Microscopie STED à domaine de fréquence pour la suppression sélective du bruit de fond
Une nouvelle méthode supprime le bruit de fond en microscopie STED de manière sélective et efficace, avec un potentiel d'intégration dans d'autres techniques de balayage ponctuel à double faisceau
La nanoscopie décrit la capacité de voir au-delà de la limite optique généralement acceptée de 200 à 300 nm. La microscopie à déplétion par émission stimulée (STED), développée par Stefan W. Hell et Jan Wichmann en 1994, et démontrée expérimentalement par Hell et Thomas Klar en 1999, est une technique de nanoscopie à super-résolution. La microscopie STED a fait des progrès considérables et est largement utilisée dans la recherche pratique. Mais son utilisation pratique implique un certain bruit de fond indésirable, qui affecte négativement la résolution spatiale et la qualité des images. En général, ce bruit provient de deux sources de signaux : (i) la fluorescence générée par la réexcitation causée par les doses de lumière ultra élevées du faisceau d'appauvrissement ; et (ii) la fluorescence résiduelle, due à un appauvrissement insuffisant du faisceau d'inhibition.
Microscopie STED dans le domaine des fréquences pour supprimer sélectivement les arrière-plans en imagerie biologique.
Longgang Mulin Graphics
D'importantes approches d'élimination du bruit de fond ont été développées au cours des dernières décennies. Elles peuvent être divisées en trois catégories : domaine temporel, domaine spatial et domaine des phasors. Certaines de ces méthodes existent depuis longtemps, d'autres ont été développées plus récemment. Bien qu'elles constituent des moyens puissants pour éliminer le bruit indésirable des images de microscopie STED, elles présentent toutes des inconvénients, notamment la distorsion de l'image, des temps d'acquisition prolongés ou l'introduction de bruit de grenaille. La microscopie STED n'a pas encore atteint son plein potentiel.
Comme l'indique la revue Advanced Photonics, des chercheurs de l'université de Zhejiang ont récemment mis au point une nouvelle méthode appelée "dual-modulation difference" STED (dmdSTED) pour supprimer les arrière-plans de manière sélective et efficace. La méthode fonctionne en triant les signaux du domaine spatial dans le domaine fréquentiel, de sorte que la fluorescence non appauvrie et le bruit de fond induit par la STED soient commodément séparés des signaux fluorescents souhaités. Les faisceaux d'excitation et de déplétion sont chargés respectivement avec différentes modulations dans le domaine temporel. Puisqu'il évite la ré-excitation causée par le faisceau de déplétion, un laser de déplétion avec une longueur d'onde plus proche du pic du spectre d'émission de fluorescence de l'échantillon peut être sélectionné, réduisant ainsi l'intensité de déplétion requise.
La version actuelle de dmdSTED fonctionne avec une résolution spatiale de λ/8, une résolution plus élevée que celle des méthodes de domaine phasor (par exemple, SPLIT, λ/5) qui sont sujettes au bruit de grenaille. Théoriquement, la perte potentielle de signal par les approches du domaine temporel (comme le time-gating) peut être évitée par cette approche. En outre, la méthode dmdSTED est compatible avec les scénarios à ondes pulsées ou continues, et le matériel pour le comptage de photons uniques corrélés dans le temps (TCSPC) n'est pas nécessaire. Par rapport aux méthodes spatiales, la résolution temporelle du dmdSTED n'est pas limitée. La méthode dmdSTED est donc avantageuse pour l'acquisition d'images microscopiques très fines, en termes de résolution spatiale, de rapport signal/bruit et de résolution temporelle.
Selon l'auteur principal Xu Liu, directeur du State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, "cette méthode dans le domaine des fréquences possède un grand potentiel d'intégration dans d'autres techniques de balayage ponctuel à double faisceau, comme la microscopie à saturation d'état excité (ESSat), la microscopie à déplétion d'état de charge (CSD), la microscopie à déplétion d'état fondamental (GSD), etc. Liu remarque : "En outre, il peut accepter davantage de types d'échantillons présentant des caractéristiques spectrales différentes de celles des colorants fluorescents couramment utilisés en STED, comme certains points quantiques dont le spectre d'excitation est plus large."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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