Rapid three-dimensional isotropic imaging of living cells using Bessel beam plane illumination.
Rapid three-dimensional isotropic imaging of living cells using Bessel beam plane illumination.
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DOI：
10.1038/nmeth.1586
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发表时间：
2011-05
期刊：
影响因子：
48
通讯作者：
Betzig, Eric
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Planchon, Thomas A.;Gao, Liang;Milkie, Daniel E.;Davidson, Michael W.;Galbraith, James A.;Galbraith, Catherine G.;Betzig, Eric
对活细胞成像的一个关键挑战是如何无创地提取尽可能多的时空信息。与流行的宽视场和共聚焦方法不同，平面照明显微镜将激发限制在焦平面附近信息丰富的区域，提供有效的光学切片和高速，同时最大限度地减少失焦背景和过早的光漂白。在这里，我们使用扫描贝塞尔光束结合结构照明和/或双光子激发来创建更薄的光片（<0.5 μm），更适合三维（3D）亚细胞成像。通过对活细胞中线粒体、丝状足、膜褶、细胞内囊泡和有丝分裂染色体的动态成像证明，该显微镜目前提供的3D各向同性分辨率低至~0.3 μm，速度高达每秒近200个图像平面，并且能够从包含数万个图像帧的单个活细胞中无创获取数百个3D数据量。
A key challenge when imaging living cells is how to noninvasively extract the most spatiotemporal information possible. Unlike popular wide-field and confocal methods, plane-illumination microscopy limits excitation to the information-rich vicinity of the focal plane, providing effective optical sectioning and high speed while minimizing out-of-focus background and premature photobleaching. Here we used scanned Bessel beams in conjunction with structured illumination and/or two-photon excitation to create thinner light sheets (<0.5 μm) better suited to three-dimensional (3D) subcellular imaging. As demonstrated by imaging the dynamics of mitochondria, filopodia, membrane ruffles, intracellular vesicles and mitotic chromosomes in live cells, the microscope currently offers 3D isotropic resolution down to ~0.3 μm, speeds up to nearly 200 image planes per second and the ability to noninvasively acquire hundreds of 3D data volumes from single living cells encompassing tens of thousands of image frames.
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