Name: digital inline holographic microscopy (dihm) of weakly-scattering subjects
Uploaded: 2014-02-08T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Digital Inline Holographic Microscopy DIHM of Weakly-scattering Subjects at JoVE.com

著者らは、微生物学的製剤による支援をリンダ·ターナーに感謝します。 RZとLGWはハーバード大学とCGBでローランド研究所によって資金を供給されたが国境プログラム、ブラジル（プロセス＃の7340-11-7）なしでCAPES財団の学者、科学として資金を供給された

1。セットアップとデータ収集<ol><li>凍結ストック22から連鎖球菌菌株V4051-197 KTY培地（スムーズな水泳）細胞の培養物を育てる。飽和するまで、35℃、150rpmで一晩、回転式シェーカーでインキュベートする。 </li><li>飽和文化500μlの新鮮なKTY培地10mlに接種。細胞はλ= 600nmで（約5×10 8個/ ml）で約1.0の光学密度に達するまで35℃、150rpmでさらに3.5時間インキュベートする。 ...

<ol>
	<li>Xu, W., Jericho, M. H., Meinertzhagen, I. A., Kreuzer, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+in-line+holography+for+biological+applications.">Digital in-line holography for biological applications.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (20), 11301-11305 (2001).</li><li>Sheng, J., Malkiel, E., Katz, J., Adolf, J., Belas, R., Place, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+holographic+microscopy+reveals+prey-induced+changes+in+swimming+behavior+of+predatory+dinoflagellates.">Digital holographic microscopy reveals prey-induced changes in swimming behavior of predatory dinoflagellates.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 17512-17517 (2007).</li><li>Lee, S. H., Roichman, Y., 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=Characterizing+and+tracking+single+colloidal+particles+with+video+holographic+microscopy.">Characterizing and tracking single colloidal particles with video holographic microscopy.</a> Opt. Express. 15 (26), 18275-18282 (2007).</li><li>Fung, J., Martin, K. E., Perry, R. W., Katz, D. M., McGorty, R., Manoharan, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+translational,+rotational,+and+vibrational+dynamics+in+colloids+with+digital+holographic+microscopy.">Measuring translational, rotational, and vibrational dynamics in colloids with digital holographic microscopy.</a> Opt. Express. 19 (9), 8051-8065 (2011).</li><li>Lee, S. H., Grier, D. G. <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+of+holographically+trapped+three-dimensional+structures.">Holographic microscopy of holographically trapped three-dimensional structures.</a> Opt. Express. 15 (4), 1505-1512 (2007).</li><li>Kim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+and+techniques+of+digital+holographic+microscopy.">Principles and techniques of digital holographic microscopy.</a> SPIE Rev. 1, 018005 (2010).</li><li>Corkidi, G., Taboada, B., Wood, C. D., Guerrero, A., Darszon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracking+sperm+in+three-dimensions.">Tracking sperm in three-dimensions.</a> Biochem. Biophys. Res. Comm. 373, 125-129 (2008).</li><li>Santi, P. <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, 129-138 (2011).</li><li>van Blaaderen, A., Wiltzius, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Real-Space Structure of Colloidal Hard-Sphere Glasses. Science. 270, 1177-1179 (1990).</li><li>Besseling, R., Weeks, E. R., Schofield, A. B., Poon, W. C. K. <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+Imaging+of+Colloidal+Glasses+under+Steady+Shear.">Three-Dimensional Imaging of Colloidal Glasses under Steady Shear.</a> Phys. Rev. Lett. 99, 028301 (2007).</li><li>Schall, P., Weitz, D., Spaepen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Rearrangements+That+Govern+Flow+in+Colloidal+Glasses.">Structural Rearrangements That Govern Flow in Colloidal Glasses.</a> Science. 318, 1895-1899 (2007).</li><li>Rosen, J., Brooker, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+incoherent+color+holography.">Fluorescence incoherent color holography.</a> Opt. Exp. 15, 2244-2250 (2007).</li><li>Jericho, M. H., Kreuzer, H. J., Kanka, M., Riesenberg, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+phase+and+refractive+index+measurements+with+point-source+digital+in-line+holographic+microscopy.">Quantitative phase and refractive index measurements with point-source digital in-line holographic microscopy.</a> Appl. Opt. 51 (10), 1503-1515 (2012).</li><li>Mudanyali, O., Erlinger, A., Seo, S., Su, T., Ozcan, D. T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lensless+On-chip+Imaging+of+Cells+Provides+a+New+Tool+for+High-throughput+Cell-Biology+and+Medical.">Lensless On-chip Imaging of Cells Provides a New Tool for High-throughput Cell-Biology and Medical.</a> J. Vis. Exp. 34, (2009).</li><li>Langehanenberg, P., Kemper, B., Dirksen, D., von Bally, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autofocusing+in+digital+holographic+phase+contrast+microscopy+on+pure+phase+objects+for+live+cell+imaging.">Autofocusing in digital holographic phase contrast microscopy on pure phase objects for live cell imaging.</a> Appl. Opt. 47 (19), (2008).</li><li>Elliot, M. S., Poon, W. C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conventional+optical+microscopy+of+colloidal+suspensions.">Conventional optical microscopy of colloidal suspensions.</a> Adv. Coll. Interf. Sci. 92, 133-194 (2001).</li><li>Agero, U., Monken, C. H., Ropert, C., Gazzinelli, R. T., Mesquita, O. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+surface+fluctuations+studied+with+defocusing+microscopy.">Cell surface fluctuations studied with defocusing microscopy.</a> Phys. Rev. E. 67, 051904 (2003).</li><li>Born, M., Wolf, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of Optics, 6th Ed. , (1998).</li><li>Wilson, L., Zhang, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Localization+of+weak+scatterers+in+digital+holographic+microscopy+using+Rayleigh-Sommerfeld+back-propagation.">3D Localization of weak scatterers in digital holographic microscopy using Rayleigh-Sommerfeld back-propagation.</a> Opt. Express. 20, 16735-16744 (2012).</li><li>Bohren, C., Huffman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Absorption and Scattering of Light by Small Particles. , (1983).</li><li>Balaev, A. E., Dvoretski, K. N., Doubrovski, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refractive+index+of+escherichia+coli+cells.">Refractive index of escherichia coli cells.</a> Saratov Fall Meeting 2001: Optical Technologies in Biophysics and Medicine III. 4707 (1), 253-260 (2002).</li><li>Berg, H. C., Manson, M. D., Conley, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+and+Energetics+of+Flagellar+Rotation+in+Bacteria.">Dynamics and Energetics of Flagellar Rotation in Bacteria.</a> Symp. Soc. Exp. Biol. 35, 1-31 (1982).</li><li>Garcia-Sucerquia, J., Xu, W., Jericho, S. K., Klages, P., Jericho, M. H., Kreuzer, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+in-line+holographic+microscopy.">Digital in-line holographic microscopy.</a> Appl. Optics. 45 (5), 836-850 (2006).</li><li>Restrepo, J. F., Garcia-Sucerquia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnified+reconstruction+of+digitally+recorded+holograms+by+Fresnel-Bluestein+transform.">Magnified reconstruction of digitally recorded holograms by Fresnel-Bluestein transform.</a> Appl. Optics. 49 (33), 6430-6435 (2010).</li><li>Dubois, F., Joannes, L., Legros, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+three-dimensional+imaging+with+a+digital+holography+microscope+with+a+source+of+partial+spatial+coherence.">Improved three-dimensional imaging with a digital holography microscope with a source of partial spatial coherence.</a> Appl. Optics. 38 (34), 7085-7094 (1999).</li><li>Kanka, M., Riesenberg, R., Petruck, P., Graulig, C. <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+(NA=0.8)+in+lensless+in-line+holographic+microscopy+with+glass+sample+carriers.">High resolution (NA=0.8) in lensless in-line holographic microscopy with glass sample carriers.</a> Opt. Lett. 36 (18), 3651-3653 (2011).</li><li>Dubois, F., Requena, M. L., Minetti, C., Monnom, O., Istasse, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partial+spatial+coherence+effects+in+digital+holographic+microscopy+with+a+laser+source.">Partial spatial coherence effects in digital holographic microscopy with a laser source.</a> Appl. Optics. 43 (5), 1131-1139 (2004).</li><li>Magariyama, Y., Sugiyama, S., Muramoto, K., Kawagishi, I., Imae, Y., Kudo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+measurement+of+bacterial+flagellar+rotation+rate+and+swimming+speed.">Simultaneous measurement of bacterial flagellar rotation rate and swimming speed.</a> Biophysical Journal. 69 (5), 2154-2162 (1995).</li><li>Berg, H. C., Brown, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+in+Escherichia+coli+analysed+by+three-dimensional+tracking.">Chemotaxis in Escherichia coli analysed by three-dimensional tracking.</a> Nature. 239 (5374), 500-504 (1972).</li><li>Brooker, G., Siegel, N., Wang, V., Rosen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+resolution+in+Fresnel+incoherent+correlation+holographic+fluorescence+microscopy.">Optimal resolution in Fresnel incoherent correlation holographic fluorescence microscopy.</a> Opt. Express. 19 (6), 5047-5062 (2011).</li></ol>

この実験プロトコルの中で最も重要なステップは、安定した実験装置からの画像の正確なキャプチャです。貧しい背景データと、高忠実度の再構築は不可能に近い。これは、再構成された画像を劣化させることができるように、（対物レンズの背面から見て暗色年輪として可視）内部位相差素子と対物レンズを回避することも重要である。関心のあるオブジェクトは、回折縞のいくつかのペ?...

デジタルインラインホログラフィ顕微鏡法（DIHM）は、標準的な顕微鏡のセットアップへの最小限の変更で、微生物1,2とソフト物質系3,4水泳などの微細なサンプルを迅速に3次元画像化することができます。本論文ではDIHMの教育的なデモは、当社の研究室で開発されたソフトウェアを中心に、提供されています。本稿では、顕微鏡のセットアップデータの取得を最適化し、3次元データを再構成するために記録画像を処理する方法の説明が含まれています。ソフトウェア（DGグリアら5によって開発されたソフトウェアに一部基づいて）および実施例の画像は、当社のウェブサイト上で自由にご利用いただけます。説明は、顕微鏡を構成するホログラムから三次元ボリュームを再構成し、ソフトウェアパッケージのトレース自由線を用い、目的の結果としてのボリュームをレンダリングするのに必要なステップが設けられている。論文は、再構成の品質に影響を与える要因についての議論で締めくくりと競合する方法とDIHMの比較。 DIHMが（キム6を参照して、その原則と発展の全般的なレビューのために）いくつかの時間前に説明したが、必要な演算能力と画像処理の専門知識は、これまで主に、機器の開発を中心とした専門家の研究グループに、その使用を制限している。この状況は、コンピューティングおよびカメラ技術における最近の進歩に照らして変化している。近代的なデスクトップコンピュータを簡単に処理し、データストレージ要件に対応できる、CCDまたはCMOSカメラは、ほとんどの顕微鏡ラボに存在し、かつ、必要なソフトウェアは、技術の開発に時間を投資しているグループが、インターネット上で自由に利用できるようにされています。 様々なスキームは、三次元試料体積に微視的オブジェクトの構成を撮像するために提案されている。これらの多くは、画像のスタックがmで記録された技術は7,8、スキャンするechanically試料を通って像面の翻訳。共焦点蛍光顕微鏡をスキャンすると、おそらく最も身近な例である。典型的には、蛍光染料は、サンプルコントラストの許容レベルを達成するために、位相物体に添加し、共焦点配置は、空間的に蛍光発光を局在化するために使用される。この方法は、混雑したシステム9-11の三次元ダイナミクスへのアクセスを許可しているコロイド科学において、例えば有意な進歩をもたらした。ラベルの使用は、蛍光共焦点顕微鏡とDIHMの重要な違いですが、2つの技術のその他の特徴は、比較する価値があります。 DIHMは装置が可動部品を持たないという点で重要な速度の利点を持っています。共焦点システムにおける機械的な走査ミラーは、データ取得速度に上限を置く - 512×512ピクセルの画像のための、典型的には約30フレーム/秒。異なる焦点面からのような画像のスタックは、物理的に：訳で得ることができる30フレームスタック毎秒約1ボリュームの最終的な捕捉率につながる、フレーム間の試料ステージや対物レンズating。比較において、現代のCMOSカメラに基づいて、ホログラフィシステムは、同じ画像サイズと解像度で2000フレーム/秒をキャプチャすることができ、各フレームはサンプルボリュームの独立したスナップショットを与えるためにオフライン `&#39;を処理する。繰り返しになります。システムは、蛍光被写体12のホログラフィック再構成を実行するように開発されてきたが、蛍光サンプルは、DIHMには必要ありません。ならびに三次元ボリューム情報は、DIHMも定量的位相コントラスト画像13を提供するために使用することができるが、それは、ここでの議論の範囲外である。 生DIHMデータ画像は2次元であり、いくつかの点で、焦点の外ではあるが、標準的な顕微鏡画像のように見える。 DIHM標準明視野顕微鏡の主な違いは、オブジェクトを囲む回折リングにあるInの視野は、これらは、照明の性質によるも​​のである。一般的に、LEDまたはレーザー - DIHM明視野よりも多くのコヒーレント光源を必要とします。ホログラムの回折リングは、三次元画像を再構築するために必要な情報が含まれている。ダイレクトフィッティングと数値リフォーカシング; DIHMデータを解釈するには、2つの主要なアプローチがあります。最初のアプローチは、回折パターンの数学的形式が予め3,4において知られている場合においても適用可能であり、この状態は、球、円柱、および半平面上の障害のような単純なオブジェクトの一握りによって満たされる。直接フィッティングはまた、オブジェクトの軸方向の位置が既知である場合に適用され、画像は、画像テンプレート14のルックアップテーブルを用いて取り付けることができる。 第二のアプローチ（数字リフォーカス）がむしろ一般的であり、数値的に光場を再構成するために、二次元画像のホログラム回折リングを使用に依存しているサンプル量全体（任意間隔）フォーカルプレーンの数。いくつかの関連するメソッドは、この6を行うために存在し、リーとグリア5で説明したように、この作品は、バックプロパゲーション法をレイリー·ゾンマーフェルトを使用しています。この手順の結果は、手動で顕微鏡の焦点面（名前の由来 `数値リフォーカシング &#39;）を変更した場合の効果を再現する画像のスタックです。画像のスタックが生成されると、焦点体積内の被写体の位置を得なければならない。このような局所強度分散または空間周波数コンテンツとして画像解析ヒューリスティックの数は、試料15中の異なる点で焦点の鮮明度を定量化するために提示されている。特定の画像メトリックが最大化​​（または最小化）されたときにそれぞれの場合において、オブジェクトが焦点にあると考えられる。 オブジェクトが「ピントが合って」で、特定の焦点面を識別しようと他の方式とは異なり、この作品における方法は、pを選び出す焦点面の広い範囲で延長することができる対象となる物体の内側にあるoints、。このアプローチは、被験体の広い範囲に適用可能であり、そのような棒状コロイド、細菌の鞭毛鎖または真核生物のような拡張され、弱散乱サンプル（位相物体）に特に適している。物体が焦点面を通過する際にこのような試料では、画像のコントラストが変化し、それが他にある場合、オブジェクトが焦点面と暗い中心の一方の側にある場合、デフォーカス画像は、光の中心を有する。彼らは焦点面に正確に位置したときの純粋な位相物体なしコントラストがほとんどを持っている。コントラスト反転のこの現象は、他の著者によって16,17について議論し 、異常18グイ相へ、最終的に起因しているされています。これは他の場所で、技術の限界が評価される場所ホログラフィーの文脈で、より厳格な立場に置かれています。位置の典型的な不確実性は、EACさ150nm（約1ピクセル）のオーダーであるH方向19。グイ相が異常方法は、三次元で拡張されたオブジェクトの構造を決定するためのいくつかの明確に定義されたDIHM方式の一つであるが、それにもかかわらず、いくつかのオブジェクトが再構成する問題がある。 （カメラを指差し）を光軸に沿って直接うそのオブジェクトを正確に再構築することは困難である。オブジェクトの長さと位置の不確実性が大きくなる。この制限は、ホログラムを記録する画素の制限されたビット深度（カメラが記録することができる別個の階調数）に一部である。対象とする物体が焦点面に非常に近い場合に、別の問題の設定が行われます。この場合、対象物の実および仮想イメージは解釈が困難である複雑な光学場を生じさせる、近接して再構築さ​​れる。ここ二、やや少ないの重要な関心事は、得られた回折縞がこの粗い粒度のINFのイメージセンサの少ないを占有していることであるormationが悪く品質の再構築につながる。 実際には、単純な勾配フィルタは、照射方向に沿った強い強度の反転を検出するための三次元再構成されたボリュームに適用される。強度は、暗い、またはその逆に光から迅速に変化する領域は、次いで、散乱領域に関連付けられる。これらの個々の寄与の合計が簡単にレイリー·ゾンマーフェルトバックプロパゲーション法を用いて反転され、全散乱場を与えるために、弱散乱体がよく、そのような要素20の非干渉コレクションとして記載されている。本論文では、軸方向の強度勾配技術は連鎖球菌細胞のチェーンに適用されます。細胞体は、位相物体である（種E.コリは ​​、波長λ= 589 nmで1.384であると21を測定した屈折率を有し、 ストレプトコッカス株は類似している可能性がある）とに接続されたブロブの高輝度鎖として現れる目勾配フィルタ後の電子の試料体積が適用された。この濾過ボリュームに適用基準閾値と特徴抽出方法は、細胞内領域に対応する体積画素（ボクセル）の抽出を可能にする。この方法の特別な利点は、それが軸方向の物体の位置の明確な再構成を可能にすることである。同様の方法が（少なくとも、顕微鏡対物レンズを通して撮像対象に近いもの、そのレコードのホログラムは、）、この変位の符号を決定することができないことに苦しんでいます。レイリー·ゾンマーフェルト再構成法もあるが、署名に依存しないこの意味では、勾配の動作は、私たちは、焦点面の上下の弱位相物体を区別することができます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="780">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:180px;">Nikon Eclipse Ti-E inverted microscope</td>
			<td style="width:187px;">Nikon Corp.</td>
			<td style="width:147px;"> </td>
			<td style="width:267px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:180px;">LED</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:147px;">M660L3</td>
			<td style="width:267px;">emission wavelength &#955;=660 nm, linewidth approximately 20 nm </td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:180px;">LED power supply</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:147px;">LEDD1B</td>
			<td style="width:267px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:180px;">Thread Adapter</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:147px;">SM2T2</td>
			<td style="width:267px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:180px;">Thread Adapter</td>
			<td style="width:187px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:147px;">SM1A2</td>
			<td style="width:267px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:180px;">Frame Grabber board</td>
			<td style="width:187px;">EPIX </td>
			<td style="width:147px;">PIXCI E4 </td>
			<td style="width:267px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:180px;">High-Speed CMOS camera</td>
			<td style="width:187px;">Mikrotron</td>
			<td style="width:147px;">MC-1362</td>
			<td style="width:267px;"> </td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

digital inline holographic microscopy (dihm) of weakly-scattering subjects

このような小さなコロイド粒子であり、最も生物細胞のような弱散乱オブジェクトは、しばしば顕微鏡法で遭遇する。実際に、技術の範囲は、これらのより良好な位相物体を可視化するために開発されている。位相コントラストおよびDICは、コントラストを増強するための最も一般的な方法の一つである。しかしながら、外撮像面内方向の記録位置や形状が困難なままである。このレポートには、正確にデジタルインラインホログラフィ顕微鏡（DIHM）を使用して、場所と3次元のオブジェクトの形状を決定するための簡単​​な実験方法を紹介します。大まかに言えば、アクセス可能なサンプル容量を、横方向にカメラセンササイズ、および軸方向に、照明のコヒーレンスによって定義される。典型的なサンプル量は、LED照明を使用して200 ミクロン ×200 ミクロン ×200ミクロンから、の範囲レーザ照射を用いて5 ミリメートル×5mm角以上である。平面波が試料に入射するように、この照明光は、構成されている。サンプル容積内のオブジェクトは、次いで、照明方向に垂直な干渉パターンを形成する非散乱光と干渉する、光を散乱する。この画像（ホログラム）は、3次元再構成に必要な奥行き情報を含み、例えば、CMOSまたはCCDカメラなどの標準的な撮像素子上に撮像することができる。バックレイリー·ゾンマーフェルト伝搬法を数値顕微鏡画像をリフォーカスするために使用され、グイ位相に基づいて単純な撮像ヒューリスティックは、異常再構成されたボリューム内の散乱物体を識別するために使用される。このシンプルでありながら堅牢な方法は、顕微鏡の試料内のオブジェクトの位置や形状の明確な、モデルフリー測定、その結果。

DIHMの能力を実証するために、実験は、 ストレプトコッカス属細菌の鎖上で実施した。チェーン自体は長い10.5ミリメートルを測定し、範囲0.6〜1ミクロンの直径を有する6-7球面円柱細胞（チェーン内のセルの2が分裂に近い）から構成されていた。 図1aおよび1bのショーのメインインタフェースを復興とレンダリングソフトウェアの。数値的再集束手順の例は、?...

Watch this Scientific Journal Video about Digital Inline Holographic Microscopy DIHM of Weakly-scattering Subjects at JoVE.com

Digital Inline Holographic Microscopy DIHM of Weakly-scattering Subjects

弱散乱物体の三次元位置が一意的に標準的な顕微鏡に軽微な改変を伴うデジタルインラインホログラフィック顕微鏡法（DIHM）を用いて同定することができる。当社のソフトウェアは、微細な位相物体の3次元位置と形状を得るためにレイリー·ゾンマーフェルトバックプロパゲーションと相まって、簡単な画像処理、ヒューリスティックを使用しています。

弱散乱被験者のデジタルインラインホログラフィ顕微鏡（DIHM）

Weakly-scattering objects, such as small colloidal particles and most biological cells, are frequently encountered in microscopy. Indeed, a range of ...

Research

JoVE Journal

Biology

Digital Inline Holographic Microscopy (DIHM) of Weakly-scattering Subjects

Determining heat and mechanical pain threshold in inflamed skin of human subjects

熱とヒトの炎症を起こしている皮膚における機械的痛覚閾値の決定

In a previous article in the Journal of Visualized Experiments we have demonstrated skin microdialysis techniques for the collection of tissue-specific ...

Digital Microfluidics for Automated Proteomic Processing

自動プロテオーム処理のためのデジタルマイクロ流体

Clinical proteomics has emerged as an important new discipline, promising the discovery of biomarkers that will be useful for early diagnosis and ...

Time-lapse Imaging of Mitosis After siRNA Transfection

siRNAトランスフェクション後の有糸分裂のタイムラプスイメージング

Changes in cellular organization and chromosome dynamics that occur during mitosis are tightly coordinated to ensure accurate inheritance of genomic and ...

In vivo Clonal Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Marked by Five Fluorescent Proteins using Confocal and Multiphoton Microscopy

In vivo Clonal Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells Marked by Five Fluorescent Proteins using Confocal and Multiphoton Microscopy

共焦点および多光子顕微鏡を用いて5蛍光タンパク質によってマーク造血幹細胞および前駆細胞の生体内でクローン追跡で

We developed and validated a fluorescent marking methodology for clonal tracking of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) with high spatial and ...

In Vivo 4-Dimensional Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells in Adult Mouse Calvarial Bone Marrow

In Vivo 4-Dimensional Tracking of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells in Adult Mouse Calvarial Bone Marrow

成体マウス頭蓋冠骨髄中の造血幹細胞および前駆細胞のin vivo 4次元トラッキングで

Through a delicate balance between quiescence and proliferation, self renewal and production of differentiated progeny, hematopoietic stem cells (HSCs) ...

Simple Bulk Readout of Digital Nucleic Acid Quantification Assays

デジタル核酸定量アッセイの簡単な一括読み出し

Digital assays are powerful methods that enable detection of rare cells and counting of individual nucleic acid molecules. However, digital assays are ...

Magnetic-Activated Cell Sorting Strategies to Isolate and Purify Synovial Fluid-Derived Mesenchymal Stem Cells from a Rabbit Model

磁気活性化細胞を分離し、滑膜液由来間葉系幹細胞が家兎モデルからの浄化戦略を並べ替え

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for ...

Micron-scale Phenotyping Techniques of Maize Vascular Bundles Based on X-ray Microcomputed Tomography

X 線マイクロ断層レントゲン写真撮影に基づいてトウモロコシの維管束のミクロン スケール表現型解析技術

It is necessary to accurately quantify the anatomical structures of maize materials based on high-throughput image analysis techniques. Here, we provide a ...

Biological Sample Preparation by High-pressure Freezing, Microwave-assisted Contrast Enhancement, and Minimal Resin Embedding for Volume Imaging

高圧急速凍結、マイクロ波を用いたコントラスト強調、およびボリューム イメージングのために埋め込む最小限の樹脂による生体試料作製

The described sample preparation technique is designed to combine the best quality of ultrastructural preservation with the most suitable contrast for the ...