Name: wide-field fluorescent microscopy and fluorescent imaging flow cytometry on a cell-phone
Uploaded: 2013-04-11T09:00:00
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ए Ozcan कृतज्ञता राष्ट्रपति के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के लिए जल्दी कैरियर पुरस्कार (PECASE), के समर्थन को स्वीकार सेना अनुसंधान कार्यालय (एआरओ) युवा अन्वेषक पुरस्कार, राष्ट्रीय विज्ञान (NSF) कैरियर पुरस्कार फाउंडेशन, नौसेना अनुसंधान के कार्यालय (ONR) युवा अन्वेषक पुरस्कार और स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान (एनआईएच) निदेशक निदेशक, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान के कार्यालय से नई अन्वेषक पुरस्कार DP2OD006427.

इस खंड में, हम हमारे सेल फोन आधारित व्यापक क्षेत्र प्रतिदीप्ति 13 माइक्रोस्कोपी और ऑप्टो fluidic इमेजिंग cytometry 14 मंच के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल परिचय. हम फ्लोरोसेंट माला और fluorescently लेबल सफेद रक्त कोशि...

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	<li>Sklar, L. 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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>

हम व्यापक क्षेत्र फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी और ऑप्टो fluidic इमेजिंग प्रवाह सेल फोन कैमरे के लिए हल्के वजन और कॉम्पैक्ट ऑप्टो fluidic संलग्नक का उपयोग cytometry आधारित सेल फोन पर अपने हाल के परिणाम प्रस्तुत किया है. ...

माइक्रोस्कोपी और प्रवाह cytometry जैव चिकित्सा और वैज्ञानिक अनुसंधान के क्षेत्र में व्यापक रूप से 1-12 तकनीक के रूप में के रूप में अच्छी तरह से और विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं की गिनती के लक्षण वर्णन के लिए नैदानिक ​​निदान किया जाता है. हालांकि, पारंपरिक सूक्ष्मदर्शी और प्रवाह cytometry उपकरणों अपेक्षाकृत जटिल और महंगी है, जो मुख्य रूप से अच्छी तरह से स्थापित केंद्रीय प्रयोगशालाओं के लिए उनके उपयोग को सीमित कर रहे हैं. हाल ही में हम एक कॉम्पैक्ट और हल्के फ्लोरोसेंट इमेजिंग cytometry और माइक्रोस्कोपी एक सेल फोन, 13,14 पर एकीकृत जो वादा दिखाता है डिवाइस विकसित किया है लागत प्रभावी ढंग से लिए संसाधन सीमित वातावरण के लिए फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी, प्रवाह cytometry और संबंधित सूक्ष्म विश्लेषण तकनीक का अनुवाद विभिन्न टेलीमेडिसिन अनुप्रयोगों वैश्विक स्वास्थ्य को प्रभावित. Optofluidic प्रवाह cytometry विन्यास में (जैसे चित्रा 1C और 1D देखें), एक कस्टम डिजाइन polydimethysiloxane (PDMS) आधारित microfluidic चैनल positione हैसेल फोन कैमरा इकाई है, जहां प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) बट चैनल के किनारों को मिलकर कर रहे हैं के सामने में घ. इस microfluidic चिप, तरल नमूना के अंदर के साथ एक साथ, एक planar ऑप्टो fluidic (PDMS तरल PDMS उदाहरण के लिए बना) waveguide रूपों जैसे कि उत्तेजना प्रकाश करने के लिए समान रूप से चैनल सूक्ष्म अंदर फ्लोरोसेंट लेबल नमूनों पंप करने के लिए निर्देशित किया गया है. इन वस्तुओं से लेबल प्रतिदीप्ति उत्सर्जन, जैसे कोशिकाओं, आगे एक अतिरिक्त लेंस के माध्यम से सेल फोन कैमरा यूनिट के बाद सही रखा imaged है और सेल फोन पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (CMOS) छवि संवेदक पर प्रतिचित्रित है. चूंकि फ्लोरोसेंट उत्सर्जन उत्तेजना प्रकाश पथ सीधा एकत्र किया जाता है, एक सस्ती प्लास्टिक अवशोषण फिल्टर बिखरे उत्तेजना प्रकाश को दूर करने के लिए पर्याप्त है और एक सभ्य काले क्षेत्र फ्लोरोसेंट इमेजिंग के लिए आवश्यक पृष्ठभूमि प्रदान कर सकते हैं. एक समान ऑप्टो fluidic डिजाइन का उपयोग करना है, हम भी स्टेट में छवि फ्लोरोसेंट वस्तुओंआईसी (चित्रा 1a और 1b देखें) मोड, जिसमें फ्लोरोसेंट कणों दो गिलास के बीच sandwiched हैं एक microfluidic और इन फ्लोरोसेंट कणों से फ्लोरोसेंट उत्सर्जन चैनल के माध्यम से बहने की बजाय स्लाइड कण गिनती के लिए सेल फोन CMOS छवि संवेदक और के द्वारा कब्जा कर लिया है लक्षण वर्णन. अलग आवेदन आवश्यकताओं, प्रवाह cytometry या व्यापक क्षेत्र फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी के आधार पर चुना जा सकता है. उदाहरण के लिए, सेल फोन प्रवाह cytometry डिवाइस दुर्लभ कोशिकाओं या रोगज़नक़ों का पता लगाने के लिए तरल नमूने (उदाहरण के लिए कुछ मिलीलीटर) की बड़ी मात्रा में स्क्रीनिंग के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है. इस पांडुलिपि में हम और एक कॉम्पैक्ट और लागत प्रभावी ऑप्टो fluidic संलग्नक का उपयोग सेल फोन पर फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी इमेजिंग प्रवाह cytometry उपकरण के एकीकरण पर परिणामों के अपने हाल के कुछ की समीक्षा. ये सेल फोन आधारित सूक्ष्म विश्लेषण, इमेजिंग cytometry और संवेदन प्लेटफार्मों विभिन्न अवसर प्रदान कर सकता हैटेलीमेडिसिन और बिंदु की देखभाल के निदान के लिए, विशेष रूप से दुनिया के संसाधन सीमित क्षेत्रों में वैश्विक स्वास्थ्य चुनौतियों के खिलाफ हमारी लड़ाई को प्रभावित.

<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

फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी और प्रवाह cytometry जैव चिकित्सा अनुसंधान और नैदानिक ​​निदान में व्यापक रूप से उपकरणों का इस्तेमाल कर रहे हैं. हालांकि इन उपकरणों को सामान्य रूप में अपेक्षाकृत भारी और महंगा, उन्हें कम संसाधन सीमित सेटिंग में प्रभावी बना. संभवतः इन सीमाओं का पता करने के लिए, हम हाल ही में व्यापक क्षेत्र फ्लोरोसेंट और सेल फोन पर माइक्रोस्कोपी इमेजिंग प्रवाह cytometry उपकरण के एकीकरण का प्रदर्शन किया है कॉम्पैक्ट, हल्के वजन, और लागत प्रभावी ऑप्टो fluidic संलग्नक का उपयोग. हमारे प्रवाह cytometry डिजाइन में fluorescently लेबल कोशिकाओं कि मौजूदा कैमरा सेल फोन इकाई के ऊपर तैनात है एक microfluidic चैनल के माध्यम से प्लावित कर रहे हैं. बैटरी संचालित प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) बट इस microfluidic चिप है, जो प्रभावी रूप से एक बहु मोड स्लैब waveguide, जहां उत्तेजना प्रकाश के लिए समान रूप फ्लोरोसेंट लक्ष्य को उत्तेजित करने के लिए निर्देशित किया गया है के रूप में कार्य करता है की ओर करने के लिए मिलकर कर रहे हैं. सेल फोन कैमरा फ्लोरोसेंट के माध्यम से बह कोशिकाओं की एक समय व्यतीत हो फिल्म रिकॉर्डmicrofluidic चैनल, जहां इस फिल्म की डिजिटल फ्रेम करने के लिए ब्याज की लक्ष्य समाधान के भीतर लेबल की कोशिकाओं की संख्या गिनने के लिए कार्रवाई कर रहे हैं. एक समान ऑप्टो fluidic डिजाइन का उपयोग करना, हम भी छवि इन fluorescently लेबल कोशिकाओं जैसे दो गिलास स्लाइड के बीच फ्लोरोसेंट कणों sandwiching और कैमरा सेल फोन का उपयोग कर अपने फ्लोरोसेंट छवियों, जो उदाहरण के लिए एक स्थानिक संकल्प प्राप्त कर सकते हैं पर कब्जा कर सकते हैं स्थैतिक मोड में ~ सुक्ष्ममापी 10 ~ 81 मिमी 2 के एक बहुत बड़े क्षेत्र के देखने पर. यह सेल फोन फ्लोरोसेंट इमेजिंग प्रवाह cytometry आधारित है और माइक्रोस्कोपी मंच संसाधन सीमित सेटिंग में सीडी 4 + टी कोशिकाओं का एचआईवी रोगियों की निगरानी की ओर या पीने के पानी में जल जनित परजीवी का पता लगाने के लिए की गिनती उदाहरण के लिए, विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है.

हमारे पम्पिंग ऑप्टो fluidic / योजना (आंकड़े 1C और 1D) उत्तेजना के साथ, fluorescently लेबल कोशिकाओं लगातार microfluidic चैनल में एक सिरिंज पंप का उपयोग कर वितरित किया जा सकता है, जबकि सेल फोन कैमरा एक समय चूक बह कोशिका...

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

हम और एक कॉम्पैक्ट और लागत प्रभावी ऑप्टो fluidic संलग्नक का उपयोग सेल फोन पर फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी इमेजिंग प्रवाह cytometry उपकरण के एकीकरण पर हमारे हाल के परिणाम की समीक्षा करें. ये सेल फोन आधारित सूक्ष्म विश्लेषण उपकरणों cytometric विश्लेषण के लिए विभिन्न सेल गिनती कार्यों जैसे, संसाधन सीमित सेटिंग्स में पानी के नमूनों के उच्च throughput स्क्रीनिंग के लिए के रूप में के रूप में अच्छी तरह से प्रदर्शन के रूप में उपयोगी हो सकता है.

व्यापक क्षेत्र फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी और एक सेल फोन पर फ्लोरोसेंट इमेजिंग फ्लो

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

बायोलॉजिकल सिस्टम में आयन एकाग्रता के मापन के लिए प्रतिदीप्त नैनोकणों

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

Lensless Fluorescent Microscopy on a Chip

एक चिप पर Lensless प्रतिदीप्त माइक्रोस्कोपी

On-chip lensless imaging in general aims to replace bulky lens-based optical microscopes with simpler and more compact designs, especially for ...

Specimen Preparation, Imaging, and Analysis Protocols for Knife-edge Scanning Microscopy

चाकू बढ़त स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी के लिए नमूना तैयार करना, इमेजिंग और विश्लेषण प्रोटोकॉल

Major advances in high-throughput, high-resolution, 3D microscopy techniques have enabled the acquisition of large volumes of neuroanatomical data at ...

Analyzing Cellular Internalization of Nanoparticles and Bacteria by Multi-spectral Imaging Flow Cytometry

मल्टी वर्णक्रमीय इमेजिंग फ्लो द्वारा नैनोकणों और जीवाणु के सेलुलर internalization का विश्लेषण

Nanoparticulate  systems have emerged as valuable tools in vaccine delivery through their  ability to efficiently deliver cargo, including proteins, to ...

Localization and Relative Quantification of Carbon Nanotubes in Cells with Multispectral Imaging Flow Cytometry

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich ...

A Novel Method for Localizing Reporter Fluorescent Beads Near the Cell Culture Surface for Traction Force Microscopy

कर्षण बल माइक्रोस्कोपी के लिए सेल संस्कृति सतह के पास लोकलाइजिंग रिपोर्टर फ्लोरोसेंट मोती के लिए एक उपन्यास विधि

PA gels have long been used as a platform to study cell traction forces due to ease of fabrication and the ability to tune their elastic properties. When ...

Sensitive Detection of Proteopathic Seeding Activity with FRET Flow Cytometry

झल्लाहट फ्लो के साथ Proteopathic सीडिंग गतिविधि के संवेदनशील पता लगाने

Increasing evidence supports transcellular propagation of toxic protein aggregates, or proteopathic seeds, as a mechanism for the initiation and ...

Visualizing Adhesion Formation in Cells by Means of Advanced Spinning Disk-Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

उन्नत कताई डिस्क के माध्यम से कोशिकाओं में आसंजन गठन visualizing-कुल आंतरिक प्रतिबिंब प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी

In living cells, processes such as adhesion formation involve extensive structural changes in the plasma membrane and the cell interior. In order to ...

An Automated Method to Perform The In Vitro Micronucleus Assay using Multispectral Imaging Flow Cytometry

मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग फ्लो साइटोमेट्री का उपयोग करके इन विट्रो माइक्रोन्यूक्लियस परख करने के लिए एक स्वचालित विधि

The in vitro micronucleus (MN) assay is often used to evaluate cytotoxicity and genotoxicity but scoring the assay via manual microscopy is laborious and ...

Ovarian Cancer Detection Using Photoacoustic Flow Cytometry

फोटोध्वनिक फ्लो साइटोमेट्री का उपयोग करके ओवेरियन कैंसर डिटेक्शन

Many studies suggest that the enumeration of circulating tumor cells (CTCs) may show promise as a prognostic tool for ovarian cancer. Current strategies ...