Name: sample drift correction following 4d confocal time-lapse imaging
Uploaded: 2014-04-12T22:35:00
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우리는 가비 마틴이 작업을 시작하고 피지와 ImageJ에 프로젝트 참여자의 모든 EMBO2010 3D 발달 이미징 워크숍의 주최자에게 감사의 말씀을 전합니다.

1. 4D 시간 경과 이미징 실험 화상 획득을 위해 사용되는 설정은 사용되는 장비에 따라 달라질 것이다. 여기, 핀홀 크기, 대물의 개구, 시료의 굴절률과 시료가 내장 된 매체의 파장 : 광학 부 샘플 공 초점 현미경의 능력은 여러 가지 요인에 의존한다. 선택된 공 촛점 핀홀 사이즈 채집 광학 부재의 두께를 결정한다. 작은 핀홀이 얇은 광학적 부분 z 축 해상도를 증가하지만 캡처 ...

<ol>
	<li>Schindelin, J., 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=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Abramoff, M. D., Magalhaes, P. J., Ram, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Processing+with+ImageJ.">Image Processing with ImageJ.</a> Biophotonics International. 11 (7), 42-42 (2004).</li><li>Collins, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ImageJ+for+Microscopy.">ImageJ for Microscopy.</a> BioTechniques. 43 (S1), 25-30 (2007).</li><li>Linkert, M., 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=Metadata+matters:+access+to+image+data+in+the+real+world.">Metadata matters: access to image data in the real world.</a> The Journal of Cell Biology. 189 (5), 777-782 (2010).</li><li>Th&#233;venaz, P., Ruttimann, U. 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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+phase+correlation+image+alignment+method.">The phase correlation image alignment method.</a> Proceedings of the IEEE, International Conference on Cybernetics and Society. , 163-165 (1975).</li><li>Preibisch, S., Saalfeld, S., Tomancak, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Globally+optimal+stitching+of+tiled+3D+microscopic+image+acquisitions.">Globally optimal stitching of tiled 3D microscopic image acquisitions.</a> Bioinformatics. 25 (11), 1463-1465 (2009).</li><li>Kaufmann, A., Mickoleit, M., Weber, M., Huisken, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multilayer+mounting+enables+long-term+imaging+of+zebrafish+development+in+a+light+sheet+microscope.">Multilayer mounting enables long-term imaging of zebrafish development in a light sheet microscope.</a> Development. 139 (17), 3242-3247 (2012).</li><li>Andersen, E., Asuri, N., Clay, M., Halloran, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live+imaging+of+cell+motility+and+actin+cytoskeleton+of+individual+neurons+and+neural+crest+cells+in+zebrafish+embryos.">Live imaging of cell motility and actin cytoskeleton of individual neurons and neural crest cells in zebrafish embryos.</a> J VIs. 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E., 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=Morphogenesis+and+Cell+Fate+Determination+within+the+Adaxial+Cell+Equivalence+Group+of+the+Zebrafish+Myotome.">Morphogenesis and Cell Fate Determination within the Adaxial Cell Equivalence Group of the Zebrafish Myotome.</a> PLoS Genetics. 8 (10), (2012).</li><li>Moore, C. A., Parkin, C. A., Bidet, Y., Ingham, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+role+for+the+Myoblast+city+homologues+Dock1+and+Dock5+and+the+adaptor+proteins+Crk+and+Crk-like+in+zebrafish+myoblast+fusion.">A role for the Myoblast city homologues Dock1 and Dock5 and the adaptor proteins Crk and Crk-like in zebrafish myoblast fusion.</a> Development. 134 (17), 3145-3153 (2007).</li><li>Higashijima, S., Okamoto, H., Ueno, N., Hotta, Y., Eguchi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+generation+of+transgenic+zebrafish+which+reliably+express+GFP+in+whole+muscles+or+the+whole+body+by+using+promoters+of+zebrafish+origin.">High-frequency generation of transgenic zebrafish which reliably express GFP in whole muscles or the whole body by using promoters of zebrafish origin.</a> Developmental Biology. 192 (2), 289-299 (1997).</li></ol>

오랜 시간 경과 현미경 실험에서 파생 된 데이터 세트의 샘플 드리프트를 해결하기 위해 후 처리 소프트웨어를 사용하는 우리의 능력은 요인에 의해 제한됩니다. 샘플의 철새 이동 대 드리프트를 식별 할 수있는 기능은 사용 된 세포 마커에 따라 달라집니다. 어느 널리 샘플 내에서 표현이나 이미지 수집하는 동안 철새 이벤트에 관련되지 않은 세포 마커 드리프트 보정을위한 최고의 소스를 제공...

공 촛점 이미징 널리 형태의 세포의 움직임과 변화를 따라 세포 및 발달 생물학에 사용됩니다. 다른 초점면에 광학 섹션의 일련 캡처 허용 후 3D 데이터 세트의 시간 경과 시리즈를 생성하여 네 차원 (4D)으로 확장 될 수있는 샘플의 3 차원 (3D) 모델의 생성. 4D 데이터 세트의 생성은 세포의 움직임과 행동의 상세한 측정을 할 수 있습니다. 장기간의 시간 경과 실험에서는 샘플의 움직임을 관찰하는 것이 일반적입니다. 이는 하드웨어 제어 단계와 초점 위치에서 약간의 부정확으로 인해 발생할 수 있습니다. 다른 사람의 경우, 드리프트 샘플 장착 미디어 내에서 샘플 성장과 유연성에 의해 유도 된 운동의 결과이지만. 방법은 하드웨어를 중심으로 시스템을 개선하고 설치 매체의 증가 강성 등의 이러한 움직임을 보상하거나 제한하기 위해 존재한다. 그러나, 이러한 접근법에 의한 촬상으로의 많은 경우에 적용 할 수 없다등 최대 샘플 유지 보수 및 성장에 적합한 조건을 제공해야합니다. 오픈 소스 소프트웨어 솔루션은 ImageJ에 또는 피지 StackReg 및 TurboReg (http://bigwww.epfl.ch/thevenaz/stackreg/) 5 플러그인을 사용하여, 시간이 지남에 따라 2 차원 운동의 보정을 위해 존재하지만, 이들은 수 없습니다 4D 데이터 세트에 적용 할. 샘플의 드리프트를 교정하기 위해 우리는 오픈 소스 영상 처리 플랫폼, 피지 1을 활용하는 플러그인 (올바른 3D 드리프트)를 개발했습니다. 우리의 플러그인은 입체 시간 경과 실험 샘플 드리프트의 결과로서 발생하는 움직임을 보정하기 위해 위상 상관 등록을 수행 할 수있다. 위상 상관 관계 (6) 이미지 사이의 변환을 결정하는 계산 효율적인 방법입니다. 여기에 설명 플러그인 Preibisch 외. (7)에 의해 개발 된 위상 - 상관 라이브러리를 이용한다. 멀티 채널 실험에서, 플러그인은 determi에 하나의 채널을 이용필요한 보정 NE. 이 보정은 다음 4D 데이터 세트의 등록 결과 추가적인 채널에 적용된다. 제브라 피쉬 모델 시스템에서 많은 시간, 심지어 며칠 8의 기간 동안 시간 경과 촬상을 행할 수있다. 제브라 피쉬를 장착하기위한 일반적인 방법은 운동 9-11을 제한, 저 융점 아가 로스 (0.8 ~ 1.5 %)에서 마취 라이브 배아를 포함하는 것입니다. 이동이 규제되는 동안 샘플의 성장이 정지 한 위치를 이동 시야 내의 세포의 결과 발생한다. 배아에서 세포의 이동을 수행하기 위해 먼저 전체 샘플의 움직임을 보정 할 필요가있다. 이 프로토콜은 제브라 시험편으로 개발되었고, 화상 체절 개발 (12)에 이용되었지만 어떠한 4D 촛점 집합에 적용될 수있다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="406">
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate (Tricaine)</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A5040</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Low gelling temperature agarose</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A9414-25G</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:216px;">Dumont #4 Forceps</td>
			<td style="width:71px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:119px;">0208-4-PO</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Disposable 3mL graduated</td>
			<td rowspan="2" style="width:71px;">Samco</td>
			<td rowspan="2" style="width:119px;">212</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Polyethylene transfer pipette</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">9cm bacterial grade Petri dishes</td>
			<td style="width:71px;">Greiner Bio One</td>
			<td style="width:119px;">632180</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Fluorinated ethylene propylene (FEP) tubing</td>
			<td style="width:71px;">Bola</td>
			<td style="width:119px;">S1815-04</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Zeiss LSM-710 Confocal microscope</td>
			<td style="width:71px;">Zeiss</td>
			<td style="width:119px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">W Plan-Apochromat 20x/1.0 DIC Objective</td>
			<td style="width:71px;">Zeiss</td>
			<td style="width:119px;">421452-9600-000</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

sample drift correction following 4d confocal time-lapse imaging

사차원 (4D) 공 초점 데이터 세트의 생성; 시간이 지남에 따라 3D 이미지 시퀀스로 구성된; 발달 과정에 관여 세포의 동작을 캡처 할 수있는 훌륭한 방법을 제공합니다. 세포의 움직임을 추적하고, 수행하는 기능은 화상 획득 동안에 샘플의 드리프트 또는 어떤 경우에는 증가로 인해 발생하는 샘플의 움직임에 의해 제한된다. 드리프트 및 / 또는 성장에 의해 영향을받는 데이터 세트에서 추적 셀은 셀 위치의 분석으로이 운동을 통합 할 것입니다. 이 샘플 내에서 정적 구조의 명백한 움직임의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 이전의 세포 추적에 대한 모든 샘플 드리프트 수정해야합니다. ImageJ에 2,3의 오픈 소스 피지 분배 (1)과 통합 궤적 도구 4를 사용하여, 우리는 공 초점 데이터 세트에서 잘못된 샘플의 움직임을 제거 할 수있는 올바른 3D 드리프트 플러그인을 개발했다. 이 프로토콜은 효율적으로 초점 포에 샘플 번역 또는 변경에 대한 보상연장 된 시간 경과 실험을 통해 세포의 움직임을 시각화하고 측정하는 능력을 유지하면서 사차원 촛점 데이터 세트마다 포인트를 등록하는 단계 상관을 이용함으로써 구성비.

13 - 개발 제브라 피쉬에서 빠른 근육 세포는 19시간 후 수정 (체절 단계 20)에서 다핵 섬유로 융합. 핵의 움직임과 우리가 근육의 모든 레이블을하는 골격 α-액틴 프로모터의 통제하에 녹색 형광 단백질 (GFP)을 발현하는 형질 전환 균주를 사용하여 4D 공 촛점 시간 경과 이미징을 실시 근육 세포의 융합을 시각화하기 위해 전지 (14)과 mCherry이 핵을 레이블, 핵 이행 순서로 태그 적색 ?...

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Sample Drift Correction Following 4D Confocal Time-lapse Imaging

4D 공 촛점 시간 경과 이미징을 다음 샘플 편차 수정

시간 경과 현미경은 개발 프로세스의 시각화를 할 수 있습니다. 화상 취득 동안에 성장 또는 샘플의 드리프트가 정확하게 따르고 개발 중에 세포의 움직임을 측정하는 능력을 감소시킨다. 우리는 시간에 따른 입체 샘플 드리프트 보정하기 위해 오픈 소스 이미지 처리 소프트웨어를 사용하는 방법을 설명한다.

The generation of four-dimensional (4D) confocal datasets; consisting of 3D image sequences over time; provides an excellent methodology to capture ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT)

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue EHT

엔지니어링된 심장 조직 이식 다음과 같은 면역 반응의 평가 (EHT)에 대한 Bioluminescence 이미징

Various techniques of cardiac tissue engineering have been pursued in the past decades including scaffolding strategies using either native or ...

연구

생체공학

Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

비디오 - 속도 검색 공촛점 현미경과 Microendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

Time-lapse Fluorescence Imaging of Arabidopsis Root Growth with Rapid Manipulation of The Root Environment Using The RootChip

RootChip를 사용하여 루트 환경의 신속한 조작과 Arabidopsis 루트 성장의 시간 저속 형광 이미징

The root functions as the physical anchor of the plant and is the organ responsible for uptake of water and mineral nutrients such as nitrogen, ...

Sample Preparation Strategies for Mass Spectrometry Imaging of 3D Cell Culture Models

3 차원 세포 배양 모델의 질량 분석 이미징을위한 준비 전략 샘플

Three dimensional cell cultures are attractive models for biological research. They combine the flexibility and cost-effectiveness of cell culture with ...

A Microfluidic Chip for ICPMS Sample Introduction

ICPMS 샘플 소개를위한 미세 유체 칩

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma ...

Selective Cell Elimination from Mixed 3D Culture Using a Near Infrared Photoimmunotherapy Technique

근적외선 Photoimmunotherapy 기술을 사용하여 혼합 된 3D 문화에서 선택적 세포 제거

Recent developments in tissue engineering offer innovative solutions for many diseases. For example, tissue engineering using induced pluripotent stem ...

Mammalian Cell Division in 3D Matrices via Quantitative Confocal Reflection Microscopy

양적 Confocal 반사 현미경을 통해 3D 매트릭스에 포유류 세포 분열

The study of how mammalian cell division is regulated in a 3D environment remains largely unexplored despite its physiological relevance and therapeutic ...

Advanced 3D Liver Models for In vitro Genotoxicity Testing Following Long-Term Nanomaterial Exposure

장기 나노 물질 노출 다음 체외 물질 독성 테스트를 위한 고급 3D 간 모델

Due to the rapid development and implementation of a diverse array of engineered nanomaterials (ENM), exposure to ENM is inevitable and the development of ...

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시간 경과 현미경 검사를 사용하여 대장균에서 생물학적 소음의 지속적인 측정

The protocol developed here offers a tool to enable computer tracking of Escherichia coli division and fluorescent levels over several hours. The process ...

Spatio-Temporal In Vivo Imaging of Ocular Drug Delivery Systems using Fiberoptic Confocal Laser Microendoscopy

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광섬유 공초점 레이저 미세 내시경 검사를 사용하여 안구 약물 전달 시스템의 생체 내 측두 체 이미징

Subconjunctival injection is an attractive route to administer ocular drugs due to easy trans-scleral access that bypasses anterior ocular barriers, such ...