Image-based cell sorting using artificial intelligence

计算机科学 微流控 人工智能 单元格排序 分类 深度学习 信号(编程语言) 分类 鉴定(生物学) 图像处理 模式识别(心理学) 荧光显微镜 人工神经网络 延迟(音频) 计算机视觉 生物系统 图像(数学) 荧光 细胞 纳米技术 材料科学 化学 生物 物理 植物 生物化学 程序设计语言 电信 情报检索 量子力学
作者
Maik Herbig,Ahmad Nawaz,Marta Urbanska,Martin Nötzel,Martin Kräter,Philipp Rosendahl,C. Herold,Nicole Töpfner,Markéta Kubánková,Ruchi Goswami,Shada Abuhattum,Felix Reichel,Paul Müller,Anna Taubenberger,Salvatore Girardo,Angela Jacobi,Jochen Guck
标识
DOI:10.1117/12.2544809
摘要

Identification of different cell types is an indispensable part in biomedical research and clinical application. During the last decades, much attention was put onto molecular characterization and many cell types can now be identified and sorted based on established markers. The required staining process is a lengthy and costly treatment, which can cause alterations of cellular properties, contaminate the sample and therefore limit its subsequent use. A promising alternative to molecular markers is the label-free identification of cells using mechanical or morphological features. We introduce a microfluidic device for active label-free sorting of cells based on their bright field image supported by innovative real-time image processing and deep neural networks (DNNs). A microfluidic chip features a standing surface acoustic wave generator for actively pushing up to 100 cells/sec to a determined outlet for collection. This novel method is successfully applied for enrichment of lymphocytes, granulo-monocytes and red blood cells from human blood. Furthermore, we combined the setup with lasers and a fluorescence detection unit, allowing to assign a fluorescence signal to each captured bright-field image. Leveraging this tool and common molecular staining, we created a labelled dataset containing thousands of images of different blood cells. We used this dataset to train a DNN with optimized latency below 1 ms and used it to sort unstained neutrophils from human blood, resulting in a target concentration of 90%. The innovative approach to use deep learning for image-based sorting opens up a wide field of potential applications, for example label-free enrichment of stem-cells for transplantation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
今后应助lqiqivv采纳,获得30
1秒前
李健应助Arlo采纳,获得10
1秒前
Riverchase应助zhou采纳,获得20
2秒前
3秒前
嗝嗝完成签到 ,获得积分10
6秒前
烧仙草之完成签到 ,获得积分10
7秒前
pass完成签到,获得积分10
8秒前
chx123发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
小脚丫完成签到,获得积分10
9秒前
Zircon完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
shawn_89完成签到,获得积分10
13秒前
hetao完成签到 ,获得积分20
14秒前
土豆丝发布了新的文献求助10
16秒前
yyytttt完成签到 ,获得积分10
17秒前
lqiqivv发布了新的文献求助30
17秒前
li发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
liudw完成签到,获得积分10
22秒前
eliauk发布了新的文献求助10
25秒前
Hello发布了新的文献求助10
25秒前
科研通AI6.4应助QQ糖采纳,获得10
26秒前
彩色大碗完成签到,获得积分10
26秒前
lqiqivv完成签到,获得积分20
26秒前
26秒前
zhou完成签到,获得积分10
27秒前
可爱的函函应助Yanz采纳,获得50
28秒前
flac3d完成签到,获得积分10
29秒前
一二完成签到,获得积分10
32秒前
哈利波特完成签到,获得积分10
33秒前
Blaseaka完成签到 ,获得积分0
34秒前
lansing完成签到 ,获得积分10
34秒前
zhou完成签到,获得积分10
34秒前
gzhoax完成签到,获得积分10
35秒前
39秒前
zhanglinfeng完成签到,获得积分10
39秒前
星辰大海应助薏米人儿采纳,获得10
40秒前
41秒前
Hollen完成签到 ,获得积分10
41秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6353286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8168273
关于积分的说明 17192186
捐赠科研通 5409372
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863734
邀请新用户注册赠送积分活动 1841051
关于科研通互助平台的介绍 1689834