Super-resolution imaging of multiple cells by optimised flat-field epi-illumination.
Super-resolution imaging of multiple cells by optimised flat-field epi-illumination.
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DOI：
10.1038/nphoton.2016.200
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发表时间：
2016-11
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35
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中科院分区：
文献类型：
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作者：
生物过程本质上是多尺度的，纳米级的超分子复合物决定了细胞尺度及更大范围的变化。单分子定位显微镜（SMLM）技术已被确立为研究细胞特征的重要工具，分辨率约为10 nm。 然而，在它们的当前形式中，这些模态受到高度受限的视场（FOV）和场依赖的图像分辨率的限制。在这里，我们开发了一种低成本的微透镜阵列（MLA）为基础的落射照明系统-平面照明场独立成像（FIFI）-可以有效地和均匀地执行多个细胞与纳米级分辨率的同时成像。FIFI的光学原理是Köhler积分器的扩展，进一步阐明并使用新的免费仿真软件包进行建模。我们通过在100 × 100 μ m2 SMLM图像中对多个COS-7和细菌细胞进行成像来展示FIFI的能力-这是典型FOV大小的四倍多，并产生均匀高质量的近千兆像素大小的图像。
Biological processes are inherently multi-scale, and supramolecular complexes at the nanoscale determine changes at the cellular scale and beyond. Single-molecule localization microscopy (SMLM),,techniques have been established as important tools for studying cellular features with resolutions of the order of around 10 nm. However, in their current form these modalities are limited by a highly constrained field of view (FOV) and field-dependent image resolution. Here, we develop a low-cost microlens array (MLA)-based epi-illumination system—flat illumination for field-independent imaging (FIFI)—that can efficiently and homogeneously perform simultaneous imaging of multiple cells with nanoscale resolution. The optical principle of FIFI, which is an extension of the Köhler integrator, is further elucidated and modelled with a new, free simulation package. We demonstrate FIFI's capabilities by imaging multiple COS-7 and bacteria cells in 100 × 100 μm2SMLM images—more than quadrupling the size of a typical FOV and producing near-gigapixel-sized images of uniformly high quality.
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