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 情报检索 程序设计语言 电信 生物化学 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
清欢发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
doudou完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI6.2应助宁过儿采纳,获得10
4秒前
5秒前
lang发布了新的文献求助10
6秒前
零零发布了新的文献求助10
6秒前
秋秋发布了新的文献求助10
7秒前
dxh发布了新的文献求助10
7秒前
呆萌语梦完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
蘑菇Mo发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
10秒前
慕青应助Motanka采纳,获得10
11秒前
12秒前
上官若男应助shihui采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
sun发布了新的文献求助10
15秒前
长情半邪发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
丘比特应助拉长的紫安采纳,获得10
17秒前
皮皮完成签到 ,获得积分10
17秒前
甜甜圈发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
sunshineboy完成签到 ,获得积分10
18秒前
Orange应助413115348采纳,获得10
19秒前
19秒前
桥辉发布了新的文献求助10
19秒前
李健应助李金玉采纳,获得10
19秒前
Motanka完成签到,获得积分10
20秒前
淡然寒梅完成签到 ,获得积分10
20秒前
秋秋完成签到,获得积分10
21秒前
Yu发布了新的文献求助10
21秒前
Ting发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
共享精神应助司空采纳,获得10
24秒前
Motanka发布了新的文献求助10
25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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Standard: In-Space Storable Fluid Transfer for Prepared Spacecraft (AIAA S-157-2024) 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5949030
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7120212
关于积分的说明 15914589
捐赠科研通 5082170
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2732391
邀请新用户注册赠送积分活动 1692845
关于科研通互助平台的介绍 1615544