Abstract

Total internal reflection fluorescence microscopy (TIRF-M) provides low-invasive high-contrast surface imaging with optical sectioning of typically 100–200 nm. Thus, TIRF-M has become an established tool for imaging surfaces, including cell membranes. For TIRF-M, a homogenous evanescent field of excitation over the whole field of view is generally desired for quantitative microscopy; however, this is not necessarily straightforward to generate with Gaussian beams. In recent years, several improvements on TIRF-M have been developed that have addressed non-uniform scattering fringes and other artifacts. Here, we introduce a cost-effective TIRF setup with a very low degree of complexity and no moving parts, which provides a flattop-like excitation profile. The setup uses a tunable laser ring zoom focus system to generate a full 360° TIRF illumination. Two axicon lenses and one focus lens allow for generation and control of the ring diameter to tune the TIRF excitation angle. We show that 360° laser illumination in combination with a radial polarizer will generate an evanescent Bessel-beam excitation field that exhibits a flattop intensity over an extended part of the field of view, and demonstrate the advantages of this axicon-based Bessel beam illumination for live-cell imaging.

© 2017 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreement

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Total-internal-reflection fluorescence microscopy with W-shaped axicon mirrors

Ming Lei and Andreas Zumbusch
Opt. Lett. 35(23) 4057-4059 (2010)

Highly confined surface imaging by solid immersion total internal reflection fluorescence microscopy

Lin Wang, Cvetelin Vasilev, Daniel P. Canniffe, Luke R. Wilson, C. Neil Hunter, and Ashley J. Cadby
Opt. Express 20(3) 3311-3324 (2012)

A programmable light engine for quantitative single molecule TIRF and HILO imaging

Marcel van’t Hoff, Vincent de Sars, and Martin Oheim
Opt. Express 16(22) 18495-18504 (2008)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Axelrod, Traffic 2, 764 (2001).
  2. D. Axelrod, Methods Cell Biol. 89, 169 (2008).
    [Crossref]
  3. M. Lei and A. Zumbusch, Opt. Lett. 35, 4057 (2010).
    [Crossref]
  4. J. Lin and A. D. Hoppe, Microsc. Microanal. 19, 350 (2013).
    [Crossref]
  5. M. van’t Hoff, V. de Sars, and M. Oheim, Opt. Express 16, 18495 (2008).
    [Crossref]
  6. K. L. Ellefsen, J. L. Dynes, and I. Parker, PLoS ONE 10, e0136055 (2015).
    [Crossref]
  7. A. L. Mattheyses, K. Shaw, and D. Axelrod, Microsc. Res. Tech. 69, 642 (2006).
    [Crossref]
  8. R. Fiolka, Y. Belyaev, H. Ewers, and A. Stemmer, Microsc. Res. Tech. 71, 45 (2008).
    [Crossref]
  9. J. Deschamps, A. Rowald, and J. Ries, Opt. Express 24, 28080 (2016).
    [Crossref]
  10. K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
    [Crossref]
  11. J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, J. Opt. Soc. Am. A 3, 128 (1986).
    [Crossref]
  12. L. Gao, L. Shao, B.-C. Chen, and E. Betzig, Nat. Protoc. 9, 1083 (2014).
  13. B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
    [Crossref]
  14. T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
    [Crossref]
  15. D. Axelrod, Biophys. J. 104, 1401 (2013).
    [Crossref]
  16. M. Leutenegger, C. Ringemann, T. Lasser, S. W. Hell, and C. Eggeling, Opt. Express 20, 5243 (2012).
    [Crossref]
  17. F. M. Dickey and J. D. Conner, Proc. SPIE 8130, 81300B (2011).
    [Crossref]
  18. K. N. Fish, in Current Protocols in Cytometry (Wiley, 2009), pp. 12.18.1–12.18.13.
  19. J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
    [Crossref]
  20. E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
    [Crossref]

2016 (2)

J. Deschamps, A. Rowald, and J. Ries, Opt. Express 24, 28080 (2016).
[Crossref]

K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
[Crossref]

2015 (1)

K. L. Ellefsen, J. L. Dynes, and I. Parker, PLoS ONE 10, e0136055 (2015).
[Crossref]

2014 (3)

L. Gao, L. Shao, B.-C. Chen, and E. Betzig, Nat. Protoc. 9, 1083 (2014).

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

2013 (2)

D. Axelrod, Biophys. J. 104, 1401 (2013).
[Crossref]

J. Lin and A. D. Hoppe, Microsc. Microanal. 19, 350 (2013).
[Crossref]

2012 (1)

2011 (1)

F. M. Dickey and J. D. Conner, Proc. SPIE 8130, 81300B (2011).
[Crossref]

2010 (1)

2008 (3)

R. Fiolka, Y. Belyaev, H. Ewers, and A. Stemmer, Microsc. Res. Tech. 71, 45 (2008).
[Crossref]

M. van’t Hoff, V. de Sars, and M. Oheim, Opt. Express 16, 18495 (2008).
[Crossref]

D. Axelrod, Methods Cell Biol. 89, 169 (2008).
[Crossref]

2007 (1)

E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
[Crossref]

2006 (1)

A. L. Mattheyses, K. Shaw, and D. Axelrod, Microsc. Res. Tech. 69, 642 (2006).
[Crossref]

2001 (1)

D. Axelrod, Traffic 2, 764 (2001).

1996 (1)

J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
[Crossref]

1986 (1)

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, J. Opt. Soc. Am. A 3, 128 (1986).
[Crossref]

Archetti, A.

K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
[Crossref]

Axelrod, D.

D. Axelrod, Biophys. J. 104, 1401 (2013).
[Crossref]

D. Axelrod, Methods Cell Biol. 89, 169 (2008).
[Crossref]

A. L. Mattheyses, K. Shaw, and D. Axelrod, Microsc. Res. Tech. 69, 642 (2006).
[Crossref]

D. Axelrod, Traffic 2, 764 (2001).

Belyaev, Y.

R. Fiolka, Y. Belyaev, H. Ewers, and A. Stemmer, Microsc. Res. Tech. 71, 45 (2008).
[Crossref]

Bembenek, J. N.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Betzig, E.

L. Gao, L. Shao, B.-C. Chen, and E. Betzig, Nat. Protoc. 9, 1083 (2014).

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Beuthan, J.

J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
[Crossref]

Bohme, R.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Chen, B. C.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Chen, B.-C.

L. Gao, L. Shao, B.-C. Chen, and E. Betzig, Nat. Protoc. 9, 1083 (2014).

Chung, E.

E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
[Crossref]

Cizmar, T.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Coll-Llado, C.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Conner, J. D.

F. M. Dickey and J. D. Conner, Proc. SPIE 8130, 81300B (2011).
[Crossref]

Cui, Y.

E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
[Crossref]

Dalgarno, H. I.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Davidson, M. W.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

de Sars, V.

Deschamps, J.

Dholakia, K.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Dickey, F. M.

F. M. Dickey and J. D. Conner, Proc. SPIE 8130, 81300B (2011).
[Crossref]

Douglass, K. M.

K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
[Crossref]

Durnin, J.

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, J. Opt. Soc. Am. A 3, 128 (1986).
[Crossref]

Dynes, J. L.

K. L. Ellefsen, J. L. Dynes, and I. Parker, PLoS ONE 10, e0136055 (2015).
[Crossref]

Eberly, J. H.

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, J. Opt. Soc. Am. A 3, 128 (1986).
[Crossref]

Eggeling, C.

Ellefsen, K. L.

K. L. Ellefsen, J. L. Dynes, and I. Parker, PLoS ONE 10, e0136055 (2015).
[Crossref]

English, B. P.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Ewers, H.

R. Fiolka, Y. Belyaev, H. Ewers, and A. Stemmer, Microsc. Res. Tech. 71, 45 (2008).
[Crossref]

Ferrier, D. E.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Fiolka, R.

R. Fiolka, Y. Belyaev, H. Ewers, and A. Stemmer, Microsc. Res. Tech. 71, 45 (2008).
[Crossref]

Fish, K. N.

K. N. Fish, in Current Protocols in Cytometry (Wiley, 2009), pp. 12.18.1–12.18.13.

Fritz-Laylin, L.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Gao, L.

L. Gao, L. Shao, B.-C. Chen, and E. Betzig, Nat. Protoc. 9, 1083 (2014).

Grill, S. W.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Gunn-Moore, F. J.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Hammer, J. A.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Helfmann, J.

J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
[Crossref]

Hell, S. W.

Herrig, M.

J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
[Crossref]

Hoppe, A. D.

J. Lin and A. D. Hoppe, Microsc. Microanal. 19, 350 (2013).
[Crossref]

Janetopoulos, C.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Kiehart, D. P.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Kim, D.

E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
[Crossref]

Kim, Y. H.

E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
[Crossref]

Lambert, A.

K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
[Crossref]

Lasser, T.

Legant, W. R.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Lei, M.

Leutenegger, M.

Lin, J.

J. Lin and A. D. Hoppe, Microsc. Microanal. 19, 350 (2013).
[Crossref]

Lippincott-Schwartz, J.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Liu, Z.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Manley, S.

K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
[Crossref]

Mattheyses, A. L.

A. L. Mattheyses, K. Shaw, and D. Axelrod, Microsc. Res. Tech. 69, 642 (2006).
[Crossref]

Miceli, J. J.

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, J. Opt. Soc. Am. A 3, 128 (1986).
[Crossref]

Milkie, D. E.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Mimori-Kiyosue, Y.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Minet, O.

J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
[Crossref]

Mitchell, D. M.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Muller, G.

J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
[Crossref]

Mullins, R. D.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Nylk, J.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Oheim, M.

Parker, I.

K. L. Ellefsen, J. L. Dynes, and I. Parker, PLoS ONE 10, e0136055 (2015).
[Crossref]

Reymann, A. C.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Ries, J.

Ringemann, C.

Ritter, A. T.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Romero, D. P.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Rowald, A.

Seydoux, G.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Shao, L.

L. Gao, L. Shao, B.-C. Chen, and E. Betzig, Nat. Protoc. 9, 1083 (2014).

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Shaw, K.

A. L. Mattheyses, K. Shaw, and D. Axelrod, Microsc. Res. Tech. 69, 642 (2006).
[Crossref]

Sieben, C.

K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
[Crossref]

Soy, P. T. C.

E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
[Crossref]

Stemmer, A.

R. Fiolka, Y. Belyaev, H. Ewers, and A. Stemmer, Microsc. Res. Tech. 71, 45 (2008).
[Crossref]

Tulu, U. S.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

van’t Hoff, M.

Vettenburg, T.

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Wang, J. T.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Wang, K.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Wu, X. S.

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Zumbusch, A.

Biophys. J. (2)

D. Axelrod, Biophys. J. 104, 1401 (2013).
[Crossref]

E. Chung, D. Kim, Y. Cui, Y. H. Kim, and P. T. C. Soy, Biophys. J. 93, 1747 (2007).
[Crossref]

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

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, J. Opt. Soc. Am. A 3, 128 (1986).
[Crossref]

Methods Cell Biol. (1)

D. Axelrod, Methods Cell Biol. 89, 169 (2008).
[Crossref]

Microsc. Microanal. (1)

J. Lin and A. D. Hoppe, Microsc. Microanal. 19, 350 (2013).
[Crossref]

Microsc. Res. Tech. (2)

A. L. Mattheyses, K. Shaw, and D. Axelrod, Microsc. Res. Tech. 69, 642 (2006).
[Crossref]

R. Fiolka, Y. Belyaev, H. Ewers, and A. Stemmer, Microsc. Res. Tech. 71, 45 (2008).
[Crossref]

Nat. Methods (1)

T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Llado, D. E. Ferrier, T. Cizmar, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
[Crossref]

Nat. Photonics (1)

K. M. Douglass, C. Sieben, A. Archetti, A. Lambert, and S. Manley, Nat. Photonics 10, 705 (2016).
[Crossref]

Nat. Protoc. (1)

L. Gao, L. Shao, B.-C. Chen, and E. Betzig, Nat. Protoc. 9, 1083 (2014).

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (1)

Phys. Med. Biol. (1)

J. Beuthan, O. Minet, J. Helfmann, M. Herrig, and G. Muller, Phys. Med. Biol. 41, 369 (1996).
[Crossref]

PLoS ONE (1)

K. L. Ellefsen, J. L. Dynes, and I. Parker, PLoS ONE 10, e0136055 (2015).
[Crossref]

Proc. SPIE (1)

F. M. Dickey and J. D. Conner, Proc. SPIE 8130, 81300B (2011).
[Crossref]

Science (1)

B. C. Chen, W. R. Legant, K. Wang, L. Shao, D. E. Milkie, M. W. Davidson, C. Janetopoulos, X. S. Wu, J. A. Hammer, Z. Liu, B. P. English, Y. Mimori-Kiyosue, D. P. Romero, A. T. Ritter, J. Lippincott-Schwartz, L. Fritz-Laylin, R. D. Mullins, D. M. Mitchell, J. N. Bembenek, A. C. Reymann, R. Bohme, S. W. Grill, J. T. Wang, G. Seydoux, U. S. Tulu, D. P. Kiehart, and E. Betzig, Science 346, 1257998 (2014).
[Crossref]

Traffic (1)

D. Axelrod, Traffic 2, 764 (2001).

Other (1)

K. N. Fish, in Current Protocols in Cytometry (Wiley, 2009), pp. 12.18.1–12.18.13.

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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

Finite elements method calculations for single-spot Gaussian (a) and 360° ring TIR illumination (b). Corresponding lateral intensity cross sections at the glass-to-medium interface (c). The middle row shows cross-section overviews. Gray boxes indicate corresponding regions of interest and zoom-in at the center region (top) and at the side-lope region (bottom) as indicated.

Fig. 2.
Fig. 2.

AxiTIRF-M with laser ring focus system. Illustration of optical design (a) with photograph (middle) and the inset image of the laser ring back reflection (right, scale bar 2 mm) inset. Main optical components are laser (L), radial polarization converter (RPC), beam expander (BE), two axicons ( Ax 1 and Ax 2 ), focus lens (FL), and a dichroic mirror (DM). Objective back focal and image plane (BFP and IP) are indicated. Ray traces of AxiTIRF-M for 20 mm, 50 mm, and 80 mm lens-axicon distances (b). Measured illumination angle and ring diameter (at BFP) (c), depending on lens-axicon distance.

Fig. 3.
Fig. 3.

Comparison of ring-illuminated AxiWide-field (a) and AxiTIRF images (b) of A488-Phalloidin labeled CHO cells. Corresponding fluorescence intensity cross sections (c). Scale bars: 10 μm.

Fig. 4.
Fig. 4.

A488 dye solution (a) imaged for direct single-spot TIRF and AxiTIRF illumination field comparison with corresponding fluorescence intensity cross sections (b). Comparison of single-spot TIRF (c) and AxiTIRF-M images (d) of A488-Phalloidin labeled CHO cells. Arrows indicate the direction of single-spot illumination. Scale bars: 10 μm.