Abstract

We present, for the first time to our knowledge, quantitative phase images associated with unstained 5μm thick tissue slices of mouse brain, spleen, and liver. The refractive properties of the tissue are retrieved in terms of the average refractive index and its spatial variation. We find that the average refractive index varies significantly with tissue type, such that the brain is characterized by the lowest value and the liver by the highest. The spatial power spectra of the phase images reveal power law behavior with different exponents for each tissue type. This approach opens a new possibility for stain-free characterization of tissues, where the diagnostic power is provided by the intrinsic refractive properties of the biological structure. We present results obtained for liver tissue affected by a lysosomal storage disease and show that our technique can quantify structural changes during this disease development.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. R. Drezek, A. Dunn, and R. Richards-Kortum, Appl. Opt. 38, 3651 (1999).
    [CrossRef]
  3. J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. V. V. Tuchin, Tissue Optics (SPIE, 2000).
  5. G. J. Tearney, M. E. Brezinski, J. F. Southern, B. E. Bouma, M. R. Hee, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 2258 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. J. C. Lai, Z. H. Li, C. Y. Wang, and A. Z. He, Appl. Opt. 44, 1845 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. N. Lue, G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, K. Badizadegan, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 2759 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. G. Popescu, L. P. Deflores, J. C. Vaughan, K. Badizadegan, H. Iwai, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 29, 2503 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. T. Ikeda, G. Popescu, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 30, 1165 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. G. Popescu, T. Ikeda, C. A. Best, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, J. Biomed. Opt. 10, 060503 (2005).
    [CrossRef]
  11. Y. K. Park, G. Popescu, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Express 14, 8263 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 775 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. G. A. Dunn and D. Zicha, J. Cell. Sci. 108, 1239 (1995).
    [PubMed]
  14. H. G. Davies and M. H. F. Wilkins, Nature 161, 541 (1952).
    [CrossRef]
  15. R. Baber, Nature 169, 366 (1952).
  16. J. M. Schmitt and G. Kumar, Opt. Lett. 21, 1310 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. A. J. Einstein, H. S. Wu, and J. Gil, Phys. Rev. Lett. 80, 397 (1998).
    [CrossRef]
  18. M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]

2006 (4)

2005 (3)

2004 (1)

2000 (2)

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (1)

1998 (1)

A. J. Einstein, H. S. Wu, and J. Gil, Phys. Rev. Lett. 80, 397 (1998).
[CrossRef]

1996 (1)

1995 (2)

1989 (1)

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

1952 (2)

H. G. Davies and M. H. F. Wilkins, Nature 161, 541 (1952).
[CrossRef]

R. Baber, Nature 169, 366 (1952).

Arendt, J. T.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Baber, R.

R. Baber, Nature 169, 366 (1952).

Backman, V.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Badizadegan, K.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

N. Lue, G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, K. Badizadegan, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 2759 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Y. K. Park, G. Popescu, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Express 14, 8263 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

G. Popescu, T. Ikeda, C. A. Best, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, J. Biomed. Opt. 10, 060503 (2005).
[CrossRef]

G. Popescu, L. P. Deflores, J. C. Vaughan, K. Badizadegan, H. Iwai, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 29, 2503 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Beamer, W. G.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Best, C. A.

G. Popescu, T. Ikeda, C. A. Best, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, J. Biomed. Opt. 10, 060503 (2005).
[CrossRef]

Birkenmeier, E. H.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Boone, C. W.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Bouma, B. E.

Brezinski, M. E.

Brocker, C.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Canpolat, M.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Crawford, J. M.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Dasari, R. R.

Y. K. Park, G. Popescu, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Express 14, 8263 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 775 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

N. Lue, G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, K. Badizadegan, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 2759 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

T. Ikeda, G. Popescu, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 30, 1165 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

G. Popescu, T. Ikeda, C. A. Best, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, J. Biomed. Opt. 10, 060503 (2005).
[CrossRef]

G. Popescu, L. P. Deflores, J. C. Vaughan, K. Badizadegan, H. Iwai, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 29, 2503 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Davies, H. G.

H. G. Davies and M. H. F. Wilkins, Nature 161, 541 (1952).
[CrossRef]

Davisson, M. T.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Deflores, L. P.

Drezek, R.

Dunn, A.

Dunn, G. A.

G. A. Dunn and D. Zicha, J. Cell. Sci. 108, 1239 (1995).
[PubMed]

Einstein, A. J.

A. J. Einstein, H. S. Wu, and J. Gil, Phys. Rev. Lett. 80, 397 (1998).
[CrossRef]

Esponda-Ramos, O.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Feld, M. S.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 775 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Y. K. Park, G. Popescu, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Express 14, 8263 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

N. Lue, G. Popescu, T. Ikeda, R. R. Dasari, K. Badizadegan, and M. S. Feld, Opt. Lett. 31, 2759 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

T. Ikeda, G. Popescu, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 30, 1165 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

G. Popescu, T. Ikeda, C. A. Best, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, J. Biomed. Opt. 10, 060503 (2005).
[CrossRef]

G. Popescu, L. P. Deflores, J. C. Vaughan, K. Badizadegan, H. Iwai, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Opt. Lett. 29, 2503 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Fitzmaurice, M.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Freyer, J. P.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Fujimoto, J. G.

Ganschow, R. E.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Gil, J.

A. J. Einstein, H. S. Wu, and J. Gil, Phys. Rev. Lett. 80, 397 (1998).
[CrossRef]

Gurjar, R.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Gwynn, B.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

He, A. Z.

Hee, M. R.

Hunter, M.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Ikeda, T.

Itzkan, I.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Iwai, H.

Johnson, T. M.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kabani, S.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kalashnikov, M.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Kline, E.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kumar, G.

Lai, J. C.

Levin, H. S.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Li, Z. H.

Lue, N.

Lyford, K. A.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Maltais, L. M.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Matanock, A.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

McGilligan, J. A.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Mourant, J. R.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Muller, M. G.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Park, Y. K.

Perelman, L. T.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Popescu, G.

Richards-Kortum, R.

Schmitt, J. M.

Seiler, M.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Shapshay, S.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Southern, J. F.

Stetter, K.

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Stoner, G. D.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Tearney, G. J.

Tuchin, V. V.

V. V. Tuchin, Tissue Optics (SPIE, 2000).

Valdez, T.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Van Dam, J.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Vaughan, J. C.

Venkatesh, G.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Vogler, C. A.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Wallace, M. B.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Wang, C. Y.

Wawrzyniak, C. J.

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Wax, A.

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Wilkins, M. H. F.

H. G. Davies and M. H. F. Wilkins, Nature 161, 541 (1952).
[CrossRef]

Wu, H. S.

A. J. Einstein, H. S. Wu, and J. Gil, Phys. Rev. Lett. 80, 397 (1998).
[CrossRef]

Zhang, Q.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Zicha, D.

G. A. Dunn and D. Zicha, J. Cell. Sci. 108, 1239 (1995).
[PubMed]

Zonios, G.

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Opt. (2)

J. Biomed. Opt. (2)

J. R. Mourant, M. Canpolat, C. Brocker, O. Esponda-Ramos, T. M. Johnson, A. Matanock, K. Stetter, and J. P. Freyer, J. Biomed. Opt. 5, 131 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

G. Popescu, T. Ikeda, C. A. Best, K. Badizadegan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, J. Biomed. Opt. 10, 060503 (2005).
[CrossRef]

J. Cell. Sci. (1)

G. A. Dunn and D. Zicha, J. Cell. Sci. 108, 1239 (1995).
[PubMed]

J. Clin. Invest. (1)

E. H. Birkenmeier, M. T. Davisson, W. G. Beamer, R. E. Ganschow, C. A. Vogler, B. Gwynn, K. A. Lyford, L. M. Maltais, and C. J. Wawrzyniak, J. Clin. Invest. 83, 1258 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Nature (3)

H. G. Davies and M. H. F. Wilkins, Nature 161, 541 (1952).
[CrossRef]

R. Baber, Nature 169, 366 (1952).

V. Backman, M. B. Wallace, L. T. Perelman, J. T. Arendt, R. Gurjar, M. G. Muller, Q. Zhang, G. Zonios, E. Kline, J. A. McGilligan, S. Shapshay, T. Valdez, K. Badizadegan, J. M. Crawford, M. Fitzmaurice, S. Kabani, H. S. Levin, M. Seiler, R. R. Dasari, I. Itzkan, J. Van Dam, and M. S. Feld, Nature 406, 35 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (6)

Phys. Rev. Lett. (2)

A. J. Einstein, H. S. Wu, and J. Gil, Phys. Rev. Lett. 80, 397 (1998).
[CrossRef]

M. Hunter, V. Backman, G. Popescu, M. Kalashnikov, C. W. Boone, A. Wax, G. Venkatesh, K. Badizadegan, G. D. Stoner, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 97, 138102 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Other (1)

V. V. Tuchin, Tissue Optics (SPIE, 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.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Examples of quantitative phase imaging studies of tissues slices: a–c, brain; d–f, spleen; g–j, liver. Row 1 shows the bright field images, row 2 the HPM images (color bars represent phase in radians), and row 3 the corresponding histogram of the phase shifts in row 2.

Fig. 2
Fig. 2

a, Average refractive index for the three sample groups, as indicated. The error bars indicate the sample-to-sample variation (N samples per group, as shown). b–d, One-dimensional power spectra for the three tissue types, as indicated. Dashed lines, power law functions of corresponding exponents. e, Power law exponents (slopes) for each sample group. The error bars indicate sample-to-sample variations (N samples per group with at least 50 profiles analyzed per sample). f, Exponent versus refractive index n for the three sample types. The corresponding error bars are indicated.

Fig. 3
Fig. 3

HPM images from various regions of a mouse cerebellum: a, area of white matter between areas of the granular layer; b, top to bottom, granular layer, Purkinje cell layer, molecular layer; c, areas of molecular layer on either side of a fissure between two cerebellar lobules; d, molecular layer; e, granular layer; f, top to bottom, molecular layer, Purkinje cell layer, granular layer; g, similar to a; h, circle in grayscale picture is different than the color picture; i, left to right, molecular layer, Purkinje cell layer, granular layer, white matter; j, white matter. The common color bar indicates phase shift in radians.

Fig. 4
Fig. 4

HPM images of liver tissue from LSD mouse model tissue. a, Normal control (C57BL/6J mouse); b, two-month-old diseased mouse ( C 57 BL 6 J - Gus mps Gus mps ) ; c, six-month-old diseased mouse ( B 6 C 57 BL 6 J - Gus mps Gus mps ) ; d, phase standard deviation (SD) versus phase difference for the three tissue groups.

Equations (1)

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

P ( q ) ϕ ( x ) e i 2 π q x d x 2 ,

Metrics