Abstract

We present a miniature fluorescence sectioning microscope which uses a diode-pumped solid-state (DPSS) laser as the light source and a fast translating diffuser to produce dynamically changing speckle patterns onto the back aperture of the objective to illuminate the sample. Optical sectioning, which originates from the statistical characteristics of laser speckles, is obtained by calculating the contrast of a series of fluorescence images. High contrast fluorescence sectioning images of bovine pulmonary artery endothelial (BPAE) cells are obtained. The image quality is similar to that of the images acquired by standard laser scanning confocal microscope (LSCM). Compared with LSCM, the laser speckle fluorescence microscope (LSFM) presented in this letter has many advantages, such as simple configurations, low cost, compact, and easy to operate, which makes it possible to have wide spread applications in biomedicine.

© 2010 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Woolner, A. L. Miller, and W. M. Bement, Cytoskeleton Methods and Protocols 586, 23 (2009).
  2. G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).
  3. G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).
  4. J. G. White and W. B. Amos, Nature 328, 183 (1987).
  5. S. W. Paddock, Biotechniques 27, 992 (1999).
  6. R. H. Webb, Rep. Prog. Phys. 59, 427 (1996).
  7. P. Furrer, J. M. Mayer, and R. Gurny, J. Ocular Pharmacology and Therapeutics 13, 559 (1997).
  8. W. B. Amos and J. G. White, Biol. Cell 95, 335 (2003).
  9. Q. Yu, X. Yu, and M. Bi, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 29, 3057 (2009).
  10. D. Sha, Q. Jiang, W. Zhao, and L. Qiu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1157 (2010).
  11. M. A. A. Neil, R. Juskaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 22, 1905 (1997).
  12. R. Heintzmann, T. M. Jovin, and C. Cremer, J. Opt. Soc. Am. A 19, 1599 (2002).
  13. G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).
  14. L. M. Hirvonen, K. Wicker, O. Mandula, and R. Heintzmann, Eur. Biophys. J. 38, 807 (2009).
  15. C. Ventalon and J. Mertz, Opt. Lett. 30, 3350 (2005).
  16. C. Ventalon and J. Mertz, Opt. Express 14, 7198 (2006).
  17. J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).
  18. H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

2010 (1)

D. Sha, Q. Jiang, W. Zhao, and L. Qiu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1157 (2010).

2009 (4)

L. M. Hirvonen, K. Wicker, O. Mandula, and R. Heintzmann, Eur. Biophys. J. 38, 807 (2009).

S. Woolner, A. L. Miller, and W. M. Bement, Cytoskeleton Methods and Protocols 586, 23 (2009).

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Q. Yu, X. Yu, and M. Bi, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 29, 3057 (2009).

2008 (2)

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

2007 (1)

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

2006 (1)

2005 (1)

2003 (1)

W. B. Amos and J. G. White, Biol. Cell 95, 335 (2003).

2002 (1)

1999 (1)

S. W. Paddock, Biotechniques 27, 992 (1999).

1997 (2)

P. Furrer, J. M. Mayer, and R. Gurny, J. Ocular Pharmacology and Therapeutics 13, 559 (1997).

M. A. A. Neil, R. Juskaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 22, 1905 (1997).

1996 (1)

R. H. Webb, Rep. Prog. Phys. 59, 427 (1996).

1987 (1)

J. G. White and W. B. Amos, Nature 328, 183 (1987).

1985 (1)

G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).

Agard, D. A.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Amos, W. B.

W. B. Amos and J. G. White, Biol. Cell 95, 335 (2003).

J. G. White and W. B. Amos, Nature 328, 183 (1987).

Bayer, M. L.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Bement, W. M.

S. Woolner, A. L. Miller, and W. M. Bement, Cytoskeleton Methods and Protocols 586, 23 (2009).

Bergersen, L. H.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Bi, M.

Q. Yu, X. Yu, and M. Bi, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 29, 3057 (2009).

Brakenhoff, G. J.

G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).

Carlton, C. J.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Chen, S.-P.

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

Cremer, C.

Furrer, P.

P. Furrer, J. M. Mayer, and R. Gurny, J. Ocular Pharmacology and Therapeutics 13, 559 (1997).

Golubovskaya, I. N.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Gurny, R.

P. Furrer, J. M. Mayer, and R. Gurny, J. Ocular Pharmacology and Therapeutics 13, 559 (1997).

Gustafsson, G. L.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Hallen, J.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Heintzmann, R.

L. M. Hirvonen, K. Wicker, O. Mandula, and R. Heintzmann, Eur. Biophys. J. 38, 807 (2009).

R. Heintzmann, T. M. Jovin, and C. Cremer, J. Opt. Soc. Am. A 19, 1599 (2002).

Hirvonen, L. M.

L. M. Hirvonen, K. Wicker, O. Mandula, and R. Heintzmann, Eur. Biophys. J. 38, 807 (2009).

Jiang, Q.

D. Sha, Q. Jiang, W. Zhao, and L. Qiu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1157 (2010).

Jovin, T. M.

Juskaitis, R.

Kalhovde, J. M.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Lauritzen, F.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Lin, H.

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

Lin, H.-M.

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

Lin, S.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Linnnemans, W. A. M.

G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).

Mandula, O.

L. M. Hirvonen, K. Wicker, O. Mandula, and R. Heintzmann, Eur. Biophys. J. 38, 807 (2009).

Mayer, J. M.

P. Furrer, J. M. Mayer, and R. Gurny, J. Ocular Pharmacology and Therapeutics 13, 559 (1997).

Mertz, J.

Miller, A. L.

S. Woolner, A. L. Miller, and W. M. Bement, Cytoskeleton Methods and Protocols 586, 23 (2009).

Nanninga, N.

G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).

Neil, M. A. A.

Niu, H.

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

Niu, H.-B.

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

Owe, S. G.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Paddock, S. W.

S. W. Paddock, Biotechniques 27, 992 (1999).

Paulsen, G.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Peter, M.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Qiu, L.

D. Sha, Q. Jiang, W. Zhao, and L. Qiu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1157 (2010).

Qu, J.

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

Qu, J.-L.

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

Raastad, T.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Sedat, J. W.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Sha, D.

D. Sha, Q. Jiang, W. Zhao, and L. Qiu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1157 (2010).

Shao, Y.

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

Shao, Y.-H.

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

Spronsen, E. A. Van

G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).

Ugelstad, I.

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

Vandervoort, H. T. M.

G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).

Ventalon, C.

Wang, R.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Webb, R. H.

R. H. Webb, Rep. Prog. Phys. 59, 427 (1996).

White, J. G.

W. B. Amos and J. G. White, Biol. Cell 95, 335 (2003).

J. G. White and W. B. Amos, Nature 328, 183 (1987).

Wicker, K.

L. M. Hirvonen, K. Wicker, O. Mandula, and R. Heintzmann, Eur. Biophys. J. 38, 807 (2009).

Wilson, T.

Woolner, S.

S. Woolner, A. L. Miller, and W. M. Bement, Cytoskeleton Methods and Protocols 586, 23 (2009).

Yin, J.

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

Yu, Q.

Q. Yu, X. Yu, and M. Bi, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 29, 3057 (2009).

Yu, X.

Q. Yu, X. Yu, and M. Bi, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 29, 3057 (2009).

Zacheus, C. W.

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Zhao, L.

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

Zhao, W.

D. Sha, Q. Jiang, W. Zhao, and L. Qiu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1157 (2010).

Acta Opt. Sin. (in Chinese) (1)

Q. Yu, X. Yu, and M. Bi, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 29, 3057 (2009).

Acta Phys. Sin. (in Chinese) (1)

H.-M. Lin, Y.-H. Shao, J.-L. Qu, J. Yin, S.-P. Chen, and H.-B. Niu, Acta Phys. Sin. (in Chinese) 57, 7641 (2008).

Biol. Cell (1)

W. B. Amos and J. G. White, Biol. Cell 95, 335 (2003).

Biophys. J. (1)

G. L. Gustafsson, S. Lin, M. Peter, C. J. Carlton, R. Wang, I. N. Golubovskaya, C. W. Zacheus, D. A. Agard, and J. W. Sedat, Biophys. J. 94, 4957 (2008).

Biotechniques (1)

S. W. Paddock, Biotechniques 27, 992 (1999).

Chinese J. Lasers (in Chinese) (1)

D. Sha, Q. Jiang, W. Zhao, and L. Qiu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1157 (2010).

Cytoskeleton Methods and Protocols (1)

S. Woolner, A. L. Miller, and W. M. Bement, Cytoskeleton Methods and Protocols 586, 23 (2009).

Eur. Biophys. J. (1)

L. M. Hirvonen, K. Wicker, O. Mandula, and R. Heintzmann, Eur. Biophys. J. 38, 807 (2009).

J. Appl. Physiol. (1)

G. Paulsen, F. Lauritzen, M. L. Bayer, J. M. Kalhovde, I. Ugelstad, S. G. Owe, J. Hallen, L. H. Bergersen, and T. Raastad, J. Appl. Physiol. 107, 570 (2009).

J. Ocular Pharmacology and Therapeutics (1)

P. Furrer, J. M. Mayer, and R. Gurny, J. Ocular Pharmacology and Therapeutics 13, 559 (1997).

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Nature (2)

G. J. Brakenhoff, H. T. M. Vandervoort, E. A. Van Spronsen, W. A. M. Linnnemans, and N. Nanninga, Nature 317, 748 (1985).

J. G. White and W. B. Amos, Nature 328, 183 (1987).

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (2)

Proc. SPIE (1)

J. Yin, J. Qu, Y. Shao, L. Zhao, H. Lin, and H. Niu, Proc. SPIE 6826, 682615 (2007).

Rep. Prog. Phys. (1)

R. H. Webb, Rep. Prog. Phys. 59, 427 (1996).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.