables opto-fluidiques pièces jointes. Ce téléphone portable à base de micro-analyse, la cytométrie en imagerie et plates-formes spatiales pourraient offrir des possibilités différentespour le diagnostic de la télémédecine et le point-of-care, surtout des répercussions sur notre lutte contre les défis mondiaux pour la santé dans les régions ressources limitées de la planète.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name </td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number </td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell-phone</td>
			<td>Sony</td>
			<td>Sony Ericsson Aino</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plano-convex lens</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td># NT45-302</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspherical lens</td>
			<td>Thorlab</td>
			<td># C230TME-A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>#NT54-46</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blue LED</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>#365-1201-ND</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Battery</td>
			<td>Digikey</td>
			<td>#P032-ND</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene tube</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>#05-408-129</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Red blood cell lysing buffer</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>R7757</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYLGARD 184 SILICONE ELASTOMER KIT</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Red fluorescent beads (10 &mu;m)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>#F8834</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Green fluorescent beads (10 &mu;m)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>#F8836</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYTO16 nucleic acid fluorescent labeling</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td># S7578</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wide-field fluorescent microscopy and fluorescent imaging flow cytometry on a cell-phone

Microscopie à fluorescence et la cytométrie de flux sont largement utilisés dans les outils de recherche biomédicale et le diagnostic clinique. Cependant, ces dispositifs sont en général relativement encombrant et coûteux, ce qui les rend moins efficaces dans les pays à ressources limitées. Pour remédier à ces limitations potentiellement, nous avons récemment démontré l&#39;intégration de grand champ microscopie à fluorescence et des outils d&#39;imagerie cytométrie en flux sur des téléphones cellulaires à l&#39;aide compact, léger et rentables opto-fluidiques pièces jointes. Dans notre conception de la cytométrie en flux, les cellules marquées par fluorescence sont vidées à travers un canal microfluidique qui est positionné au-dessus de l&#39;unité caméra de téléphone cellulaire existant. Alimentée par batterie de diodes électroluminescentes (DEL) sont bout à bout couplé au côté de la puce microfluidique, qui agit effectivement comme un guide d&#39;onde multimode dalle, où la lumière d&#39;excitation est guidé à exciter de manière uniforme les cibles fluorescentes. L&#39;appareil photo du téléphone portable enregistre un film laps de temps des cellules fluorescentes traversantle canal microfluidique, où les trames numériques de ce film sont traitées pour compter le nombre de cellules marquées dans la solution cible d&#39;intérêt. L&#39;utilisation d&#39;un analogue opto-fluidique conception, nous pouvons également l&#39;image de ces cellules marquées par fluorescence en mode statique par exemple en sandwich les particules fluorescentes entre deux lames de verre et de capturer leurs images fluorescentes utilisant l&#39;appareil photo du téléphone portable, qui peut atteindre une résolution spatiale de ~ par exemple, 10 um sur une très large champ de vision de ~ 81 mm 2. Ce téléphone portable basé fluorescente cytométrie en flux et l&#39;imagerie plateforme de microscopie peut être utile en particulier dans les pays à ressources limitées, par exemple pour le comptage des cellules T CD4 + vers le suivi des patients VIH + ou pour la détection des parasites transmis par l&#39;eau dans l&#39;eau potable.

Avec notre opto-fluidique de pompage / d&#39;excitation régime (figures 1C et 1D), les cellules marquées par fluorescence peut être délivré en continu dans le canal microfluidique en utilisant une pompe à seringue lorsque l&#39;appareil photo du téléphone portable enregistre un time-lapse film fluorescent microscopique des cellules qui coule. Ces films fluorescents peuvent ensuite être rapidement analysées à l&#39;aide du contour de détection et de poursuite des algorithmes ...

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Wide-field Fluorescent Microscopy and Fluorescent Imaging Flow Cytometry on a Cell-phone

Nous passons en revue nos résultats récents sur l&#39;intégration de la microscopie à fluorescence et des outils d&#39;imagerie cytométrie en flux sur un téléphone portable à l&#39;aide compacts et rentables opto-fluidiques pièces jointes. Ce téléphone portable sur la base de micro-analyse pourrait être utile pour l&#39;analyse cytométrique, telles que l&#39;exécution de tâches diverses cellules de comptage ainsi que pour criblage à haut débit d&#39;échantillons d&#39;eau, par exemple, dans les pays à ressources limitées.

Champ large Microscopie fluorescente et cytométrie de flux fluorescente imagerie sur un téléphone portable

Fluorescent microscopy and flow cytometry are widely used tools in biomedical research and clinical diagnosis. However these devices are in general ...

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