An Open-source, Cost-Efficient Excitation Module for Single-molecule Microscopy
An Open-source, Cost-Efficient Excitation Module for Single-molecule Microscopy
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用于单分子显微镜的开源、经济高效的激发模块
DOI：
10.1101/2022.02.28.482236
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
George D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
George D
在荧光显微镜中，科学级激光二极管是关键部件，并且在显微镜设置的总成本中占相当大的费用。现有的开源激光激发模块主要是为超分辨率成像而设计的，尚未完全表征以满足单分子光谱测量的要求。在本文中，我们介绍了一个开源的，具有成本效益的激发模块，可用于共焦，准确的单分子FRET，荧光相关光谱（FCS）和低功耗超分辨率技术。该模块通过单模光纤提供两个二极管激光器（520 nm和638 nm），具有稳定的功率输出（<1%偏差），可以在微秒时间尺度上进行调制。在这里，我们将这些激光器与smFRET标准进行基准测试，并从FCS测量中恢复一致的扩散系数，从而证明它们适用于一系列单分子光谱实验，同时将我们的开源smFRET仪器（smfBox）的总成本降低约50%，使这些类型的实验更容易获得最广泛的用户群。
In fluorescence microscopy, scientific-grade laser diodes are key components and contribute a considerable expense to the total cost of the microscope setup. Existing open-source laser excitation modules are mainly designed for super-resolution imaging and have not been fully characterised to meet the requirements of single-molecule spectroscopy measurements. In this paper we introduce an open-source, cost-efficient excitation module that can be used for confocal, accurate single-molecule FRET, fluorescence correlation spectroscopy (FCS) and low-power super-resolution techniques. The module delivers two diode lasers (520 nm and 638 nm) via a single-mode fibre, with stable power output (<1% deviation), which can be modulated on the microsecond timescale. Here, we benchmark these lasers against smFRET standards, and recover consistent diffusion coefficients from FCS measurements, thereby demonstrating their suitability for a range of single-molecule spectroscopic experiments, whilst reducing the overall costs of our open-source smFRET instrument (the smfBox) by ~50%, making these types of experiments even more accessible to the widest possible userbase.
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Daniel Schröder;Joran Deschamps;Anindita Dasgupta;U. Matti;J. Ries
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