Abstract

We present a Mie theory-based analysis of angularly resolved light scattering from intact cells that involves the product of a particle size distribution ? and the scattering cross section ?. The analysis shows that the ability to size intracellular organelles depends strongly upon the assumed functional form of the particle size distribution; however, the product ?? extracts the dominant light scatterers regardless of this choice. We examine goniometer measurements from our own and another laboratory and find that this analysis reconciles seemingly conflicting results and confirms that mitochondrial-sized organelles dominate scattering from intact cells in the angular range 5°–90°.

© 2005 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
    [CrossRef]
  2. A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. J. D. Wilson, C. E. Bigelow, D. J. Calkins, and T. H. Foster, Biophys. J. 88, 2929 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. C. F. Bohren and D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light from Small Particles (Wiley, 1998).
  6. R. Drezek, A. Dunn, and R. Richards-Kortum, Appl. Opt. 38, 3651 (1999).
    [CrossRef]
  7. G. E. Palade, J. Histochem. Cytochem. 1, 188 (1953).
    [CrossRef] [PubMed]

2005 (1)

J. D. Wilson, C. E. Bigelow, D. J. Calkins, and T. H. Foster, Biophys. J. 88, 2929 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2002 (2)

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (1)

1998 (1)

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

1953 (1)

G. E. Palade, J. Histochem. Cytochem. 1, 188 (1953).
[CrossRef] [PubMed]

Aida, T.

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Backman, V.

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Badizadegan, K.

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Bigelow, C. E.

J. D. Wilson, C. E. Bigelow, D. J. Calkins, and T. H. Foster, Biophys. J. 88, 2929 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Bohren, C. F.

C. F. Bohren and D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light from Small Particles (Wiley, 1998).

Boone, C. W.

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Calkins, D. J.

J. D. Wilson, C. E. Bigelow, D. J. Calkins, and T. H. Foster, Biophys. J. 88, 2929 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Carpenter, S.

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Crawford, J. M.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Dasari, R. R.

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Drezek, R.

Dunn, A.

Feld, M. S.

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Foster, T. H.

J. D. Wilson, C. E. Bigelow, D. J. Calkins, and T. H. Foster, Biophys. J. 88, 2929 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Freyer, J. P.

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Guerra, A.

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Hamano, T.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Huffman, D. R.

C. F. Bohren and D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light from Small Particles (Wiley, 1998).

Itzkan, I.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Johnson, T. M.

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Lima, C.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Manoharan, R.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Mourant, J. R.

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Nusrat, A.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Palade, G. E.

G. E. Palade, J. Histochem. Cytochem. 1, 188 (1953).
[CrossRef] [PubMed]

Perelman, L. T.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Richards-Kortum, R.

Seiler, M.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Shields, S.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Van Dam, J.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Wallace, M.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Wax, A.

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Wilson, J. D.

J. D. Wilson, C. E. Bigelow, D. J. Calkins, and T. H. Foster, Biophys. J. 88, 2929 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Yang, C.

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Zonios, G.

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Biophys. J. (2)

A. Wax, C. Yang, V. Backman, K. Badizadegan, C. W. Boone, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Biophys. J. 82, 2256 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

J. D. Wilson, C. E. Bigelow, D. J. Calkins, and T. H. Foster, Biophys. J. 88, 2929 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. Biomed. Opt. (1)

J. R. Mourant, T. M. Johnson, S. Carpenter, A. Guerra, T. Aida, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 7, 378 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

J. Histochem. Cytochem. (1)

G. E. Palade, J. Histochem. Cytochem. 1, 188 (1953).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Rev. Lett. (1)

L. T. Perelman, V. Backman, M. Wallace, G. Zonios, R. Manoharan, A. Nusrat, S. Shields, M. Seiler, C. Lima, T. Hamano, I. Itzkan, J. Van Dam, J. M. Crawford, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 80, 627 (1998).
[CrossRef]

Other (1)

C. F. Bohren and D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light from Small Particles (Wiley, 1998).

Cited By

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

Alert me when this article is cited.


Metrics