Abstract

Resolution of a few tens of nanometers has been achieved in fluorescence microscopy with photoswitchable molecules. However, for thick samples, the background brought by the crosstalk of unwanted on-state molecules is nonnegligible. Now we present a background suppression method by using two axial standing waves generated by the interference of two activation beams with the same phases and two deactivation beams with the opposite phases. With spatially incoherent illumination, most activated molecules are located in a thin layer. The performance of such method is simulated with the known photoswitching characteristic of Cy5. With suitable parameters, the thickness of the layer can reach 39nm (FWHM).

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. M. J. Rust, M. Bates, and X. Zhuang, Nat. Methods 3, 793 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. S. T. Hess, T. P. K. Girirajan, and M. D. Mason, Biophys. J. 91, 4258 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
    [CrossRef]
  5. M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
    [CrossRef]
  6. M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. B. Huang, S. A. Jones, B. Brandenburg, and X. Zhuang, Nat. Methods 5, 1047 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. A. Vaziri, J. Tang, H. Shroff, and C. V. Shank, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20221 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. B. Bailey, D. L. Farkas, D. Lansing Tayor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. M. G. L. Gustafsson, D. A. Agard, and J. W. Sedat, J. Microsc. 195, 10 (1999).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. M. Nagorni and S. W. Hell, J. Opt. Soc. Am. A 18, 36 (2001).
    [CrossRef]

2009

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

2008

B. Huang, S. A. Jones, B. Brandenburg, and X. Zhuang, Nat. Methods 5, 1047 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. Vaziri, J. Tang, H. Shroff, and C. V. Shank, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20221 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

2007

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

2006

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. J. Rust, M. Bates, and X. Zhuang, Nat. Methods 3, 793 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

S. T. Hess, T. P. K. Girirajan, and M. D. Mason, Biophys. J. 91, 4258 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2001

1999

M. G. L. Gustafsson, D. A. Agard, and J. W. Sedat, J. Microsc. 195, 10 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

1993

B. Bailey, D. L. Farkas, D. Lansing Tayor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Agard, D. A.

M. G. L. Gustafsson, D. A. Agard, and J. W. Sedat, J. Microsc. 195, 10 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Bailey, B.

B. Bailey, D. L. Farkas, D. Lansing Tayor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Bates, M.

M. J. Rust, M. Bates, and X. Zhuang, Nat. Methods 3, 793 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Belov, V.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Bennett, B. T.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Betzig, E.

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Bewersdorf, J.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Biteen, J. S.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Bock, H.

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

Bonifacino, J. S.

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Bossi, M.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Brandenburg, B.

B. Huang, S. A. Jones, B. Brandenburg, and X. Zhuang, Nat. Methods 5, 1047 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Davidson, M. W.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Eggeling, C.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

Egner, A.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

Farkas, D. L.

B. Bailey, D. L. Farkas, D. Lansing Tayor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Fetter, R. D.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Fölling, J.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Galbraith, C. G.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Galbraith, J. A.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Geisler, C.

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

Gillette, J. M.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Girirajan, T. P. K.

S. T. Hess, T. P. K. Girirajan, and M. D. Mason, Biophys. J. 91, 4258 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Gould, T. J.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Gustafsson, M. G. L.

M. G. L. Gustafsson, D. A. Agard, and J. W. Sedat, J. Microsc. 195, 10 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Heilemann, M.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Hell, S. W.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

M. Nagorni and S. W. Hell, J. Opt. Soc. Am. A 18, 36 (2001).
[CrossRef]

Hess, H. F.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Hess, S. T.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. T. Hess, T. P. K. Girirajan, and M. D. Mason, Biophys. J. 91, 4258 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Huang, B.

B. Huang, S. A. Jones, B. Brandenburg, and X. Zhuang, Nat. Methods 5, 1047 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Jones, S. A.

B. Huang, S. A. Jones, B. Brandenburg, and X. Zhuang, Nat. Methods 5, 1047 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Juette, M. F.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Kanchanawong, P.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Kasper, R.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Lanni, F.

B. Bailey, D. L. Farkas, D. Lansing Tayor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Lansing Tayor, D.

B. Bailey, D. L. Farkas, D. Lansing Tayor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Lessard, M. D.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Lindwasser, O. W.

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Lippincott-Schwartz, J.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, N.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Lord, S. J.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Manley, S.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Mason, M. D.

S. T. Hess, T. P. K. Girirajan, and M. D. Mason, Biophys. J. 91, 4258 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Mlodzianoski, M. J.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Moerner, W. E.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Mukherjee, A.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Nagorni, M.

Nagpure, B. S.

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Olenych, S.

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Patterson, G. H.

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Pavani, S. R. P.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Piestun, R.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Riedel, D.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Rust, M. J.

M. J. Rust, M. Bates, and X. Zhuang, Nat. Methods 3, 793 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Sauer, M.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Schöle, A.

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

Schönle, A.

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Schüttpelz, M.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Sedat, J. W.

M. G. L. Gustafsson, D. A. Agard, and J. W. Sedat, J. Microsc. 195, 10 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Seefeldt, B.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Shank, C. V.

A. Vaziri, J. Tang, H. Shroff, and C. V. Shank, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20221 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Shroff, H.

A. Vaziri, J. Tang, H. Shroff, and C. V. Shank, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20221 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Shtengel, G.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Sougrat, R.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Tang, J.

A. Vaziri, J. Tang, H. Shroff, and C. V. Shank, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20221 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Thompson, M. A.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Tinnefeld, P.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Twieg, R. J.

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

van de Linde, S.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Vaziri, A.

A. Vaziri, J. Tang, H. Shroff, and C. V. Shank, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20221 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

von Middendorff, C.

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

Waterman, C. M.

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Zhuang, X.

B. Huang, S. A. Jones, B. Brandenburg, and X. Zhuang, Nat. Methods 5, 1047 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

M. J. Rust, M. Bates, and X. Zhuang, Nat. Methods 3, 793 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Angew. Chem., Int. Ed.

M. Heilemann, S. van de Linde, M. Schüttpelz, R. Kasper, B. Seefeldt, A. Mukherjee, P. Tinnefeld, and M. Sauer, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 6172 (2008).
[CrossRef]

Appl. Phys. A

C. Geisler, A. Schöle, C. von Middendorff, H. Bock, C. Eggeling, A. Egner, and S. W. Hell, Appl. Phys. A 88, 223 (2007).
[CrossRef]

Biophys. J.

S. T. Hess, T. P. K. Girirajan, and M. D. Mason, Biophys. J. 91, 4258 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

ChemPhysChem

J. Fölling, V. Belov, D. Riedel, A. Schönle, A. Egner, C. Eggeling, M. Bossi, and S. W. Hell, ChemPhysChem 9, 321 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

J. Microsc.

M. G. L. Gustafsson, D. A. Agard, and J. W. Sedat, J. Microsc. 195, 10 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

J. Opt. Soc. Am. A

Nat. Methods

B. Huang, S. A. Jones, B. Brandenburg, and X. Zhuang, Nat. Methods 5, 1047 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

M. J. Rust, M. Bates, and X. Zhuang, Nat. Methods 3, 793 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. F. Juette, T. J. Gould, M. D. Lessard, M. J. Mlodzianoski, B. S. Nagpure, B. T. Bennett, S. T. Hess, and J. Bewersdorf, Nat. Methods 5, 527 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Nature

B. Bailey, D. L. Farkas, D. Lansing Tayor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA

A. Vaziri, J. Tang, H. Shroff, and C. V. Shank, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20221 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

G. Shtengel, J. A. Galbraith, C. G. Galbraith, J. Lippincott-Schwartz, J. M. Gillette, S. Manley, R. Sougrat, C. M. Waterman, P. Kanchanawong, M. W. Davidson, R. D. Fetter, and H. F. Hess, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 3125 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

S. R. P. Pavani, M. A. Thompson, J. S. Biteen, S. J. Lord, N. Liu, R. J. Twieg, R. Piestun, and W. E. Moerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 2995 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Science

E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

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

For the representative parameters of R = 500 , r 1 = 0.9 , r 2 = 0.9 , n 1 = 1.52 , n 2 = 1.512 , η 1 = 0.2667 , and η 2 = 0.3636 , plots are generated to show the distribution of activation intensity ( I 514 ) , deactivation intensity ( I 647 ) (a), and probability ( p ) , along the z axis, distribution of I 514 is also present here for comparison (b).

Fig. 2
Fig. 2

(a) For the same parameters set in Fig. 1, distribution of p along the z axis in two cases, α = 0 ° and 60°, are compared. (b) Plots p max and width (FWHM) of the central peak are generated as functions of the power ratio R. (c) Plot of the percent of the total activated molecules in the central peak as a function of the occupied thickness.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Plots of p max and BSE are generated as functions of the contrast r ( r 1 = r 2 = r ) . (b) Influence of spatial incoherence of activation light on depressing noncentered peaks in p. Two different cases, α 1 = 0 ° and 60°, with the same α 2 (60°) are compared.

Equations (4)

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

I λ i = I i { 1 + r i cos [ 2 k i cos ( θ i ) z + φ i ] } ,
k i = 2 n i π λ i , ( i = 1 , 2 ) ,
p = 1 1 + η 2 I 2 [ 1 + r 2 cos ( 2 k 2 z + φ 2 ) ] η 1 I 1 [ 1 + r 1 cos ( 2 k 1 z + φ 1 ) ] .
P λ i = 0 α i d θ i sin ( θ i ) I λ i , ( i = 1 , 2 ) ,

Metrics