Measuring Absolute Cell Volume Using Quantitative-Phase Digital Holographic Microscopy and a Low-Cost, Open-Source, and 3D-Printed Flow Chamber
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Notice bibliographique
Résumé
Although cell volume is a critical cell parameter and acute changes of its regulation mechanisms can reveal pathophysiological states, its accurate measurement remains difficult. On the other hand, custom-made devices are now possible through the application of 3D printing that meet the needs of certain specific applications. Therefore, in this article we describe the development of a low-cost, open-source, and 3D-printed flow chamber optimized to perform non-invasive accurate measurements of important cell biophysical parameters. This measurement development includes the absolute cell volume, mean cell thickness, and whole-cell refractive index using quantitative-phase digital holographic microscopy. Specifically, this advancement makes it possible to develop a flow chamber that preserves cell viability while exhibiting a fast washout process for the two-liquid decoupling procedure—an experimental procedure allowing to separately measure the intracellular refractive index and cell thickness from the quantitative-phase signal—characterized by a homogeneous return of the extracellular refractive index over the entire imaging slit toward the known value of the last perfusion solution. Such a fast washout process has been extensively characterized by monitoring the time required to obtain a stabilization of the quantitative-phase signal following the perfusion of the two liquids. A more rapid quantitative-phase signal stabilization time results in fewer cell changes, including important cell position and shape modifications. These changes likely take place over the washout process time and ultimately result in important artifacts to all cell biophysical measurements. The proposed flow chamber has been used to perform measurements of the whole-cell refractive index, mean cell thickness, and absolute cell volume of three cell types in culture during resting state, and hypo-osmotic and hyper-osmotic challenges. For a typical cell body, these biophysical parameters are measured with a precision of 0.0006, 100 nm, and 50 μm3, respectively. Finally, the design files of the flow chamber will be shared with the scientific community through an open-source model.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle