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表面发射谐振器干涉显微镜用于膜动力学的无标记监测

生物物理 2024-10-22 v1 光学

摘要

细胞膜动力学在多种生理过程中扮演重要角色。然而,由于激发倏逝波所需严格的光耦合条件,在弯曲基底上对细胞膜动力学进行无标记成像仍然具有挑战性。在此,我们报道了表面发射谐振器干涉显微镜,它利用回音壁模式谐振器近场区域中自然存在的倏逝波来探测亚细胞膜动力学。回音壁模式谐振器提供强光学反馈以增强光与物质的相互作用,并提供一个仿生曲率界面来研究膜动力学。倏逝波与细胞膜的相互作用引起显著散射,形成高灵敏度的干涉图案。我们发现,时间分辨的干涉图案可用于提取具有衍射极限空间分辨率的亚细胞膜动力学。我们进一步利用表面发射谐振器干涉显微镜研究了迁移过程中膜动力学的空间异质性,以及对温度和药物的刺激响应。与传统的无标记方法形成鲜明对比的是,倏逝波的易激发性使得表面发射谐振器干涉显微镜成为一种研究弯曲表面上细胞行为的通用无标记策略。我们的工作有望实现对细胞-基底相互作用过程中微妙生化与生物物理信息的灵敏检测。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.14930,
  title  = {Surface-Emitting Resonator Interference Microscopy for Label-Free Monitoring of Membrane Dynamics},
  author = {Chaoyang Gong and Yu-Cheng Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.14930},
  year   = {2024}
}