Holographische Phasenkontrast-Mikrozytometrie

Wir schlagen vor, einen Prototypaufbau für die holographische Phasenkontrast-Mikrozytometrie (HPCMC) zu bauen, eine von uns entwickelte einzigartige Methode, die Messungen von Größe, Form, optischen Eigenschaften und Bewegung von Objekten im Mikrometerbereich, z. Kolloide, Bakterien und Zellen, die in den Lebensmittel- und Biowissenschaften und verwandten Industrien untersucht wurden. Die holographische Phasenkontrast-Mikrozytometrie ist eine bahnbrechende markierungsfreie Mikroskopie- / Zytometrietechnik, die Statistiken der physikalischen Eigenschaften einzelner Mikropartikel und Mikroorganismen in Dispersion liefert. Unsere Technik basiert auf der Transmissionslichtmikroskopie. Anstatt in der Probe fokussiertes Licht zu verwenden, strahlen wir einen kollimierten Laserstrahl, ähnlich einem Laserpointer, durch die Probe. Dann zeichnen wir sogenannte Inline-Hologramme auf, die nur die Interferenz zwischen gestreutem Licht und dem Rest des Beleuchtungsstrahls darstellen. Um die Daten zu analysieren, wird das Licht „zurückgeworfen“, um das vollständige 3D-Lichtfeld zu erhalten, das sowohl Informationen zur Intensität als auch zur relativen Phase in jeder Tiefe liefert. Durch Kombinieren dieser Phasen- und Intensitätsinformationen können Phasenkontrastbilder aller Objekte in der Probe erzeugt werden. Mithilfe unserer einzigartigen und proprietären Algorithmen können wir alle Objekte in der Probe anhand der Menge des gestreuten Lichts, ihrer Form, Ausrichtung usw. charakterisieren. Darüber hinaus können wir dynamische Eigenschaften aus 3D-Trajektorien bestimmen. HPCMC kombiniert darüber hinaus diese einzigartige Charakterisierungsleistung mit einem Durchsatz, der dem der Durchflusszytometrie (FC) ähnelt. Durchflußzytometrie mißt auch Signale von einzelnen Mikropartikeln und Mikroorganismen, diese müssen jedoch vorher getrennt werden, typischerweise durch individuelle Einkapselung in Tropfen. Entscheidend für die Durchflusszytometrie ist die Markierung der Proben mit Fluoreszenzmarkern und deren Kombination mit der Analyse des vom Objekt gestreuten Lichts. Daher werden die Proben einer invasiven Voretikettierung unterzogen und es wird kein Bild erfasst. Letzteres bedeutet, dass entscheidende Eigenschaften wie Form und Größe nicht bestimmt werden können. Es werden auch keine Informationen über dynamische Informationen des Objekts erfasst, wie z. B. seine Beweglichkeit (Diffusion, Rotation, Vortrieb usw.), die wichtige Parameter in der Biowissenschaft sind, aber mit Hochdurchsatzmethoden heutzutage nicht verfügbar sind. HPCMC bietet quantitative Messungen physikalischer Eigenschaften, einschließlich der Mobilität einzelner Objekte bei hohen Erfassungsraten, und damit eine genaue Statistik der gesamten Probenpopulation mit Subpopulationsvariationen. Im Gegensatz zu bevölkerungsbasierten Methoden wie Standardstreutechniken kann HPCMC daher Datensätze verfeinern, um Teilpopulationen mit unterschiedlichen physikalischen oder beweglichen Eigenschaften innerhalb einer Bevölkerung zu identifizieren und so den Forschern und der Qualitätskontrolle neue Türen zu öffnen.