Differential Interference Contrast Optofluidic Microscopy

微分干涉光流控显微镜

基本信息

  • 批准号:
    7631201
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2008-06-01 至 2011-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): This Exploratory/Developmental Research (R21) application proposes the development of an on-chip and low cost phasing imaging microscope that can significantly simplify a broad range of existing biomedicine analysis procedures. This imaging approach, termed differential interference contrast optofluidic microscopy (DIC-OFM), will build upon our work on the optofluidic microscopy (OFM) - a high resolution, lensless and compact on-chip microscope method. Our preliminary experiments positively indicate that a low cost, simple phase imaging approach based on the use of patterned aperture clusters, that function as on-chip Young's double slit interferometers, can render differential interference contrast (DIC) microscopy type images without the use of elaborate bulk optical elements. Such an on-chip and low cost phase microscope method implies the possibility of high throughput and massively serial/parallel imaging of bio-entities. Among other uses, it can be applied in microfluidic based cell or microorganism analysis, and any other type of lab-on-a-chip applications where a compact and low cost phase imaging system is desired. We aim to demonstrate a working device that is capable of high throughput imaging with a spatial resolution of at least 1.2 micron (comparable to a 10x standard microscope) and quantitative spatial differential phase sensitivity of ~5 degree/micron. With the completion of the proposed research, we expect the technology will be sufficiently refined to be applied to tackle a wide range of basic research and biomedicine challenges. The specific aims of the proposal are as follows: 1. To construct a relay image geometry DIC-OFM prototype. 2. To construct a fully integrated DIC-OFM prototype. 3. To study and evaluate the prototypes' performance for rendering phase images of C. elegans. 4. To examine other DIC-OFM aperture configurations. The proposed research will allow us to investigate the possibility of constructing on-chip, low cost and high resolution differential interference contrast (DIC) microscopes. The propose microscope design builds upon our successful optofluidic microscope work. A compact and low cost DIC optofluidic microscope system can dramatically simplify phase imaging procedure and introduce phase imaging to a wider range of biomedical applications, which are presently hindered by the high cost of conventional DIC microscopes.
描述(由申请人提供):该探索性/开发性研究(R21)申请提出了一种片上和低成本相位成像显微镜的开发,该显微镜可以显着简化广泛的现有生物医学分析程序。这种成像方法,称为差分干涉对比光流体显微镜(DIC-OFM),将建立在我们的工作上的光流体显微镜(OFM)-一种高分辨率,无透镜和紧凑的芯片上显微镜方法。我们的初步实验积极表明,一个低成本,简单的相位成像方法的基础上使用的图案化的孔径集群,作为芯片上的杨氏双缝干涉仪的功能,可以使差分干涉对比度(DIC)显微镜类型的图像,而不使用精心制作的散装光学元件。这种芯片上和低成本的相位显微镜方法意味着生物实体的高通量和大规模串行/并行成像的可能性。在其他用途中,它可以应用于基于微流体的细胞或微生物分析,以及任何其他类型的芯片实验室应用,其中需要紧凑且低成本的相位成像系统。我们的目标是展示一种能够进行高通量成像的工作设备,其空间分辨率至少为1.2微米(与10倍标准显微镜相当),定量空间微分相位灵敏度约为5度/微米。随着拟议研究的完成,我们预计该技术将得到充分完善,以应用于解决广泛的基础研究和生物医学挑战。该提案的具体目标如下:1.构造了一个中继图像几何DIC-OFM原型。2.构建一个完全集成的DIC-OFM原型。3.研究和评价原型绘制C.优美的4.检查其他DIC-OFM孔径配置。拟议的研究将使我们能够调查的可能性,构建片上,低成本和高分辨率的微分干涉对比(DIC)显微镜。建议的显微镜设计建立在我们成功的光流体显微镜工作。一个紧凑的和低成本的DIC光流显微镜系统可以显着简化相位成像过程,并引入相位成像到更广泛的生物医学应用,这是目前阻碍了传统的DIC显微镜的高成本。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Characterization of acceptance angles of small circular apertures.
  • DOI:
    10.1364/oe.17.023903
  • 发表时间:
    2009-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Ying Min Wang;G. Zheng;Changhuei Yang
  • 通讯作者:
    Ying Min Wang;G. Zheng;Changhuei Yang
The application of on-chip optofluidic microscopy for imaging Giardia lamblia trophozoites and cysts.
  • DOI:
    10.1007/s10544-009-9312-x
  • 发表时间:
    2009-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Lee, Lap Man;Cui, Xiquan;Yang, Changhuei
  • 通讯作者:
    Yang, Changhuei
Implementation of a color-capable optofluidic microscope on a RGB CMOS color sensor chip substrate.
  • DOI:
    10.1039/b919004j
  • 发表时间:
    2010-02-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Pang, Shuo;Cui, Xiquan;DeModena, John;Wang, Ying Min;Sternberg, Paul;Yang, Changhuei
  • 通讯作者:
    Yang, Changhuei
Pixel level optical-transfer-function design based on the surface-wave-interferometry aperture.
  • DOI:
    10.1364/oe.18.016499
  • 发表时间:
    2010-08-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Zheng G;Wang Y;Yang C
  • 通讯作者:
    Yang C
The application of Fresnel zone plate based projection in optofluidic microscopy.
基于菲涅尔波带板的投影在光流控显微镜中的应用。
  • DOI:
    10.1364/oe.16.015595
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Wu,Jigang;Cui,Xiquan;Lee,LapMan;Yang,Changhuei
  • 通讯作者:
    Yang,Changhuei
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    2022
  • 资助金额:
    $ 18.83万
  • 项目类别:
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