Fluorescence microscopy with diffraction resolution barrier broken by stimulated emission

doi:10.1073/pnas.97.15.8206

.2000年7月18日；97(15):8206-10.

doi:10.1073/pnas.97.15.8206。

受激发射破坏衍射分辨率屏障的荧光显微镜

塔克拉尔¹, S雅各布斯, M Dyba公司, 埃格纳, 西南地狱

附属公司

PMID： 10899992
PMCID公司： PMC26924型
内政部： 10.1073/pnas.97.15.8206

受激发射打破衍射分辨率屏障的荧光显微镜

塔克拉尔等。美国国家科学院程序. 2000.

.2000年7月18日；97(15):8206-10.

doi:10.1073/pnas.97.15.8206。

作者

塔克拉尔¹, S雅各布斯, M Dyba公司, 埃格纳, 西南地狱

附属

¹马克斯·普朗克生物物理化学研究所，高分辨率光学显微镜组，37070哥廷根，德国。

PMID： 10899992
PMCID公司： PMC26924型
内政部： 10.1073/pnas.97.15.8206

摘要

在远场荧光显微镜中，导致有限焦斑尺寸和有限分辨率的衍射屏障已被彻底打破。这是通过受激发射使焦斑边缘的受激有机分子猝灭来实现的。沿着光轴，光斑尺寸比衍射屏障减小了6倍。同时在径向上增加2倍，形成直径为90-110 nm的近似球形荧光斑点。低至0.67阿托立尔的斑点体积比共焦显微镜的斑点体积小18倍，因此我们的结果也与三维光化学和单分子光谱学有关。活细胞的图像揭示了更多细节。

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数字

图1
显微镜。(一)激发脉冲之后是用于荧光抑制的受激发射耗尽脉冲。通过二向色镜和发射滤光片后，荧光通过计数光电二极管的共焦针孔进行检测。(b条)测量励磁PSF。(*c（c）*)测量的STED-beam-PSF在中心具有局部最小值，在焦平面上下具有强烈的最大值。Z表示光轴。测量b条和*c（c）*在移除针孔的情况下进行。

图2
(一)荧光是刺激强度的非线性函数；获得10%的剩余荧光我_{受激发射损耗}^T型对应于*P（P）*_{受激发射损耗}焦距为2.2 mW。(b条)XZ截面的曲面图(插入)1.4油浸透镜的共焦荧光点。(d日)与相同b条但STED光束PSF开启(*c（c）*)相应的轴向强度分布表明，轴向宽度（FWHM）从490 nm减少到97 nm，减少了5.1倍。

图3
100-nm直径荧光珠的XZ图像(一和b条)以及直径为100nm的负染色玻璃珠凝聚(*c（c）*和d日)如共焦观察到的(一和*c（c）*)和STED荧光(b条和d日)显微镜。注意由共焦图像中的细长斑点引起的箭头所指示的伪影及其在STED对应物中的减少。

图4
提高活细胞的分辨率。的XZ图像*酿酒酵母*带有标准共焦分辨率标记液泡膜的酵母细胞(一)STED提高了轴向分辨率(b条). 尽管共焦模式无法分辨小液泡膜，但STED显微镜能更好地显示其球形结构。膜标记的XZ图像*大肠杆菌*显示STED使轴向分辨率提高了3倍d日与它们同时记录的共焦对应物相比*c（c）*.

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中的注释

打破光的衍射极限：荧光显微镜的一场革命？
魏斯S。魏斯S。美国国家科学院院刊2000年8月1日；97(16):8747-9. doi:10.1073/pnas.97.16.8747。美国国家科学院院刊，2000年。 PMID：10922028 免费PMC文章。没有可用的摘要。
光的极限。
舒尔特A。舒尔特A。 Nat Rev Mol细胞生物学。2010年10月；11(10):678. doi:10.1038/nrm2989。 Nat Rev Mol细胞生物学。2010 PMID：20861874 没有可用的摘要。

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参考文献

1. Pawley J.生物共焦显微镜手册。纽约：全体会议；1995
1. Birks J B.芳香分子的光物理。伦敦：威利跨科学；1970
1. Hell S W，Wichmann J.Opt Lett，《地狱·S·W》。1994;19:780–782.-公共医学
1. Lakowicz J R、Gryczynski I、Bogdanov V、Kusba J物理化学。1994;98:334–342.-项目管理委员会-公共医学
1. Hell S W.In：荧光光谱学主题。Lakowicz J R，编辑。第5卷。纽约：全体会议；1997年，第361-422页。

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[1] Pawley J.生物共焦显微镜手册。纽约：全体会议；1995

[2] Pawley J.生物共焦显微镜手册。纽约：全体会议；1995

[3] Birks J B.芳香分子的光物理。伦敦：威利跨科学；1970

[4] Birks J B.芳香分子的光物理。伦敦：威利跨科学；1970

[5] Hell S W，Wichmann J.Opt Lett，《地狱·S·W》。1994;19:780–782.-公共医学

[6] Hell S W，Wichmann J.Opt Lett，《地狱·S·W》。1994;19:780–782.-公共医学

[7] Lakowicz J R、Gryczynski I、Bogdanov V、Kusba J物理化学。1994;98:334–342.-项目管理委员会-公共医学

[8] Lakowicz J R、Gryczynski I、Bogdanov V、Kusba J物理化学。1994;98:334–342.-项目管理委员会-公共医学

[9] Hell S W.In：荧光光谱学主题。Lakowicz J R，编辑。第5卷。纽约：全体会议；1997年，第361-422页。

[10] Hell S W.In：荧光光谱学主题。Lakowicz J R，编辑。第5卷。纽约：全体会议；1997年，第361-422页。

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