현재 모든 생명광학분야는 우수한 성능을 가지는 계측장비가 요구되어진다. 그 대표적인 기술로 빛의 산란과 형광을 이용하는 공초점(confocal microscopy)과 이 광자 현미경(two photon microscopy)을 들 수 있다. 기존의 광학현미경 (wide field microscopy)과 달리 우수한 ...
현재 모든 생명광학분야는 우수한 성능을 가지는 계측장비가 요구되어진다. 그 대표적인 기술로 빛의 산란과 형광을 이용하는 공초점(confocal microscopy)과 이 광자 현미경(two photon microscopy)을 들 수 있다. 기존의 광학현미경 (wide field microscopy)과 달리 우수한 공간분해능을 가짐과 동시에 관찰물질(샘플)의 피하조직까지 비(非)절개 적으로 관찰할 수 있는 영상장비이다. 본 보고서에서 자체적으로 구현한 공초점 및 이 광자 현미경은 기존의 계측 기술로는 측정이 불가능 했던 여러 가지 생물학적 현상들을 계측 관찰할 수 있다. 이는 생명 과학, 의학, 약학 분야 연구의 근간이 되는 기술로 기존의 세포를 떼어내어 in vitro 상태에서 배양한 후 고정시키는 전처리 과정을 거치거나 배양기(incubator)를 사용하여 세포를 살아있는 상태에서 관찰하는 기술에서 벗어나 실제 살아있는 생물체내의 비절개적 관찰을 통해 세포나 단백질, DNA 등의 세포 내 구성 물질 등의 상호 기능적 작용 등을 in vivo 상태에서 실시간으로 관찰한다. 또한 실시간으로 유체의 흐름을 관찰함으로써 생체유체의 해석을 필요로 하는 공학 등 여러 분야에서 활용이 가능하다.
현재 모든 생명광학분야는 우수한 성능을 가지는 계측장비가 요구되어진다. 그 대표적인 기술로 빛의 산란과 형광을 이용하는 공초점(confocal microscopy)과 이 광자 현미경(two photon microscopy)을 들 수 있다. 기존의 광학현미경 (wide field microscopy)과 달리 우수한 공간분해능을 가짐과 동시에 관찰물질(샘플)의 피하조직까지 비(非)절개 적으로 관찰할 수 있는 영상장비이다. 본 보고서에서 자체적으로 구현한 공초점 및 이 광자 현미경은 기존의 계측 기술로는 측정이 불가능 했던 여러 가지 생물학적 현상들을 계측 관찰할 수 있다. 이는 생명 과학, 의학, 약학 분야 연구의 근간이 되는 기술로 기존의 세포를 떼어내어 in vitro 상태에서 배양한 후 고정시키는 전처리 과정을 거치거나 배양기(incubator)를 사용하여 세포를 살아있는 상태에서 관찰하는 기술에서 벗어나 실제 살아있는 생물체내의 비절개적 관찰을 통해 세포나 단백질, DNA 등의 세포 내 구성 물질 등의 상호 기능적 작용 등을 in vivo 상태에서 실시간으로 관찰한다. 또한 실시간으로 유체의 흐름을 관찰함으로써 생체유체의 해석을 필요로 하는 공학 등 여러 분야에서 활용이 가능하다.
Nowadays, there are various biomedical imaging systems. Futhermore, high resolution image has been necessary for biomedical research. Especially, the confocal laser scanning microscopy (CLSM) and two-photon microscopy are representative tools in bio imaging system. Two systems provide the means to o...
Nowadays, there are various biomedical imaging systems. Futhermore, high resolution image has been necessary for biomedical research. Especially, the confocal laser scanning microscopy (CLSM) and two-photon microscopy are representative tools in bio imaging system. Two systems provide the means to observe high resolution image. The CLSM is available to create fine image of specimen that in other way would detect obscured image when observed by conventional microscopy. In addition, the CLSM is able to detect non-invasion image of sub-surface from species. This is only detected light of focal plane from sample by excluding other light of out of focal plane through the pin-hole. The two-photon microscopy is a powerful, significant tool in biomedical imaging system. The base concept of two-photon microscopy is two-photon excitation of fluorescence that appear only in focal volume of light. Therefore, two-photon microscopy is not necessary pin-hole for detecting for fine image of species. Additionally, the two-photon microscopy have a few strong points. Those are dramatically reduced phototoxicity for fluorescence image, greater depth of imaging and broad excitation wavelength. In this study, we developed the CLSM and two-photon microscopy. Frame rate was 30fps by using two scanners that were polygon and galvanometer mirror. The total field of view was 500um by 500um. The measured axial resolution was about 1.2um: i.e. the CLSM was optically sectioning the image plane with the about 4 um thickness (C Apochromat 40X, NA=1.2, Zeiss). Based on that system, we measured phenomenon of clinical applications. Those were in vivo scanning blood stream of mouse, structure of pig eye, enhanced autofluorescence image of skin from two-photon microscopy, enhanced mass delivery of tissue and particle image velocimetry of blood flow. It is expected that presented experiments can be applied in various fields of bio medical research.
Nowadays, there are various biomedical imaging systems. Futhermore, high resolution image has been necessary for biomedical research. Especially, the confocal laser scanning microscopy (CLSM) and two-photon microscopy are representative tools in bio imaging system. Two systems provide the means to observe high resolution image. The CLSM is available to create fine image of specimen that in other way would detect obscured image when observed by conventional microscopy. In addition, the CLSM is able to detect non-invasion image of sub-surface from species. This is only detected light of focal plane from sample by excluding other light of out of focal plane through the pin-hole. The two-photon microscopy is a powerful, significant tool in biomedical imaging system. The base concept of two-photon microscopy is two-photon excitation of fluorescence that appear only in focal volume of light. Therefore, two-photon microscopy is not necessary pin-hole for detecting for fine image of species. Additionally, the two-photon microscopy have a few strong points. Those are dramatically reduced phototoxicity for fluorescence image, greater depth of imaging and broad excitation wavelength. In this study, we developed the CLSM and two-photon microscopy. Frame rate was 30fps by using two scanners that were polygon and galvanometer mirror. The total field of view was 500um by 500um. The measured axial resolution was about 1.2um: i.e. the CLSM was optically sectioning the image plane with the about 4 um thickness (C Apochromat 40X, NA=1.2, Zeiss). Based on that system, we measured phenomenon of clinical applications. Those were in vivo scanning blood stream of mouse, structure of pig eye, enhanced autofluorescence image of skin from two-photon microscopy, enhanced mass delivery of tissue and particle image velocimetry of blood flow. It is expected that presented experiments can be applied in various fields of bio medical research.
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