Abstract

We present the first demonstration of three-photon excitation light-sheet fluorescence microscopy. Light-sheet fluorescence microscopy in single- and two-photon modes has emerged as a powerful wide-field, low-photodamage technique for fast volumetric imaging of biological samples. We extend this imaging modality to the three-photon regime, enhancing its penetration depth. Our present study uses a conventional femtosecond pulsed laser at 1000 nm wavelength for the imaging of 450 μm diameter cellular spheroids. In addition, we show, experimentally and through numerical simulations, the potential advantages in three-photon light-sheet microscopy of using propagation-invariant Bessel beams in preference to Gaussian beams.

© 2018 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Image formation by linear and nonlinear digital scanned light-sheet fluorescence microscopy with Gaussian and Bessel beam profiles

Omar E. Olarte, Jacob Licea-Rodriguez, Jonathan A. Palero, Emilio J. Gualda, David Artigas, Jürgen Mayer, Jim Swoger, James Sharpe, Israel Rocha-Mendoza, Raul Rangel-Rojo, and Pablo Loza-Alvarez
Biomed. Opt. Express 3(7) 1492-1505 (2012)

Two-photon excitation selective plane illumination microscopy (2PE-SPIM) of highly scattering samples: characterization and application

Zeno Lavagnino, Francesca Cella Zanacchi, Emiliano Ronzitti, and Alberto Diaspro
Opt. Express 21(5) 5998-6008 (2013)

Light-sheet microscopy: a tutorial

Omar E. Olarte, Jordi Andilla, Emilio J. Gualda, and Pablo Loza-Alvarez
Adv. Opt. Photon. 10(1) 111-179 (2018)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
    [Crossref]
  2. G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
    [Crossref]
  3. N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
    [Crossref]
  4. C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
    [Crossref]
  5. D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
    [Crossref]
  6. F. Helmchen and W. Denk, Nat. Methods 2, 932 (2005).
    [Crossref]
  7. J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 305, 1007 (2004).
    [Crossref]
  8. E. G. Reynaud, U. Kržič, K. Greger, and E. H. K. Stelzer, HFSP J. 2, 266 (2008).
    [Crossref]
  9. R. Tomer, K. Khairy, F. Amat, and P. J. Keller, Nat. Methods 9, 755 (2012).
    [Crossref]
  10. F. O. Fahrbach, V. Gurchenkov, K. Alessandri, P. Nassoy, and A. Rohrbach, Opt. Express 21, 13824 (2013).
    [Crossref]
  11. T. Vettenburg, H. I. Dalgarno, J. Nylk, C. Coll-Lladó, D. E. Ferrier, T. Čižmár, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Nat. Methods 11, 541 (2014).
    [Crossref]
  12. K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
    [Crossref]
  13. B. Chen, X. Huang, D. Gou, J. Zeng, G. Chen, M. Pang, Y. Hu, Z. Zhao, Y. Zhang, Z. Zhou, H. Wu, H. Cheng, Z. Zhang, C. Xu, Y. Li, L. Chen, and A. Wang, Biomed. Opt. Express 9, 1992 (2018).
    [Crossref]
  14. C. Rodríguez, Y. Liang, R. Lu, and N. Ji, Opt. Lett. 43, 1914 (2018).
    [Crossref]
  15. C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
    [Crossref]
  16. P. J. Keller, A. D. Schmidt, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 322, 1065 (2008).
    [Crossref]
  17. P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
    [Crossref]
  18. P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
    [Crossref]
  19. J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
    [Crossref]
  20. O. E. Olarte, J. Licea-Rodriguez, J. A. Palero, E. J. Gualda, D. Artigas, J. Mayer, J. Swoger, J. Sharpe, I. Rocha-Mendoza, R. Rangel-Rojo, and P. Loza-Alvarez, Biomed. Opt. Express 3, 1492 (2012).
    [Crossref]
  21. E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
    [Crossref]
  22. Y. Fu, H. Wang, R. Shi, and J.-X. Cheng, Opt. Express 14, 3942 (2006).
    [Crossref]

2018 (4)

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

B. Chen, X. Huang, D. Gou, J. Zeng, G. Chen, M. Pang, Y. Hu, Z. Zhao, Y. Zhang, Z. Zhou, H. Wu, H. Cheng, Z. Zhang, C. Xu, Y. Li, L. Chen, and A. Wang, Biomed. Opt. Express 9, 1992 (2018).
[Crossref]

C. Rodríguez, Y. Liang, R. Lu, and N. Ji, Opt. Lett. 43, 1914 (2018).
[Crossref]

2017 (2)

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

2016 (2)

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

2014 (1)

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

2013 (3)

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

F. O. Fahrbach, V. Gurchenkov, K. Alessandri, P. Nassoy, and A. Rohrbach, Opt. Express 21, 13824 (2013).
[Crossref]

2012 (3)

O. E. Olarte, J. Licea-Rodriguez, J. A. Palero, E. J. Gualda, D. Artigas, J. Mayer, J. Swoger, J. Sharpe, I. Rocha-Mendoza, R. Rangel-Rojo, and P. Loza-Alvarez, Biomed. Opt. Express 3, 1492 (2012).
[Crossref]

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

R. Tomer, K. Khairy, F. Amat, and P. J. Keller, Nat. Methods 9, 755 (2012).
[Crossref]

2008 (2)

E. G. Reynaud, U. Kržič, K. Greger, and E. H. K. Stelzer, HFSP J. 2, 266 (2008).
[Crossref]

P. J. Keller, A. D. Schmidt, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 322, 1065 (2008).
[Crossref]

2006 (1)

2005 (1)

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Methods 2, 932 (2005).
[Crossref]

2004 (1)

J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 305, 1007 (2004).
[Crossref]

1996 (1)

C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
[Crossref]

1990 (1)

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref]

Abdeladim, L.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Aggarwal, S.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

Alessandri, K.

Amat, F.

R. Tomer, K. Khairy, F. Amat, and P. J. Keller, Nat. Methods 9, 755 (2012).
[Crossref]

Artigas, D.

Bawendi, M. G.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Beaurepaire, E.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

Boyden, E. S.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Bruns, O. T.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Chaudan, É.

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

Chen, B.

Chen, G.

Chen, L.

Cheng, H.

Cheng, J.-X.

Cheng, Y.-T.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Chiovini, B.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Chu, J.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Cižmár, T.

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

Clark, C. G.

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

Coll-Lladó, C.

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

Cruz-Hernández, J. C.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Dalgarno, H. I.

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

Danuser, G.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Davidson, M. W.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Dean, K. M.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Del Bene, F.

J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 305, 1007 (2004).
[Crossref]

Denk, W.

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Methods 2, 932 (2005).
[Crossref]

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref]

Dholakia, K.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

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

Dray, N.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Driscoll, M. K.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Druon, F.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Eliceiri, K. W.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Fahrbach, F. O.

Feng, D. D.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Ferrier, D. E.

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

Ferrier, D. E. K.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

Fiolka, R.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Fu, Y.

Fukumura, D.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Gacoin, T.

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

Georges, P.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Gou, D.

Greger, K.

E. G. Reynaud, U. Kržič, K. Greger, and E. H. K. Stelzer, HFSP J. 2, 266 (2008).
[Crossref]

Gualda, E. J.

Guesmi, K.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Gunn-Moore, F. J.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

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

Gurchenkov, V.

Hanna, M.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Helmchen, F.

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Methods 2, 932 (2005).
[Crossref]

Hillier, D.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Horton, N. G.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

Hu, Y.

Huang, X.

Huisken, J.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 305, 1007 (2004).
[Crossref]

Jain, R. K.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Ji, N.

Jurkus, K.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Kaszás, A.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Katona, G.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Keller, P. J.

R. Tomer, K. Khairy, F. Amat, and P. J. Keller, Nat. Methods 9, 755 (2012).
[Crossref]

P. J. Keller, A. D. Schmidt, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 322, 1065 (2008).
[Crossref]

Khairy, K.

R. Tomer, K. Khairy, F. Amat, and P. J. Keller, Nat. Methods 9, 755 (2012).
[Crossref]

Kobat, D.

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

Kržic, U.

E. G. Reynaud, U. Kržič, K. Greger, and E. H. K. Stelzer, HFSP J. 2, 266 (2008).
[Crossref]

Kumamoto, T.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Li, Y.

Liang, Y.

Licea-Rodriguez, J.

Lin, M. Z.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Livet, J.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Loulier, K.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Loza-Alvarez, P.

Lu, R.

Maák, P.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Mahou, P.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

Malkinson, G.

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

Mayer, J.

Mazilu, M.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

McCluskey, K.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

Nassoy, P.

Nishimura, N.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Nylk, J.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

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

Olarte, O. E.

Ouzounov, D. G.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Palero, J. A.

Pang, M.

Park, D.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Piatkevich, K. D.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Pitrone, P. G.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Preciado, M. A.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

Preibisch, S.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Rangel-Rojo, R.

Reimer, J.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Reynaud, E. G.

E. G. Reynaud, U. Kržič, K. Greger, and E. H. K. Stelzer, HFSP J. 2, 266 (2008).
[Crossref]

Rigaud, P.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Rocha-Mendoza, I.

Rodríguez, C.

Rohrbach, A.

Roska, B.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Rowlands, C. J.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Rózsa, B.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Schäfer, C.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Schaffer, C. B.

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

Schindelin, J.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Schmidt, A. D.

P. J. Keller, A. D. Schmidt, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 322, 1065 (2008).
[Crossref]

Sharpe, J.

Shear, J. B.

C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
[Crossref]

Shi, R.

So, P. T.

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Stelzer, E. H.

P. J. Keller, A. D. Schmidt, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 322, 1065 (2008).
[Crossref]

J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 305, 1007 (2004).
[Crossref]

Stelzer, E. H. K.

E. G. Reynaud, U. Kržič, K. Greger, and E. H. K. Stelzer, HFSP J. 2, 266 (2008).
[Crossref]

Strickler, J. H.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref]

Stuyvenberg, L.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Supatto, W.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

Swoger, J.

Szalay, G.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Tello, J. A.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

Tolias, A. S.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Tomancak, P.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Tomer, R.

R. Tomer, K. Khairy, F. Amat, and P. J. Keller, Nat. Methods 9, 755 (2012).
[Crossref]

Tozer, S.

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Veress, M.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Vettenburg, T.

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

Vizi, E. S.

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

Wang, A.

Wang, H.

Wang, K.

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

Wang, M.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Wang, T.

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

Webb, W. W.

C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
[Crossref]

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref]

Weber, M.

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Welf, E. S.

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

Williams, R. M.

C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
[Crossref]

Wise, F. W.

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

Wittbrodt, J.

P. J. Keller, A. D. Schmidt, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 322, 1065 (2008).
[Crossref]

J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 305, 1007 (2004).
[Crossref]

Wu, H.

Xu, C.

B. Chen, X. Huang, D. Gou, J. Zeng, G. Chen, M. Pang, Y. Hu, Z. Zhao, Y. Zhang, Z. Zhou, H. Wu, H. Cheng, Z. Zhang, C. Xu, Y. Li, L. Chen, and A. Wang, Biomed. Opt. Express 9, 1992 (2018).
[Crossref]

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
[Crossref]

Yang, Z.

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

Zeng, J.

Zhang, Y.

Zhang, Z.

Zhao, Z.

Zhou, Z.

Zipfel, W.

C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
[Crossref]

Biomed. Opt. Express (2)

Dev. Cell (1)

E. S. Welf, M. K. Driscoll, K. M. Dean, C. Schäfer, J. Chu, M. W. Davidson, M. Z. Lin, G. Danuser, and R. Fiolka, Dev. Cell 36, 462 (2016).
[Crossref]

HFSP J. (1)

E. G. Reynaud, U. Kržič, K. Greger, and E. H. K. Stelzer, HFSP J. 2, 266 (2008).
[Crossref]

Light Sci. Appl. (1)

C. J. Rowlands, D. Park, O. T. Bruns, K. D. Piatkevich, D. Fukumura, R. K. Jain, M. G. Bawendi, E. S. Boyden, and P. T. So, Light Sci. Appl. 6, e16255 (2016).
[Crossref]

Light: Sci. Appl. (1)

K. Guesmi, L. Abdeladim, S. Tozer, P. Mahou, T. Kumamoto, K. Jurkus, P. Rigaud, K. Loulier, N. Dray, P. Georges, M. Hanna, J. Livet, W. Supatto, E. Beaurepaire, and F. Druon, Light: Sci. Appl. 7, 12 (2018).
[Crossref]

Nat. Methods (6)

D. G. Ouzounov, T. Wang, M. Wang, D. D. Feng, N. G. Horton, J. C. Cruz-Hernández, Y.-T. Cheng, J. Reimer, A. S. Tolias, N. Nishimura, and C. Xu, Nat. Methods 14, 388 (2017).
[Crossref]

F. Helmchen and W. Denk, Nat. Methods 2, 932 (2005).
[Crossref]

R. Tomer, K. Khairy, F. Amat, and P. J. Keller, Nat. Methods 9, 755 (2012).
[Crossref]

G. Katona, G. Szalay, P. Maák, A. Kaszás, M. Veress, D. Hillier, B. Chiovini, E. S. Vizi, B. Roska, and B. Rózsa, Nat. Methods 9, 201 (2012).
[Crossref]

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

P. G. Pitrone, J. Schindelin, L. Stuyvenberg, S. Preibisch, M. Weber, K. W. Eliceiri, J. Huisken, and P. Tomancak, Nat. Methods 10, 598 (2013).
[Crossref]

Nat. Photonics (1)

N. G. Horton, K. Wang, D. Kobat, C. G. Clark, F. W. Wise, C. B. Schaffer, and C. Xu, Nat. Photonics 7, 205 (2013).
[Crossref]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (1)

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

C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 10763 (1996).
[Crossref]

Sci. Adv. (1)

J. Nylk, K. McCluskey, M. A. Preciado, M. Mazilu, Z. Yang, F. J. Gunn-Moore, S. Aggarwal, J. A. Tello, D. E. K. Ferrier, and K. Dholakia, Sci. Adv. 4, eaar4817 (2018).
[Crossref]

Science (3)

P. J. Keller, A. D. Schmidt, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 322, 1065 (2008).
[Crossref]

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
[Crossref]

J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J. Wittbrodt, and E. H. Stelzer, Science 305, 1007 (2004).
[Crossref]

Small (1)

P. Mahou, G. Malkinson, É. Chaudan, T. Gacoin, E. Beaurepaire, and W. Supatto, Small 13, 1701442 (2017).
[Crossref]

Supplementary Material (1)

NameDescription
» Visualization 1       Cell spheroid under two photon (2P) and three photon (3P) excitation.

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. Comparison between 2P- and 3P-LSFM. Axial maximum intensity projections of 3D stacks of images of 1 μm blue fluorescing microspheres embedded in agarose under (a) 2P excitation at 700 nm and (b) 3P excitation at 1000 nm. Scale bar, 10 μm. x-axis: beam propagation; z-axis: optical axis of detection lens. (c) Statistical estimates of the axial resolution and FOV based on FWHM. (d) Statistical estimate of the FOV based on 1/e drop in fluorescence intensity.
Fig. 2.
Fig. 2. HEK 293 T17 cellular spheroids labeled with PUREBLU Hoechst 33342 nuclear staining dye imaged with 2P- and 3P-LSFM. (a) Brightfield image of a spheroid (diameter 450  μm). The blue and red rectangles represent the near and far surfaces of the spheroid with respect to the light-sheet illumination direction (black arrow). (b) and (c) Single xy and yz near-surface planes [blue rectangle in (a)] imaged with 3P-LSFM. (d)–(g) Single xy planes imaged with (d), (e) 2P- and (f), (g) 3P-LSFM in both the (d), (f) near and (e), (g) far surfaces. The 3D rendering of the image stacks acquired in both 2P and 3P excitation modes can be found in Visualization 1. (h) and (i) Fluorescence intensity profiles along the yellow lines highlighted in (d)–(g). Average power on the sample for 2P- and 3P-LSFM was 9.5 and 259 mW, respectively. Brightfield image scale bar, 100 μm; fluorescence images scale bar, 50 μm.
Fig. 3.
Fig. 3. Characterization of 2P- and 3P-LSFM with Bessel beam illumination. (a) Numerically simulated xz light-sheet cross sections of a Bessel6.5 beam in 2P and 3P modes and (b) their respective axial MTFs. The spatial frequency, fz, is normalized to 2NA/λ1P. White lines indicate the isosurface at 5% contrast. (c) Peak axial resolution and (d) FOV for simulated Gaussian and Bessel light-sheets with β=2,5,6.5,10 in 1P, 2P, and 3P modes. Insets in (c) show magnified views of the plot. λ1P=405  nm, λ2P=700  nm, and λ3P=1000  nm. (e) Experimental images of 1 μm diameter blue fluorescing beads obtained with 2P- and 3P-BB-LSFM with β=6.5. Average power on the sample for 2P and 3P excitation was 6 and 307 mW, respectively. Scale bars, 10 μm. (f) Transverse light-sheet cross sections at “focus” (x=0) for 2P and 3P modes obtained from (a). (g) Axial intensity profile of beads imaged with 2P- and 3P-BB-LSFM along the dashed lines in (e). (h) Experimental and simulated longitudinal intensity profile of a Bessel6.5 beam.