Instant super-resolution imaging in live cells and embryos via analog image processing.
Instant super-resolution imaging in live cells and embryos via analog image processing.
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DOI：
10.1038/nmeth.2687
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发表时间：
2013-11
期刊：
影响因子：
48
通讯作者：
Shroff, Hari
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
York, Andrew G.;Chandris, Panagiotis;Nogare, Damian Dalle;Head, Jeffrey;Wawrzusin, Peter;Fischer, Robert S.;Chitnis, Ajay;Shroff, Hari
现有的超分辨率荧光显微镜妥协采集速度，以提供亚衍射样品信息。我们报告的结构照明显微镜，使三维超分辨率成像与145 nm的横向和350 nm的轴向分辨率，在采集速度高达100 Hz的模拟实现。通过以光学方式而非数字方式执行图像处理操作，我们消除了捕获、存储和联合收割机组合多个相机曝光的需要，将数据采集速率提高到其他超分辨率显微镜的10- 100倍，并实时采集和显示超分辨率图像。低激发强度允许在数百个2D切片上成像，并且组合的物理和计算切片允许与共聚焦显微镜类似的深度穿透。我们展示了我们的系统成像精细，快速移动的结构，包括电机驱动的细胞器在人类肺成纤维细胞和细胞骨架的流动血细胞内发育斑马鱼胚胎的能力。
Existing super-resolution fluorescence microscopes compromise acquisition speed to provide subdiffractive sample information. We report an analog implementation of structured illumination microscopy that enables 3D super-resolution imaging with 145 nm lateral and 350 nm axial resolution, at acquisition speeds up to 100 Hz. By performing image processing operations optically instead of digitally, we removed the need to capture, store, and combine multiple camera exposures, increasing data acquisition rates 10–100x over other super-resolution microscopes and acquiring and displaying super-resolution images in real-time. Low excitation intensities allow imaging over hundreds of 2D sections, and combined physical and computational sectioning allow similar depth penetration to confocal microscopy. We demonstrate the capability of our system by imaging fine, rapidly moving structures including motor-driven organelles in human lung fibroblasts and the cytoskeleton of flowing blood cells within developing zebrafish embryos.
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