MINFLUX nanometer-scale 3D imaging and microsecond-range tracking on a common fluorescence microscope.
MINFLUX nanometer-scale 3D imaging and microsecond-range tracking on a common fluorescence microscope.
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DOI：
10.1038/s41467-021-21652-z
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发表时间：
2021-03-05
影响因子：
16.6
通讯作者：
Hell SW
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schmidt R;Weihs T;Wurm CA;Jansen I;Rehman J;Sahl SJ;Hell SW
最近引入的最小光子通量（MINFLUX）概念将荧光显微镜的分辨率推向分子尺度。最初的演示依赖于定制的专用显微镜，提出了该方法的普遍可用性问题。在这里，我们表明，MINFLUX与标准的显微镜架实现可以达到1-3 nm的分辨率在三维，使荧光显微镜与分子尺度分辨率广泛适用。先进的技术，如同步的电光和电流计光束转向以及将样品位置锁定到相对于支架的亚纳米精度的稳定性，确保了单独激活的荧光团的纳米精度和准确的实时定位。在我们的细胞和神经生物学样本的MINFLUX成像中，约800个检测到的光子足以达到2.2 nm的定位精度，而约2500个光子产生的精度<1 nm（标准差）。我们进一步展示了3D成像，焦平面上的定位精度为~2.4 nm，沿光轴沿着为~1.9 nm。在~100 µs内定位精度<20 nm，我们在单荧光团跟踪中建立了这种时空分辨率，并将其应用于脂质双层模型膜中单标记脂质的扩散。最小光子通量（MINFLUX）使荧光显微镜的分子尺度分辨率，但这还没有显示在标准的，广泛适用的显微镜平台。在这里，作者报告了一种解决方案，允许正常的荧光显微镜，同时还提供1-3 nm的3D分辨率。
The recently introduced minimal photon fluxes (MINFLUX) concept pushed the resolution of fluorescence microscopy to molecular dimensions. Initial demonstrations relied on custom made, specialized microscopes, raising the question of the method’s general availability. Here, we show that MINFLUX implemented with a standard microscope stand can attain 1–3 nm resolution in three dimensions, rendering fluorescence microscopy with molecule-scale resolution widely applicable. Advances, such as synchronized electro-optical and galvanometric beam steering and a stabilization that locks the sample position to sub-nanometer precision with respect to the stand, ensure nanometer-precise and accurate real-time localization of individually activated fluorophores. In our MINFLUX imaging of cell- and neurobiological samples, ~800 detected photons suffice to attain a localization precision of 2.2 nm, whereas ~2500 photons yield precisions <1 nm (standard deviation). We further demonstrate 3D imaging with localization precision of ~2.4 nm in the focal plane and ~1.9 nm along the optic axis. Localizing with a precision of <20 nm within ~100 µs, we establish this spatio-temporal resolution in single fluorophore tracking and apply it to the diffusion of single labeled lipids in lipid-bilayer model membranes. Minimal photon fluxes (MINFLUX) has enabled molecule-scale resolution in fluorescence microscopy but this had not been shown in standard, broadly applicable microscopy platforms. Here the authors report a solution to allow normal fluorescence microscopy while also providing 1-3 nm 3D resolution.
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影响因子：
3.8
作者：
Bingen, Pit;Reuss, Matthias;Hell, Stefan W.
通讯作者：
Hell, Stefan W.
DOI：
10.1073/pnas.0912894107
发表时间：
2010-04-13
影响因子：
11.1
作者：
Sahl, Steffen J.;Leutenegger, Marcel;Eggeling, Christian
通讯作者：
Eggeling, Christian
影响因子：
56.9
作者：
Balzarotti, Francisco;Eilers, Yvan;Hell, Stefan W.
通讯作者：
Hell, Stefan W.
DOI：
10.1073/pnas.1708304114
发表时间：
2017-09-12
影响因子：
11.1
作者：
Heine, Joern;Reuss, Matthias;Hell, Stefan W.
通讯作者：
Hell, Stefan W.
影响因子：
48
作者：
Schneider, Jale;Zahn, Jasmin;Hell, Stefan W.
通讯作者：
Hell, Stefan W.