Abstract

We show that the position of a fluorescent nanoparticle can be measured in three dimensions with subnanometer precision and 100-ms temporal resolution by use of standard epifluorescence video imaging in off-focus mode. The particle can be tracked without feedback in a volume of at least 40μmχ60χm χ3m . With the technique presented, the structure–mobility relationship of 216-nm latex particle in a porous polymer network was studied in three dimensions.

© 2003 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).
  2. M. J. Saxton and K. Jacobson, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 26, 373 (1997).
  3. J. C. Crocker and D. G. Grier, J. Colloid. Interf. Sci. 179, 298 (1996).
  4. R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).
  5. D. H. Burns, J. B. Callis, G. D. Christian, and E. R. Davidson, Appl. Opt. 24, 154 (1985).
  6. H. P. Kao and A. S. Verkman, Biophys. J. 67, 1291 (1994).
  7. M. Schmidt, M. Nagorni, and S. W. Hell, Rev. Sci. Instrum. 71, 2742 (2000).
  8. C. M. Ajo-Franklin, L. Kam, and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13643 (2001).
  9. S. F. Gibson and F. Lanni, J. Opt. Soc. Am. A 6, 1357 (1989).
  10. D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, in Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture, Part B, D. L. Taylor and Y. Wang, eds., Vol. 30 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 1989), pp. 353–377.
  11. S. Hell, G. Reiner, C. Cremer, and E. H. K. Stelzer, J. Microsc. (Oxford) 169, 391 (1993).
  12. A. Pralle and E.-L. Florin, in Atomic Force Microscopy in Cell Biology, B. P. Jena and J. K. H. Hörber, eds., Vol. 68 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 2002), pp. 193–213.
  13. N. Bobroff, Rev. Sci. Instrum. 57, 1152 (1986).
  14. C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

2001

R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).

C. M. Ajo-Franklin, L. Kam, and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13643 (2001).

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

2000

M. Schmidt, M. Nagorni, and S. W. Hell, Rev. Sci. Instrum. 71, 2742 (2000).

1997

M. J. Saxton and K. Jacobson, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 26, 373 (1997).

1996

J. C. Crocker and D. G. Grier, J. Colloid. Interf. Sci. 179, 298 (1996).

1994

H. P. Kao and A. S. Verkman, Biophys. J. 67, 1291 (1994).

1993

S. Hell, G. Reiner, C. Cremer, and E. H. K. Stelzer, J. Microsc. (Oxford) 169, 391 (1993).

1989

1986

N. Bobroff, Rev. Sci. Instrum. 57, 1152 (1986).

1985

M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).

D. H. Burns, J. B. Callis, G. D. Christian, and E. R. Davidson, Appl. Opt. 24, 154 (1985).

Agard, D. A.

D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, in Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture, Part B, D. L. Taylor and Y. Wang, eds., Vol. 30 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 1989), pp. 353–377.

Ajo-Franklin, C. M.

C. M. Ajo-Franklin, L. Kam, and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13643 (2001).

Altmann, S.

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

Bobroff, N.

N. Bobroff, Rev. Sci. Instrum. 57, 1152 (1986).

Boxer, S. G.

C. M. Ajo-Franklin, L. Kam, and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13643 (2001).

Burns, D. H.

Callis, J. B.

Christian, G. D.

Cremer, C.

S. Hell, G. Reiner, C. Cremer, and E. H. K. Stelzer, J. Microsc. (Oxford) 169, 391 (1993).

Crocker, J. C.

J. C. Crocker and D. G. Grier, J. Colloid. Interf. Sci. 179, 298 (1996).

Davidson, E. R.

De Brabander, M.

M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).

De Mey, J.

M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).

Fisinger, S.

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

Florin, E.-L.

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

A. Pralle and E.-L. Florin, in Atomic Force Microscopy in Cell Biology, B. P. Jena and J. K. H. Hörber, eds., Vol. 68 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 2002), pp. 193–213.

Geuens, G.

M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).

Gibson, S. F.

Grier, D. G.

J. C. Crocker and D. G. Grier, J. Colloid. Interf. Sci. 179, 298 (1996).

Hell, S.

S. Hell, G. Reiner, C. Cremer, and E. H. K. Stelzer, J. Microsc. (Oxford) 169, 391 (1993).

Hell, S. W.

M. Schmidt, M. Nagorni, and S. W. Hell, Rev. Sci. Instrum. 71, 2742 (2000).

Hiraoka, Y.

D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, in Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture, Part B, D. L. Taylor and Y. Wang, eds., Vol. 30 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 1989), pp. 353–377.

Hörber, J. K. H.

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

Itoh, H.

R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).

Jacobson, K.

M. J. Saxton and K. Jacobson, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 26, 373 (1997).

Kam, L.

C. M. Ajo-Franklin, L. Kam, and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13643 (2001).

Kao, H. P.

H. P. Kao and A. S. Verkman, Biophys. J. 67, 1291 (1994).

Kinosita, Jr., K.

R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).

Lanni, F.

Moeremans, M.

M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).

Nagorni, M.

M. Schmidt, M. Nagorni, and S. W. Hell, Rev. Sci. Instrum. 71, 2742 (2000).

Noji, H.

R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).

Nuydens, R.

M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).

Pralle, A.

A. Pralle and E.-L. Florin, in Atomic Force Microscopy in Cell Biology, B. P. Jena and J. K. H. Hörber, eds., Vol. 68 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 2002), pp. 193–213.

Reiner, G.

S. Hell, G. Reiner, C. Cremer, and E. H. K. Stelzer, J. Microsc. (Oxford) 169, 391 (1993).

Saxton, M. J.

M. J. Saxton and K. Jacobson, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 26, 373 (1997).

Schmidt, M.

M. Schmidt, M. Nagorni, and S. W. Hell, Rev. Sci. Instrum. 71, 2742 (2000).

Sedat, J. W.

D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, in Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture, Part B, D. L. Taylor and Y. Wang, eds., Vol. 30 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 1989), pp. 353–377.

Shaw, P.

D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, in Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture, Part B, D. L. Taylor and Y. Wang, eds., Vol. 30 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 1989), pp. 353–377.

Stelzer, E. H. K.

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

S. Hell, G. Reiner, C. Cremer, and E. H. K. Stelzer, J. Microsc. (Oxford) 169, 391 (1993).

Tischer, C.

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

Verkman, A. S.

H. P. Kao and A. S. Verkman, Biophys. J. 67, 1291 (1994).

Yasuda, R.

R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).

Yoshida, M.

R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).

Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct.

M. J. Saxton and K. Jacobson, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 26, 373 (1997).

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

C. Tischer, S. Altmann, S. Fisinger, E. H. K. Stelzer, J. K. H. Hörber, and E.-L. Florin, Appl. Phys. Lett. 79, 3878 (2001).

Biophys. J.

H. P. Kao and A. S. Verkman, Biophys. J. 67, 1291 (1994).

Cytobios

M. De Brabander, G. Geuens, R. Nuydens, M. Moeremans, and J. De Mey, Cytobios 43, 273 (1985).

J. Colloid. Interf. Sci.

J. C. Crocker and D. G. Grier, J. Colloid. Interf. Sci. 179, 298 (1996).

J. Microsc. (Oxford)

S. Hell, G. Reiner, C. Cremer, and E. H. K. Stelzer, J. Microsc. (Oxford) 169, 391 (1993).

J. Opt. Soc. Am. A

Methods in Cell Biology

D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, in Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture, Part B, D. L. Taylor and Y. Wang, eds., Vol. 30 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 1989), pp. 353–377.

A. Pralle and E.-L. Florin, in Atomic Force Microscopy in Cell Biology, B. P. Jena and J. K. H. Hörber, eds., Vol. 68 of Methods in Cell Biology (Academic, San Diego, Calif., 2002), pp. 193–213.

Nature

R. Yasuda, H. Noji, M. Yoshida, K. Kinosita, Jr., and H. Itoh, Nature 410, 898 (2001).

Proc. Natl. Acad. Sci. USA

C. M. Ajo-Franklin, L. Kam, and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 13643 (2001).

Rev. Sci. Instrum.

N. Bobroff, Rev. Sci. Instrum. 57, 1152 (1986).

M. Schmidt, M. Nagorni, and S. W. Hell, Rev. Sci. Instrum. 71, 2742 (2000).

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