GSD-микроскопия
Микроскопия истощения основного состояния ( GSD-микроскопия ) представляет собой реализацию концепции RESOLFT . Метод был предложен в 1995 году. [ 1 ] и экспериментально продемонстрировано в 2007 году. [ 2 ] Это вторая концепция преодоления дифракционного барьера в оптической микроскопии дальнего поля, опубликованная Стефаном Хеллом . С использованием азотно-вакансионных центров в алмазах в 2009 году было достигнуто разрешение до 7,8 нм. [ 3 ] Это намного ниже дифракционного предела (~200 нм).
Принцип
[ редактировать ]В микроскопии GSD используются флуоресцентные маркеры. В одном случае маркер может свободно возбуждаться из основного состояния и спонтанно возвращаться через испускание фотона флуоресценции. Однако если дополнительно приложить свет соответствующей длины волны, краситель можно перевести в долгоживущее темное состояние, т.е. в состояние, в котором не возникает флуоресценции. Пока молекула находится в долгоживущем темном состоянии (например, в триплетном состоянии ), она не может быть возбуждена из основного состояния. Переключение между этими двумя состояниями (ярким и темным) путем применения света отвечает всем предварительным условиям для концепции RESOLFT и формирования изображений в субволновом масштабе, и, следовательно, могут быть получены изображения с очень высоким разрешением. Для успешной реализации GSD-микроскопии необходимы либо специальные флуорофоры с высоким триплетным выходом, либо специальные флуорофоры с высоким триплетным выходом, [ 4 ] или удаление кислорода с помощью различных средств крепления, таких как Mowiol или Vectashield. [ 2 ]
Реализация в микроскопе очень похожа на микроскопию с истощением стимулированного излучения , однако она может работать только с одной длиной волны для возбуждения и истощения. Используя подходящее кольцевое фокальное пятно для света, который переводит молекулы в темное состояние, флуоресценцию можно погасить во внешней части фокального пятна. Таким образом, флуоресценция по-прежнему имеет место только в центре фокального пятна микроскопа, а пространственное разрешение увеличивается.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Стефан В. Хелл М. Круг (1995). «Флуоресцентная микроскопия с истощением основного состояния: концепция преодоления предела дифракционного разрешения». Прикладная физика Б: Лазеры и оптика . 60 (5): 495–497. Бибкод : 1995ApPhB..60..495H . дои : 10.1007/BF01081333 .
- ^ Перейти обратно: а б Стефан Бретшнайдер; Кристиан Эггелинг; Стефан В. Хелл (2007). «Преодоление дифракционного барьера во флуоресцентной микроскопии с помощью оптических стеллажей» . Письма о физических отзывах . 98 (5): 218103. Бибкод : 2007PhRvL..98u8103B . doi : 10.1103/PhysRevLett.98.218103 . hdl : 11858/00-001M-0000-0012-E125-B . ПМИД 17677813 .
- ^ Ева Риттвегер; Доминик Вильдангер; Стефан В. Хелл (2009). «Флуоресцентная наноскопия центров окраски алмазов в дальнем поле по истощению основного состояния» (PDF) . ЭПЛ . 86 (1): 14001. Бибкод : 2009EL.....8614001R . дои : 10.1209/0295-5075/86/14001 .
- ^ Андрей Чмыров; Ютта Арден-Джейкоб; Александр Зиллес; Карл-Хайнц Дрексхаге; Джеркер Виденгрен (2008). «Характеристика новых флуоресцентных меток для микроскопии сверхвысокого разрешения» . Фотохимические и фотобиологические науки . 7 (11): 1378–1385. дои : 10.1039/B810991P . ПМИД 18958325 .