Abstract

Quantification of intracellular nanoscale macromolecular density distribution is a fundamental aspect to understanding cellular processes. We report a near-field penetrating optical microscopy (NPOM) technique to directly probe the internal nanoscale macromolecular density of biological cells through quantification of intracellular refractive index (RI). NPOM inserts a tapered optical fiber probe to successive depths into an illuminated sample. A 50nm diameter probe tip collects signal that exhibits a linear relationship with the sample RI at a spatial resolution of approximately 50nm for biologically relevant measurements, one order of magnitude finer than the Abbe diffraction limit. Live and fixed cell data illustrate the mechanical ability of a 50nm probe to penetrate biological samples.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. Abbe, Arch. Mikrosk. Anat. 9, 413 (1873).
  2. S. W. Hell, Science 316, 1153 (2007).
    [CrossRef]
  3. R. I. Koning and A. J. Koster, Anat. Anz. 191, 427 (2009).
    [CrossRef]
  4. G. P. Delcuve, M. Rastegar, and J. R. Davie, J. Cell. Physiol. 219, 243 (2009).
    [CrossRef]
  5. H. X. Zhou, G. Rivas, and A. P. Minton, Annu. Rev. Biophys. 37, 375 (2008).
  6. R. Barer and S. Joseph, Q. J. Microsc. Sci. 95, 399 (1954).
  7. L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics(Cambridge University, 2006).
  8. F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
    [CrossRef]
  9. D. O’Connell and C. O’Connell-Rodwell, “Precision optical intracellular near field imaging/spectroscopy technology,” U.S. patent 7,129,454 B2 (October31, 2006).
  10. U. C. Fischer, J. Opt. Soc. Am. B 3, 1239 (1986).
    [CrossRef]
  11. E. Betzig, M. Isaacson, and A. Lewis, Appl. Phys. Lett. 51, 2088 (1987).
    [CrossRef]
  12. D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 6th ed.(W. H. Freeman, 2002).
  13. C. M. Sparrow, Astrophys. J. 44, 76 (1916).
    [CrossRef]
  14. V. Backman and A. Wax, Biomedical Applications of Light Scattering (McGraw-Hill, 2010).
  15. S. Elhadj, G. Singh, and R. F. Saraf, Langmuir 20, 5539 (2004).
    [CrossRef]
  16. Y. L. Jin, J. Y. Chen, L. Xu, and P. N. Wang, Phys. Med. Biol. 51, N371 (2006).
    [CrossRef]
  17. B. Rappaz, F. Charrière, C. Depeursinge, P. J. Magistretti, and P. Marquet, Opt. Lett. 33, 744 (2008).
    [CrossRef]
  18. R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
    [CrossRef]
  19. I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
    [CrossRef]
  20. A. Taflove and S. C. Hagness, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd ed. (Artech House, Norwood, Mass., 2005).

2009 (2)

R. I. Koning and A. J. Koster, Anat. Anz. 191, 427 (2009).
[CrossRef]

G. P. Delcuve, M. Rastegar, and J. R. Davie, J. Cell. Physiol. 219, 243 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

H. X. Zhou, G. Rivas, and A. P. Minton, Annu. Rev. Biophys. 37, 375 (2008).

B. Rappaz, F. Charrière, C. Depeursinge, P. J. Magistretti, and P. Marquet, Opt. Lett. 33, 744 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

S. W. Hell, Science 316, 1153 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

Y. L. Jin, J. Y. Chen, L. Xu, and P. N. Wang, Phys. Med. Biol. 51, N371 (2006).
[CrossRef]

2004 (1)

S. Elhadj, G. Singh, and R. F. Saraf, Langmuir 20, 5539 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

2001 (1)

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

1987 (1)

E. Betzig, M. Isaacson, and A. Lewis, Appl. Phys. Lett. 51, 2088 (1987).
[CrossRef]

1986 (1)

1954 (1)

R. Barer and S. Joseph, Q. J. Microsc. Sci. 95, 399 (1954).

1916 (1)

C. M. Sparrow, Astrophys. J. 44, 76 (1916).
[CrossRef]

1873 (1)

E. Abbe, Arch. Mikrosk. Anat. 9, 413 (1873).

Abbe, E.

E. Abbe, Arch. Mikrosk. Anat. 9, 413 (1873).

Andersson, C.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Angiboust, J. F.

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

Backman, V.

V. Backman and A. Wax, Biomedical Applications of Light Scattering (McGraw-Hill, 2010).

Barer, R.

R. Barer and S. Joseph, Q. J. Microsc. Sci. 95, 399 (1954).

Betzig, E.

E. Betzig, M. Isaacson, and A. Lewis, Appl. Phys. Lett. 51, 2088 (1987).
[CrossRef]

Bigio, I.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Boiko, I.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Charrière, F.

Chen, J. Y.

Y. L. Jin, J. Y. Chen, L. Xu, and P. N. Wang, Phys. Med. Biol. 51, N371 (2006).
[CrossRef]

Cipolloni, P. B.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Collier, T.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Davie, J. R.

G. P. Delcuve, M. Rastegar, and J. R. Davie, J. Cell. Physiol. 219, 243 (2009).
[CrossRef]

Delcuve, G. P.

G. P. Delcuve, M. Rastegar, and J. R. Davie, J. Cell. Physiol. 219, 243 (2009).
[CrossRef]

Depeursinge, C.

Drezek, R.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Elhadj, S.

S. Elhadj, G. Singh, and R. F. Saraf, Langmuir 20, 5539 (2004).
[CrossRef]

Fang, H.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Fischer, U. C.

Follen, M.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Freedman, S. D.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Ghiran, I. C.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Guillaud, M.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Hagness, S. C.

A. Taflove and S. C. Hagness, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd ed. (Artech House, Norwood, Mass., 2005).

Hanlon, E. B.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Harris, D. C.

D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 6th ed.(W. H. Freeman, 2002).

Hecht, B.

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics(Cambridge University, 2006).

Hell, S. W.

S. W. Hell, Science 316, 1153 (2007).
[CrossRef]

Isaacson, M.

E. Betzig, M. Isaacson, and A. Lewis, Appl. Phys. Lett. 51, 2088 (1987).
[CrossRef]

Itzkan, I.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Jin, Y. L.

Y. L. Jin, J. Y. Chen, L. Xu, and P. N. Wang, Phys. Med. Biol. 51, N371 (2006).
[CrossRef]

Joseph, S.

R. Barer and S. Joseph, Q. J. Microsc. Sci. 95, 399 (1954).

Kimerer, L. M.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Koning, R. I.

R. I. Koning and A. J. Koster, Anat. Anz. 191, 427 (2009).
[CrossRef]

Koster, A. J.

R. I. Koning and A. J. Koster, Anat. Anz. 191, 427 (2009).
[CrossRef]

Lei, F. H.

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

Lewis, A.

E. Betzig, M. Isaacson, and A. Lewis, Appl. Phys. Lett. 51, 2088 (1987).
[CrossRef]

Lim, K. H.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Macaulay, C.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Magistretti, P. J.

Malpica, A.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Manfait, M.

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

Marquet, P.

Minton, A. P.

H. X. Zhou, G. Rivas, and A. P. Minton, Annu. Rev. Biophys. 37, 375 (2008).

Modell, M.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Morjani, H.

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

Novotny, L.

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics(Cambridge University, 2006).

O’Connell, D.

D. O’Connell and C. O’Connell-Rodwell, “Precision optical intracellular near field imaging/spectroscopy technology,” U.S. patent 7,129,454 B2 (October31, 2006).

O’Connell-Rodwell, C.

D. O’Connell and C. O’Connell-Rodwell, “Precision optical intracellular near field imaging/spectroscopy technology,” U.S. patent 7,129,454 B2 (October31, 2006).

Perelman, L. T.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Qiu, L.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Rappaz, B.

Rastegar, M.

G. P. Delcuve, M. Rastegar, and J. R. Davie, J. Cell. Physiol. 219, 243 (2009).
[CrossRef]

Richards-Kortum, R.

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

Rivas, G.

H. X. Zhou, G. Rivas, and A. P. Minton, Annu. Rev. Biophys. 37, 375 (2008).

Sachs, B. P.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Salahuddin, S.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Saraf, R. F.

S. Elhadj, G. Singh, and R. F. Saraf, Langmuir 20, 5539 (2004).
[CrossRef]

Shang, G. Y.

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

Singh, G.

S. Elhadj, G. Singh, and R. F. Saraf, Langmuir 20, 5539 (2004).
[CrossRef]

Spajer, M.

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

Sparrow, C. M.

C. M. Sparrow, Astrophys. J. 44, 76 (1916).
[CrossRef]

Taflove, A.

A. Taflove and S. C. Hagness, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd ed. (Artech House, Norwood, Mass., 2005).

Troyon, M.

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

Vitkin, E.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Wang, P. N.

Y. L. Jin, J. Y. Chen, L. Xu, and P. N. Wang, Phys. Med. Biol. 51, N371 (2006).
[CrossRef]

Wax, A.

V. Backman and A. Wax, Biomedical Applications of Light Scattering (McGraw-Hill, 2010).

Xu, L.

Y. L. Jin, J. Y. Chen, L. Xu, and P. N. Wang, Phys. Med. Biol. 51, N371 (2006).
[CrossRef]

Zaman, M. M.

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Zhou, H. X.

H. X. Zhou, G. Rivas, and A. P. Minton, Annu. Rev. Biophys. 37, 375 (2008).

Anat. Anz. (1)

R. I. Koning and A. J. Koster, Anat. Anz. 191, 427 (2009).
[CrossRef]

Annu. Rev. Biophys. (1)

H. X. Zhou, G. Rivas, and A. P. Minton, Annu. Rev. Biophys. 37, 375 (2008).

Appl. Phys. Lett. (2)

F. H. Lei, G. Y. Shang, M. Troyon, M. Spajer, H. Morjani, J. F. Angiboust, and M. Manfait, Appl. Phys. Lett. 79, 2489 (2001).
[CrossRef]

E. Betzig, M. Isaacson, and A. Lewis, Appl. Phys. Lett. 51, 2088 (1987).
[CrossRef]

Arch. Mikrosk. Anat. (1)

E. Abbe, Arch. Mikrosk. Anat. 9, 413 (1873).

Astrophys. J. (1)

C. M. Sparrow, Astrophys. J. 44, 76 (1916).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (1)

R. Drezek, M. Guillaud, T. Collier, I. Boiko, A. Malpica, C. Macaulay, M. Follen, and R. Richards-Kortum, J. Biomed. Opt. 8, 7 (2003).
[CrossRef]

J. Cell. Physiol. (1)

G. P. Delcuve, M. Rastegar, and J. R. Davie, J. Cell. Physiol. 219, 243 (2009).
[CrossRef]

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

Langmuir (1)

S. Elhadj, G. Singh, and R. F. Saraf, Langmuir 20, 5539 (2004).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Med. Biol. (1)

Y. L. Jin, J. Y. Chen, L. Xu, and P. N. Wang, Phys. Med. Biol. 51, N371 (2006).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1)

I. Itzkan, L. Qiu, H. Fang, M. M. Zaman, E. Vitkin, I. C. Ghiran, S. Salahuddin, M. Modell, C. Andersson, L. M. Kimerer, P. B. Cipolloni, K. H. Lim, S. D. Freedman, I. Bigio, B. P. Sachs, E. B. Hanlon, and L. T. Perelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 17255 (2007).
[CrossRef]

Q. J. Microsc. Sci. (1)

R. Barer and S. Joseph, Q. J. Microsc. Sci. 95, 399 (1954).

Science (1)

S. W. Hell, Science 316, 1153 (2007).
[CrossRef]

Other (5)

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics(Cambridge University, 2006).

D. O’Connell and C. O’Connell-Rodwell, “Precision optical intracellular near field imaging/spectroscopy technology,” U.S. patent 7,129,454 B2 (October31, 2006).

V. Backman and A. Wax, Biomedical Applications of Light Scattering (McGraw-Hill, 2010).

D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 6th ed.(W. H. Freeman, 2002).

A. Taflove and S. C. Hagness, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd ed. (Artech House, Norwood, Mass., 2005).

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.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Schematic representation of NPOM. (b) Calibration curve relating RI to NPOM signal. Measurements are data points, the linear regression is solid black, and dashed lines represent RI uncertainty for a single measurement. Lower subplot displays residuals. The calibration equation is y=mx+b, where m=77±1.5 and b=89±2.1, and R2=0.98 (confidence intervals represent the parameter’s standard deviation).

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) ESF measurements (data points) for RI liquid nD=1.380±0.0002 and fit (solid line) of the form of Eq. (2), where a=7.5kHz, b=10.8kHz, μ=100nm, σ=20nm, RMSE=0.45kHz. (b) Dashed curves are the corresponding Gaussian LSFs. Separation between their central maxima is 2σ, 40nm (double arrow) where their sum (solid line) forms a single peak.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) NPOM data collected from the exterior into the interior of three live cells. (b) RI and ρ of the cellular interior in (a). (c) NPOM data collected from the exterior into the interior of two fixed cells. (d) RI and ρ of the cellular interior in (c). In (b) and (d) RI is obtained using y=mx+b, where m=78±2.4 and b=79±3.5 (confidence intervals are the standard deviation of the parameter) with R2=0.995. RI data is related to ρ via Eq. (1).

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Interface Resolution Dependence on RIa

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

n=n0+αρ,
g(z)=a+b2[1+erf(zμσ2)],

Metrics