High resolution 3D imaging of living cells with sub-optical wavelength phonons.
High resolution 3D imaging of living cells with sub-optical wavelength phonons.
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DOI：
10.1038/srep39326
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发表时间：
2016-12-20
影响因子：
4.6
通讯作者：
Clark M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pérez-Cota F;Smith RJ;Moradi E;Marques L;Webb KF;Clark M
活细胞在光学衍射极限以下的无标记成像给光学显微镜带来了巨大的挑战。生物学上相关的结构信息仍然低于瑞利极限，超出了常规显微镜的范围。超分辨技术通常基于荧光标记的非线性和随机响应，这可能是有毒的，并干扰细胞功能。在这篇文章中，我们首次提出了使用亚光波长声子对活细胞进行成像。我们系统的轴向成像分辨率是由声波波长(λa = λProbe/2n)决定的，而不是由光学元件的NA决定的，从而允许使用飞行时间对样品进行亚光波长声波切片。横向分辨率目前仅限于光斑大小。造影剂机制主要由细胞的机械性能决定，不需要额外的造影剂、染料或标签来成像细胞结构。突破光学衍射极限对活细胞进行声学成像的能力有望带来一套新的成像技术，用于回答细胞生物学和生物医学中的紧迫问题。
Label-free imaging of living cells below the optical diffraction limit poses great challenges for optical microscopy. Biologically relevant structural information remains below the Rayleigh limit and beyond the reach of conventional microscopes. Super-resolution techniques are typically based on the non-linear and stochastic response of fluorescent labels which can be toxic and interfere with cell function. In this paper we present, for the first time, imaging of live cells using sub-optical wavelength phonons. The axial imaging resolution of our system is determined by the acoustic wavelength (λa = λprobe/2n) and not on the NA of the optics allowing sub-optical wavelength acoustic sectioning of samples using the time of flight. The transverse resolution is currently limited to the optical spot size. The contrast mechanism is significantly determined by the mechanical properties of the cells and requires no additional contrast agent, stain or label to image the cell structure. The ability to breach the optical diffraction limit to image living cells acoustically promises to bring a new suite of imaging technologies to bear in answering exigent questions in cell biology and biomedicine.
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