Name: microfluidic imaging flow cytometry by asymmetric-detection time-stretch optical microscopy (atom)
Uploaded: 2017-06-28T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM at JoVE.com

Vi takker hr. P. Yeung for at forberede MCF-7 til os. Dette arbejde blev delvist støttet af tilskud fra Research Grant Council i Hongkongs særlige administrationsregion, Kina (Projekt nr. 17259316, 17207715, 17207714, 17205215 og HKU 720112E), Innovations- og teknologistøtteprogrammet (ITS / 090/14 ) Og HKU&#39;s udviklingsudviklingsfond.

1. Prøveforberedelse <ol><li> Prøvepræparation (vedhæftende celler; MCF-7 celler) <ol><li> Tag cellekulturskålen ud af inkubatoren og drænet dyrkningsmediet. </li><li> Skyl cellerne på en skål med 1x phosphatbufret saltvand (PBS) for at fjerne overdreven dyrkningsmedium. </li><li> Tilsæt 3 ml af en opløsning af 0,25% trypsin til dyrkningsskålen (diameter på 100 mm) og sæt den i en 37 ° C, 5% CO2-inkubator i 4 minutter. BEMÆRK: Trypsinet opløser cellernes klæbende protein, så d...

<ol>
	<li>Lau, A. K. S., Wong, T. T. W., Shum, H. C., Wong, K. K. Y., Tsia, K. K., Barteneva, N. S., Vorobjev, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Imaging Flow Cytometry: Methods and Protocols. , 23-45 (2016).</li><li>Goda, K., Tsia, K. K., Jalali, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serial+time-encoded+amplified+imaging+for+real-time+observation+of+fast+dynamic+phenomena.">Serial time-encoded amplified imaging for real-time observation of fast dynamic phenomena.</a> Nature. 458 (7242), 1145-1149 (2009).</li><li>Goda, K., Jalali, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dispersive+Fourier+transformation+for+fast+continuous+single-shot+measurements.">Dispersive Fourier transformation for fast continuous single-shot measurements.</a> Nat Photon. 7 (2), 102-112 (2013).</li><li>Lau, A. K., Shum, H. C., Wong, K. K., Tsia, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optofluidic+time-stretch+imaging+-+an+emerging+tool+for+high-throughput+imaging+flow+cytometry.">Optofluidic time-stretch imaging - an emerging tool for high-throughput imaging flow cytometry.</a> Lab Chip. 16 (10), 1743-1756 (2016).</li><li>Lau, A. K. S., Tang, A. H. L., Xu, J., Wong, X. W., Y, K. K., Tsia, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Time+Stretch+for+High-Speed+and+High-Throughput+Imaging+-+From+Single-Cell+to+Tissue-Wide+Scales.">Optical Time Stretch for High-Speed and High-Throughput Imaging - From Single-Cell to Tissue-Wide Scales.</a> IEEE J. Sel. Top. in Quant. Electron. 22 (4), (2016).</li><li>Lei, C., Guo, B., Cheng, Z., Goda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+time-stretch+imaging:+Principles+and+applications.">Optical time-stretch imaging: Principles and applications.</a> Appl Phys Rev. 3 (1), 011102 (2016).</li><li>Lei, C., Guo, B., Cheng, Z., Goda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+time-stretch+imaging:+Principles+and+applications.">Optical time-stretch imaging: Principles and applications.</a> Applied Physics Reviews. 3 (011102), (2016).</li><li>Goda, K., 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=High-throughput+single-microparticle+imaging+flow+analyzer.">High-throughput single-microparticle imaging flow analyzer.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (29), 11630-11635 (2012).</li><li>Goda, K., Solli, D. R., Tsia, K. K., Jalali, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+of+amplified+dispersive+Fourier+transformation.">Theory of amplified dispersive Fourier transformation.</a> Physical Review A. 80 (4), 043821 (2009).</li><li>Goda, K., 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=High-throughput+single-microparticle+imaging+flow+analyzer.">High-throughput single-microparticle imaging flow analyzer.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (29), 11630-11635 (2012).</li><li>Lai, Q. T. K., 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=High-throughput+time-stretch+imaging+flow+cytometry+for+multi-class+classification+of+phytoplankton.">High-throughput time-stretch imaging flow cytometry for multi-class classification of phytoplankton.</a> Opt. Express. 24 (25), 28170-28184 (2016).</li><li>Chen, C. L., 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=Deep+Learning+in+Label-free+Cell+Classification.">Deep Learning in Label-free Cell Classification.</a> Sci Rep. 6, 21471 (2016).</li><li>Fard, A. 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=Nomarski+serial+time-encoded+amplified+microscopy+for+high-speed+contrast-enhanced+imaging+of+transparent+media.">Nomarski serial time-encoded amplified microscopy for high-speed contrast-enhanced imaging of transparent media.</a> Biomed Opt Express. 2 (12), 3387-3392 (2011).</li><li>Lau, A. K., 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=Interferometric+time-stretch+microscopy+for+ultrafast+quantitative+cellular+and+tissue+imaging+at+1+mum.">Interferometric time-stretch microscopy for ultrafast quantitative cellular and tissue imaging at 1 mum.</a> J Biomed Opt. 19 (7), 76001 (2014).</li><li>Mahjoubfar, A., Chen, C., Niazi, K. R., Rabizadeh, S., Jalali, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+high-throughput+cell+screening+in+flow.">Label-free high-throughput cell screening in flow.</a> Biomed Opt Express. 4 (9), 1618-1625 (2013).</li><li>Wong, T. T., 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=Asymmetric-detection+time-stretch+optical+microscopy+(ATOM)+for+ultrafast+high-contrast+cellular+imaging+in+flow.">Asymmetric-detection time-stretch optical microscopy (ATOM) for ultrafast high-contrast cellular imaging in flow.</a> Sci Rep. 4, 3656 (2014).</li><li>Mata, T. M., Martins, A. A., Caetano, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microalgae+for+biodiesel+production+and+other+applications:+A+review.">Microalgae for biodiesel production and other applications: A review.</a> Renew Sustainable Energy Rev. 14 (1), 217-232 (2010).</li><li>Irigoien, X., Huisman, J., Harris, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+biodiversity+patterns+of+marine+phytoplankton+and+zooplankton.">Global biodiversity patterns of marine phytoplankton and zooplankton.</a> Nature. 429 (6994), 863-867 (2004).</li><li>Wei, X., 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=Coherent+Laser+Source+for+High+Frame-Rate+Optical+Time-Stretch+Microscopy+at+1.0+&#181;m.">Coherent Laser Source for High Frame-Rate Optical Time-Stretch Microscopy at 1.0 &#181;m.</a> IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 20 (5), 384-389 (2014).</li><li>Wei, X., 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=Breathing+laser+as+an+inertia-free+swept+source+for+high-quality+ultrafast+optical+bioimaging.">Breathing laser as an inertia-free swept source for high-quality ultrafast optical bioimaging.</a> Opt. Lett. 39 (23), 6593-6596 (2014).</li><li>Xu, Y., Wei, X., Ren, Z., Wong, K. K. Y., Tsia, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+measurements+of+optical+spectral+coherence+by+single-shot+time-stretch+interferometry.">Ultrafast measurements of optical spectral coherence by single-shot time-stretch interferometry.</a> Sci Rep. 6, 27937 (2016).</li><li>Tsia, K. K., Goda, K., Capewell, D., Jalali, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+serial+time-encoded+amplified+microscope.">Performance of serial time-encoded amplified microscope.</a> Opt. Express. 18 (10), 10016-10028 (2010).</li><li>Alix-Panabi&#232;res, C., Pantel, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+in+circulating+tumour+cell+research.">Challenges in circulating tumour cell research.</a> Nat Rev Cancer. 14 (9), 623-631 (2014).</li><li>Kling, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+counting+tumor+cells.">Beyond counting tumor cells.</a> Nat Biotech. 30 (7), 578-580 (2012).</li><li>Hodgkinson, C. L., 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=Tumorigenicity+and+genetic+profiling+of+circulating+tumor+cells+in+small-cell+lung+cancer.">Tumorigenicity and genetic profiling of circulating tumor cells in small-cell lung cancer.</a> Nat Med. 20 (8), 897-903 (2014).</li><li>Ozkumur, 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=Inertial+focusing+for+tumor+antigen-dependent+and+-independent+sorting+of+rare+circulating+tumor+cells.">Inertial focusing for tumor antigen-dependent and -independent sorting of rare circulating tumor cells.</a> Sci Transl Med. 5 (179), (2013).</li><li>Hou, H. W., 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=Isolation+and+retrieval+of+circulating+tumor+cells+using+centrifugal+forces.">Isolation and retrieval of circulating tumor cells using centrifugal forces.</a> Scientific Reports. 3, 1259 (2013).</li><li>Karabacak, N. 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=marker-free+isolation+of+circulating+tumor+cells+from+blood+samples.">marker-free isolation of circulating tumor cells from blood samples.</a> Nat. Protocols. 9 (3), 694-710 (2014).</li><li>Krebs, M. G., 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=Molecular+analysis+of+circulating+tumour+cells-biology+and+biomarkers.">Molecular analysis of circulating tumour cells-biology and biomarkers.</a> Nat Rev Clin Oncol. 11 (3), 129-144 (2014).</li><li>Wu, 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=Ultrafast+Laser-Scanning+Time-Stretch+Imaging+at+Visible+Wavelengths.">Ultrafast Laser-Scanning Time-Stretch Imaging at Visible Wavelengths.</a> Light Sci Appl. , (2016).</li></ol>

Der er flere tekniske detaljer, der kræver særlig opmærksomhed under ATOM-systemopsætningen. For det første er det vigtigt at bemærke, at asymmetrisk / skrå spektralkodet belysning kunne introducere resterende fase-gradientkomponenter ( dvs. skyggeeffekten) i absorptionskontrasten og påvirke forstærkningen af ​​fase-gradientkontrast i ATOM. Derfor bør denne effekt af skrå belysning minimeres. For det andet skal det understreges, at tidsmultiplexerings- eller tidsinterleaving-ordningen med to repl...

Optisk billeddannelse præsenterer et kraftfuldt værktøj og cellebaseret assay til (næsten) ikke-invasivt at visualisere den detaljerede rumlige fordeling af mange cellulære / subcellulære komponenter og dermed afdække en lang række morfologiske, biofysiske og biomolekylære signaturer af celler. Denne evne til at udvinde højindholdsinformation fra enkeltceller er imidlertid generelt blevet kompromitteret, da en enorm og heterogen population af celler skulle undersøges. Dette markerer en fælles afvejning i cellebaserede analyser mellem målekapacitet og indhold. Et bemærkelsesværdigt eksempel er, at tilføjelse af billeddannelsesevne til at flyde cytometri har resulteret i en nedskalering af gennemstrømning med mindst 1-2 størrelsesordener sammenlignet med den af ​​de klassiske ikke-billeddannende flowcytometre. Selv om det kunne tilbyde kompleks morfologisk enkeltcelleanalyse, der ikke er mulig med standardstrømcytometre 1 , mangler billeddannelsesstrømcytometri generelt tilstrækkelig gennemgang til idInddrage cellulær heterogenitet med høj statistisk tillid. Dette er nødvendigt for nye opdagelser i biologi og for at få en forståelse af patogenesen af ​​sygdomme. Den vigtigste tekniske udfordring ligger i den iboende hastighedsgrænse, der pålægges af de almindelige optiske billeddannelsesstrategier: laserstråleskanning ( f.eks. Ved galvanometriske spejle) og / eller billedsensorer ( f.eks. Opladningskoblede enheder (CCD) og komplementære metal- Oxid halvleder (CMOS)). Laserscanningshastigheden begrænses i grunden af ​​scanningsspejles mekaniske inerti, medens rammeprocenten for CCD eller CMOS er begrænset af den grundlæggende afvejning mellem billedhastighed og følsomhed ( dvs. forøgelse af rammebelastningsledningerne til reduceret signaldetekteringsk sensitivitet , og omvendt). Baseret på en all-optisk, ultrahurtig billedkodningsmekanisme er optisk tidsstregsbilleddannelse blevet demonstreret som en attraktiv platform for høj gennemstrømning af billeddannelsesstrømcytOmeters, uden brug af de konventionelle billedsensorer eller mekanisk laserskanning 2 , 3 . Detaljerede beskrivelser af arbejdspraksis for tidstrækbilleddannelse findes i referencerne 4 , 5 , 6 , 7 . Kort sagt består det af to udskiftelige kortlægningstrin: (i) spektralkodning (bølgelængde-rummapping), hvori de afbildede rums rumlige koordinater kortlægges til forskellige bølgelængder tværs over spektret af den lyspulserede stråle 8 , 9 , Og (ii) en dispersiv Fourier-transformation (bølgelængde-tidskortning) 9 , hvor bølgelængdekomponenterne af individuelle laserimpulser transformeres (straktes) via gruppehastighedsdispersion (GVD) i tidsmæssige (bølgelængde-svævede) bølgeformer ( figur 1 ). En vigtigTræk ved tidstrækbilleddannelse er optisk forstærkning, som spiller en afgørende rolle i bekæmpelsen af ​​følsomhedsfejl på grund af ultrafast fotodetektion og GVD-tab, hvilket forbedrer billed signal-støjforholdet (SNR) uden at blive forurenet af fotodetektorens støj 9 . Da hver laserpuls koder for en linjeskanning af det afbildede præparat, som er ortogonalt for den ensrettet strøm af cellerne, bestemmes en effektiv line-scanhastighed af laserrepetitionshastigheden, som typisk er over 10 MHz. Denne ultrafast operation muliggør uklare, enkeltcelle billedoptagelse med en gennemstrømning på 10.000-100.000 celler / s ( dvs. 10-100 gange højere end konventionelt billeddannelses-flowcytometri). Som følge heraf kunne tidsstrækbilleddannelse finde unikke applikationer i høj gennemstrømning, enkeltcelle, billedbaseret screening, især når der er behov for at identificere ukendt heterogenitet eller sjældne / afvigende celler inden for en betydelig population (tusinder til millioner af cel<html> Ls), såsom sjældne kræftcelle screening 10 eller mikroalger klassifikation 11 . Time-stretch imaging afhænger overvejende på lysfelt (BF) billedfangst, hvorfra billedkontrasten genereres gennem lysspredning og absorption fra cellerne 2 , 3 , 9 , 10 , 11 . Sådanne etiketfrie, enkeltcelle-billeddannelsesevner kunne omgå de skadelige virkninger, der er forbundet med de fluorescerende mærker, såsom cytotoksicitet og photobleaching, og alligevel tilvejebringe værdifuld information til encelleanalyse baseret på den cellulære og subcellulære tekstur og morfologi. Disse etiketfrie parametre har vist sig at være effektive til den dybe billedklassificering af celler, især når en enorm cellepopulation er tilgængelig 11 ,&quot;Xref&quot;&gt; 12. Imidlertid undlader BF-billeddannelse i mange tilfælde at tilvejebringe tilstrækkelig kontrast til at afsløre den detaljerede morfologi af de etiketfrie transparente celler. Forskellige etiketfrie, fasekontrast-, tidsstrengede billeddannelsesmodaliteter er blevet udviklet til forbedring af billedkontrasten ved ultrafast framehastigheder 13 , 14 , 15 . Blandt disse teknikker blev asymmetrisk detekterings-time-stretch optisk mikroskopi (ATOM) udviklet for at afsløre fase-gradienten (differential-interference-contrast- (DIC) -lignende) kontrast baseret på et koncept svarende til Schlieren-fotografering, hvilket muliggør etiket- Fri, høj kontrastbilleddannelse af enkeltceller med ultrahøj mikrofluidisk hastighed (op til 10 m / s) 16 . Denne effekt kan let genereres gennem skrå påvisning eller belysning ved delvist at blokere den billedkodede strålebane eller vippe bjælken før fotodetektion. En anden fordel ved ATOM er dens aEvne til samtidig at erhverve to fase-gradient kontraster langs modsatte orienteringer. Intensitets subtraktion og summation af to modsatte kontrastbilleder giver henholdsvis den differentielle fase-gradientkontrast og absorptionskontrasten fra samme linjeskanning. Dette arbejde præsenterer en detaljeret protokol, der beskriver implementeringen af ​​ATOM, herunder etablering af den optiske opsætning, prøveudarbejdelsen og dataindsamling og visualisering. Specifikt demonstrerer dette værk ATOM-operationen med enkeltcellet billeddannelse af humane blodlegemer, cancerceller og phytoplankton (mikroalger). Dette fremhæver ATOM&#39;s anvendelighed til billeddannende flowcytometri, ikke kun i den biomedicinske arena, men også i marine- og biobrændstofforskning 17 , 18 .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="789">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Nikon Plan Fluorite Physiology Objectives 40X</td>
			<td style="width:71px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;">MRF07420</td>
			<td style="width:393px;">Objective lens (Obj2)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Olympus Plan Fluorite Objective, 0.75 NA, 0.51 mm WD, 40X</td>
			<td style="width:71px;">Olympus</td>
			<td>RMS40X-PF</td>
			<td>Objective lens (Obj1)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">N-BK7 Plano-Convex Lenses</td>
			<td style="width:71px;">Thorlabs</td>
			<td>LA1145-C</td>
			<td>For relaying spectral shower</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">FC/APC Fiber Collimation Package</td>
			<td style="width:71px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">F220APC-1064</td>
			<td>For outputing and collecting laser pulses</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Pellicle beamsplitter</td>
			<td style="width:71px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">BP145B3</td>
			<td>For making beam replica</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">Protected silver mirror</td>
			<td style="width:71px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:119px;">PF10-03-P01</td>
			<td>For reflecting light</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">800-1650nm 12GHz single mode DC-coupled NIR Photoreceiver</td>
			<td style="width:71px;">Newport</td>
			<td style="width:119px;">1544-B</td>
			<td>For converting light into electrical signal</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Infiniium High-Performance Oscilloscope</td>
			<td style="width:71px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">DSOX91604A</td>
			<td>To save the light-converted electrical signals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:207px;">HI1060 optical fiber</td>
			<td style="width:71px;">Corning</td>
			<td style="width:119px;">HI1060</td>
			<td>Optical fiber for time-stretch</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">YTTERBIUM DOPED FIBER AMPLIFIER</td>
			<td style="width:71px;">Keopsys</td>
			<td style="width:119px;">KPS-STD-BT-YFA-37-BO-SM-111-FA-FA</td>
			<td>Optical in-line amplifier</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:207px;">Holographic grating</td>
			<td style="width:71px;">Wasatch Photonics</td>
			<td style="width:119px;">020305-6</td>
			<td>Grating</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:207px;">Infuse/Withdraw Syringe Pumps</td>
			<td style="width:71px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:119px;">PHD 2000</td>
			<td>Syringe pump for sample loading in micro-fluidic channels</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic imaging flow cytometry by asymmetric-detection time-stretch optical microscopy (atom)

Skalering af antallet af målbare parametre, som muliggør multidimensionel dataanalyse og dermed højere statistikker over statistikker, har været den vigtigste tendens i den avancerede udvikling af flowcytometri. Navnlig giver tilføjelse af høj opløsning billeddannelsesevne mulighed for den komplekse morfologiske analyse af cellulære / subcellulære strukturer. Dette er ikke muligt med standard flow cytometre. Det er dog værdifuldt for at fremme vores viden om cellulære funktioner og kan være til gavn for biovidenskabsforskning, klinisk diagnostik og miljøovervågning. Inkorporering af billeddannelsesfunktioner i flowcytometri kompromitterer analysens gennemløb, primært på grund af begrænsningerne i hastighed og følsomhed i kamerateknologierne. For at overvinde denne hastighed eller gennemstrømningsudfordring mod billedbehandlingsstrømcytometri, samtidig med at billedkvaliteten opretholdes, er asymmetrisk detekterings-time-stretch optisk mikroskopi (ATOM) blevet demonstreret for at muliggøre høj kontrast, single-celle-billedIng med subcellulær opløsning ved en billeddannelses gennemstrømning så høj som 100.000 celler / s. Baseret på billeddannelseskonceptet med konventionel tidstrækbilleddannelse, der afhænger af all-optisk billedkodning og -hentning ved brug af ultrafast bredbånds laserpulser, fremmer ATOM yderligere billeddannelsespræstation ved at forbedre billedkontrasten af ​​umærkede / ufarvede celler. Dette opnås ved at få adgang til fase-gradientinformationen af ​​cellerne, som er spektralkodet til single-shot bredbåndspulser. Derfor er ATOM særligt fordelagtigt i høj-gennemløbsmålinger af enkeltcellemorfologi og tekstur - information, der tyder på celletyper, tilstande og jævne funktioner. I sidste ende kunne dette blive en kraftig billeddannelses-flowcytometriplatform til den biofysiske fænotypning af celler, der supplerer den nuværende state-of-the-art biokemiske markørbaserede cellulære analyse. Dette værk beskriver en protokol til etablering af nøglemodulerne i et ATOM-system (fra optisk frontend til data sRocessing og visualisering backend), såvel som workflow af billeddannelses flow cytometri baseret på ATOM, ved hjælp af humane celler og mikroalger som eksemplerne.

<html> Dette arbejde illustrerer to single-celledemonstrationstemonstrationer af ATOM: et med pattedyrsceller (human perifer blodmononukleær celle s (PBMC) og brystcancerceller (MCF-7)) og en anden med phytoplankton s (Scenedesmus og Chlamydomonas). Det første forsøg blev motiveret af den voksende interesse for væskebiopsi til påvisning, opregning og karakterisering af cirkulerende tumorceller (CTC&#39;er) i blodet 23 . Evnen ...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM at JoVE.com

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM

Denne protokol beskriver implementeringen af ​​et asymmetrisk detekterings-tidstræk optisk mikroskopisystem til enkeltcellebilleddannelse i ultrafast mikrofluidisk strømning og dets anvendelser i billedflowcytometri.

Mikrofluidisk Imaging Flow Cytometry ved asymmetrisk detektion Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Operational Amplifiers

SCIENTISTS IN ACTION

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Opdigte Metamaterialer Brug af Fiber Tegning Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Determining 3D Flow Fields via Multi-camera Light Field Imaging

Bestemmelse 3D Flow Fields via Multi-kamera Light Field Imaging

In the field of fluid mechanics, the resolution of computational schemes has outpaced experimental methods and widened the gap between predicted and ...

Optical Trapping of Nanoparticles

Optisk diffusering af nanopartikler

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

Atom Probe Tomography Studies on the Cu(In,Ga)Se2 Grain Boundaries

Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries

Atom Probe tomografi Undersøgelser af Cu (I, Ga) Se<sub&gt; 2</sub&gt; Korngrænser

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the ...

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

Analyse af Bevægelse af Nauplius &#39;<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Ved optisk sporing af plasmoniske Nanopartikler

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A ...

Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Coherent anti-Stokes Raman Scattering CARS Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Sammenhængende anti-Stokes Raman spredning (CARS) Mikroskopi visualiserer farmaceutiske tabletter under opløsning

Traditional pharmaceutical dissolution tests determine the amount of drug dissolved over time by measuring drug content in the dissolution medium. This ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Skrivning Bragg Riste i Multicore Fibers

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

Dynamisk Pore-skala Reservoir-tilstand Imaging af reaktion i Karbonater Brug Synchrotron Fast Tomography

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve ...

Novel Photoacoustic Microscopy and Optical Coherence Tomography Dual-modality Chorioretinal Imaging in Living Rabbit Eyes

Roman Photoacoustic mikroskopi og optisk kohærens tomografi Dual-modalitet Chorioretinal Imaging i levende kanin øjne

Photoacoustic ocular imaging is an emerging ophthalmic imaging technology that can noninvasively visualize ocular tissue by converting light energy into ...

Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Generation of Size-controlled Poly ethylene Glycol Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Generation af størrelse-kontrollerede Poly (etylenglykol) Diacrylate dråber via Semi-3-dimensionelle Flow med fokus mikrofluid enheder

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. ...