Abstract

We describe a novel three-dimensional fluorescence lifetime imaging microscope that exploits structured illumination to achieve whole-field sectioned fluorescence lifetime images with a spatial resolution of a few micrometers.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Q. S. Hanley, P. J. Ververer, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, J. Microsc. 197, 5 (2000).
    [Crossref] [PubMed]
  2. M. A. A. Neil, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 22, 1905 (1997).
    [Crossref]
  3. M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
    [Crossref] [PubMed]
  4. J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy (Plenum, New York, 1983).
    [Crossref]
  5. H. Szmacinski, J. R. Lakowicz, and M. L. Johnson, Methods Enzymol. 240, 723 (1994).
    [Crossref]
  6. P. C. Schneider and R. M. Clegg, Rev. Sci. Instrum. 68, 4107 (1997).
    [Crossref]
  7. R. Cubbedu, P. Taroni, and G. Valentini, Opt. Eng. 32, 320 (1993).
    [Crossref]
  8. J. Systma, J. M. Vroom, C. J. De Grauw, and H. C. Gerritsen, J. Microsc. 191, 39 (1998).
  9. A. Squire and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 193, 36 (1999).
    [Crossref] [PubMed]
  10. M. Straub and S. W. Hell, Appl. Phys. Lett. 73, 1769 (1998).
    [Crossref]
  11. K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
    [Crossref]
  12. K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).
  13. R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
    [Crossref]

2000 (2)

Q. S. Hanley, P. J. Ververer, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, J. Microsc. 197, 5 (2000).
[Crossref] [PubMed]

M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
[Crossref] [PubMed]

1999 (2)

A. Squire and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 193, 36 (1999).
[Crossref] [PubMed]

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

1998 (3)

J. Systma, J. M. Vroom, C. J. De Grauw, and H. C. Gerritsen, J. Microsc. 191, 39 (1998).

M. Straub and S. W. Hell, Appl. Phys. Lett. 73, 1769 (1998).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
[Crossref]

1997 (2)

P. C. Schneider and R. M. Clegg, Rev. Sci. Instrum. 68, 4107 (1997).
[Crossref]

M. A. A. Neil, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 22, 1905 (1997).
[Crossref]

1994 (1)

H. Szmacinski, J. R. Lakowicz, and M. L. Johnson, Methods Enzymol. 240, 723 (1994).
[Crossref]

1993 (1)

R. Cubbedu, P. Taroni, and G. Valentini, Opt. Eng. 32, 320 (1993).
[Crossref]

Arndt-Jovin, D. J.

Q. S. Hanley, P. J. Ververer, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, J. Microsc. 197, 5 (2000).
[Crossref] [PubMed]

Bastiaens, P. I. H.

M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
[Crossref] [PubMed]

A. Squire and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 193, 36 (1999).
[Crossref] [PubMed]

Clegg, R. M.

P. C. Schneider and R. M. Clegg, Rev. Sci. Instrum. 68, 4107 (1997).
[Crossref]

Cole, M. J.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

Cubbedu, R.

R. Cubbedu, P. Taroni, and G. Valentini, Opt. Eng. 32, 320 (1993).
[Crossref]

Dayel, M. J.

K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

De Grauw, C. J.

J. Systma, J. M. Vroom, C. J. De Grauw, and H. C. Gerritsen, J. Microsc. 191, 39 (1998).

Dowling, K.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

Dymoke-Bradshaw, A. K. L.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

French, P. M. W.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

Gerritsen, H. C.

J. Systma, J. M. Vroom, C. J. De Grauw, and H. C. Gerritsen, J. Microsc. 191, 39 (1998).

Hanley, Q. S.

Q. S. Hanley, P. J. Ververer, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, J. Microsc. 197, 5 (2000).
[Crossref] [PubMed]

Hares, J. D.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

Hell, S. W.

M. Straub and S. W. Hell, Appl. Phys. Lett. 73, 1769 (1998).
[Crossref]

Hyde, S. C. W.

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

Johnson, M. L.

H. Szmacinski, J. R. Lakowicz, and M. L. Johnson, Methods Enzymol. 240, 723 (1994).
[Crossref]

Jones, R.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

Jovin, T. M.

Q. S. Hanley, P. J. Ververer, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, J. Microsc. 197, 5 (2000).
[Crossref] [PubMed]

Juškaitis, R.

M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
[Crossref] [PubMed]

M. A. A. Neil, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 22, 1905 (1997).
[Crossref]

Lakowicz, J. R.

H. Szmacinski, J. R. Lakowicz, and M. L. Johnson, Methods Enzymol. 240, 723 (1994).
[Crossref]

J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy (Plenum, New York, 1983).
[Crossref]

Lever, M. J.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
[Crossref]

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

Neil, M. A. A.

M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
[Crossref] [PubMed]

M. A. A. Neil, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 22, 1905 (1997).
[Crossref]

Parsons-Karavassilis, D.

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

Schneider, P. C.

P. C. Schneider and R. M. Clegg, Rev. Sci. Instrum. 68, 4107 (1997).
[Crossref]

Squire, A.

M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
[Crossref] [PubMed]

A. Squire and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 193, 36 (1999).
[Crossref] [PubMed]

Straub, M.

M. Straub and S. W. Hell, Appl. Phys. Lett. 73, 1769 (1998).
[Crossref]

Systma, J.

J. Systma, J. M. Vroom, C. J. De Grauw, and H. C. Gerritsen, J. Microsc. 191, 39 (1998).

Szmacinski, H.

H. Szmacinski, J. R. Lakowicz, and M. L. Johnson, Methods Enzymol. 240, 723 (1994).
[Crossref]

Taroni, P.

R. Cubbedu, P. Taroni, and G. Valentini, Opt. Eng. 32, 320 (1993).
[Crossref]

Valentini, G.

R. Cubbedu, P. Taroni, and G. Valentini, Opt. Eng. 32, 320 (1993).
[Crossref]

Ververer, P. J.

Q. S. Hanley, P. J. Ververer, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, J. Microsc. 197, 5 (2000).
[Crossref] [PubMed]

Vroom, J. M.

J. Systma, J. M. Vroom, C. J. De Grauw, and H. C. Gerritsen, J. Microsc. 191, 39 (1998).

Wilson, T.

M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
[Crossref] [PubMed]

M. A. A. Neil, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 22, 1905 (1997).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (1)

M. Straub and S. W. Hell, Appl. Phys. Lett. 73, 1769 (1998).
[Crossref]

Electron. Lett. (1)

R. Jones, K. Dowling, M. J. Cole, D. Parsons-Karavassilis, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Electron. Lett. 35, 256 (1999).
[Crossref]

J. Microsc. (4)

Q. S. Hanley, P. J. Ververer, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, J. Microsc. 197, 5 (2000).
[Crossref] [PubMed]

M. A. A. Neil, A. Squire, R. Juškaitis, P. I. H. Bastiaens, and T. Wilson, J. Microsc. 197, 1 (2000).
[Crossref] [PubMed]

J. Systma, J. M. Vroom, C. J. De Grauw, and H. C. Gerritsen, J. Microsc. 191, 39 (1998).

A. Squire and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 193, 36 (1999).
[Crossref] [PubMed]

J. Mod. Opt. (1)

K. Dowling, M. J. Dayel, S. C. W. Hyde, P. M. W. French, M. J. Lever, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, J. Mod. Opt. 46, (1999).

Methods Enzymol. (1)

H. Szmacinski, J. R. Lakowicz, and M. L. Johnson, Methods Enzymol. 240, 723 (1994).
[Crossref]

Opt. Eng. (1)

R. Cubbedu, P. Taroni, and G. Valentini, Opt. Eng. 32, 320 (1993).
[Crossref]

Opt. Lett. (2)

Rev. Sci. Instrum. (1)

P. C. Schneider and R. M. Clegg, Rev. Sci. Instrum. 68, 4107 (1997).
[Crossref]

Other (1)

J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy (Plenum, New York, 1983).
[Crossref]

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

Experimental setup for whole-field 3-D fluorescence lifetime imaging by use of structured light. GOI, gated optical intensifier.

Fig. 2
Fig. 2

Microscope images (x, y plane) of cotton wool stained with Coumarin 314 and DASPI for two different z positions separated by 315 µm. (a), (e) Conventional fluorescence intensity images. (b), (f) Corresponding conventional FLIM maps. (c), (g) Sectioned fluorescence intensity images. (d), (h) Sectioned FLIM maps. All lifetime false-color scales span from 700 ps (blue) to 2.6 ns (pink).

Fig. 3
Fig. 3

(a) Conventional and (b) sectioned intensity images (x, y plane) of 15µm-diameter fluorescent microspheres at z=0 µm. The corresponding (c), (e), (g) conventional and (d), (f), (h) sectioned FLIM images at z=0, 11, 19 µm are also shown. The fluorescence lifetime false-color scale spans from 0.2 ns (blue) to 7 ns (pink) in each case. The field of view is 170 µm×170 µm.

Metrics