Abstract

A non-invasive detection method for the status analysis of cell culture is presented based on digital holography technology. Lensless Fourier transform digital holography (LFTDH) configuration is developed for living cell imaging without prestaining. Complex amplitude information is reconstructed by a single inverse fast Fourier transform, and the phase aberration is corrected through the two-step phase subtraction method. The image segmentation is then applied to the automatic evaluation of confluency. Finally, the cervical cancer cell TZMbl is employed for experimental validation, and the results demonstrate that LFTDH imaging with the corresponding image post-processing can provide an automatic and non-invasive approach for monitoring living cell culture.

© 2011 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J.-S. Kim, L. He, and J. J. Lemasters, Biochem. Biophys. Res. Commun. 304, 463 (2003).
  2. M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).
  3. H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).
  4. Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).
  5. N. Lue, W. Choi, G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, K. Badizadegan, and M. S. Feld, Appl. Opt. 46, 1836 (2007).
  6. T. Ikeda, G. Popescu, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 30, 1165 (2005).
  7. G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 775 (2006).
  8. I. Yamaguchi, Chin. Opt. Lett. 7, 1104 (2009).
  9. Y. Zhang, J. Zhao, Q. Fan, and S. Yang, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1602 (2010).
  10. B. Rappaz, P. Marquet, E. Cuche, Y. Emery, C. Depeursinge, and P. J. Magistretti, Opt. Express 13, 9361 (2005).
  11. F. Charri`ere, N. Pavillon, T. Colomb, C. Depeursinge, T. J. Heger, E. A. D. Mitchell, P. Marquet, and B. Rappaz, Opt. Express 14, 7005 (2006).
  12. B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).
  13. A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).
  14. C. Yuan, H. Zhai, X. Wang, and L. Wu, Opt. Commun. 270, 176 (2007).
  15. P. Ferraro, S. De Nicola, A. Finizio, G. Coppola, S. Grilli, C. Magro, and G. Pierattini, Appl. Opt. 42, 1938 (2003).
  16. J. A. Quiroga and E. Bernabeu, Appl. Opt. 33, 6725 (1994).

2010

M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).

Y. Zhang, J. Zhao, Q. Fan, and S. Yang, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1602 (2010).

2009

2008

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

2007

2006

2005

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

T. Ikeda, G. Popescu, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 30, 1165 (2005).

B. Rappaz, P. Marquet, E. Cuche, Y. Emery, C. Depeursinge, and P. J. Magistretti, Opt. Express 13, 9361 (2005).

2003

P. Ferraro, S. De Nicola, A. Finizio, G. Coppola, S. Grilli, C. Magro, and G. Pierattini, Appl. Opt. 42, 1938 (2003).

J.-S. Kim, L. He, and J. J. Lemasters, Biochem. Biophys. Res. Commun. 304, 463 (2003).

1995

H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).

1994

Alm, K.

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

Badizadegan, K.

Bally, G. von

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

Berg, K. A.

H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).

Bernabeu, E.

Bredebusch, I.

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

Carl, D.

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

Charri`ere, F.

Choi, K. S.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Choi, W.

Colomb, T.

Coppola, G.

Cuche, E.

Dasari, R. R.

Depeursinge, C.

Domschke, W.

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

Emery, Y.

Eom, Y.-W.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Fan, Q.

Y. Zhang, J. Zhao, Q. Fan, and S. Yang, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1602 (2010).

Feld, M. S.

Ferraro, P.

Finizio, A.

Gisselsson, L.

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

Gj¨orloff-Wingren, A.

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

Goo, M. J.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Grevle, IS.

H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).

Grilli, S.

Gustafsson, M.

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

He, L.

J.-S. Kim, L. He, and J. J. Lemasters, Biochem. Biophys. Res. Commun. 304, 463 (2003).

Heger, T. J.

Hofmo, PO.

H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).

Horiuchi, S.

M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).

Ikeda, T.

Kakisaka, K.

M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).

Kemper, B.

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

Kim, J.-S.

J.-S. Kim, L. He, and J. J. Lemasters, Biochem. Biophys. Res. Commun. 304, 463 (2003).

Kim, M. A.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Kim, W.-H.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Kwon, H. J.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Lemasters, J. J.

J.-S. Kim, L. He, and J. J. Lemasters, Biochem. Biophys. Res. Commun. 304, 463 (2003).

Lue, N.

M¨older, A.

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

Magistretti, P. J.

Magro, C.

Marquet, P.

Mitchell, E. A. D.

Nicola, S. De

Onodera, M.

M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).

Park, S. S.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Paulenz, H.

H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).

Pavillon, N.

Pierattini, G.

Popescu, G.

Quiroga, J. A.

Rappaz, B.

Sch¨afer, M.

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

Schnekenburger, J.

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

Sebesta, M.

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

Sohn, S.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Takikawa, Y.

M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).

Tverdal, A.

H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).

Wang, T.

M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).

Wang, X.

C. Yuan, H. Zhai, X. Wang, and L. Wu, Opt. Commun. 270, 176 (2007).

Wu, L.

C. Yuan, H. Zhai, X. Wang, and L. Wu, Opt. Commun. 270, 176 (2007).

Yamaguchi, I.

Yang, S.

Y. Zhang, J. Zhao, Q. Fan, and S. Yang, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1602 (2010).

Yoon, G.

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Yuan, C.

C. Yuan, H. Zhai, X. Wang, and L. Wu, Opt. Commun. 270, 176 (2007).

Zhai, H.

C. Yuan, H. Zhai, X. Wang, and L. Wu, Opt. Commun. 270, 176 (2007).

Zhang, Y.

Y. Zhang, J. Zhao, Q. Fan, and S. Yang, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1602 (2010).

Zhao, J.

Y. Zhang, J. Zhao, Q. Fan, and S. Yang, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1602 (2010).

Appl. Opt.

Biochem. Biophys. Res. Commun.

J.-S. Kim, L. He, and J. J. Lemasters, Biochem. Biophys. Res. Commun. 304, 463 (2003).

Chin. Opt. Lett.

Chinese J. Lasers (in Chinese)

Y. Zhang, J. Zhao, Q. Fan, and S. Yang, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1602 (2010).

Hepatology Research

M. Onodera, Y. Takikawa, K. Kakisaka, T. Wang, and S. Horiuchi, Hepatology Research 40, 605 (2010).

J. Biomed. Opt.

B. Kemper, D. Carl, J. Schnekenburger, I. Bredebusch, M. Sch¨afer, W. Domschke, and G. von Bally, J. Biomed. Opt. 11, 034005 (2006).

J. Microsc.

A. M¨older, M. Sebesta, M. Gustafsson, L. Gisselsson, A. Gj¨orloff-Wingren, and K. Alm, J. Microsc. 232, 240 (2008).

Oncogene

Y.-W. Eom, M. A. Kim, S. S. Park, M. J. Goo, H. J. Kwon, S. Sohn, W.-H. Kim, G. Yoon, and K. S. Choi, Oncogene 24, 4765 (2005).

Opt. Commun.

C. Yuan, H. Zhai, X. Wang, and L. Wu, Opt. Commun. 270, 176 (2007).

Opt. Express

Opt. Lett.

Reprod. Dome. Anim.

H. Paulenz, IS. Grevle, A. Tverdal, PO. Hofmo, and K. A. Berg, Reprod. Dome. Anim. 30, 107 (1995).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.