生細胞におけるコントラスト強化イメージングのための光学ロックイン検出イメージング顕微鏡

生細胞内の蛍光タンパク質のイメージングにおける制限の1つは、通常少数しか存在せず、大きな背景の中で検出する必要があることです。私たちは、「光スイッチ」と呼ばれる光学プローブの一種の変調蛍光のロックイン検出を使用することにより、バックグラウンドから特定の蛍光信号を分離する手段を開発しました。この光学ロックイン検出（OLID）アプローチは、プローブの蛍光状態と非蛍光状態を決定論的に光学制御することによって蛍光放出を変調し、その後、モジュレーションされていない背景信号から興味のある変調信号を分離するためにロックイン検出法を適用します。クロスコリレーション解析は、光スイッチのいくつかのサイクル中に検出された画像の単一ピクセル内の総蛍光放出と、同じスイッチングサイクル内で同じ画像で検出された基準波形との相関を測定します。このイメージングアプローチは、より大きな従来の蛍光プローブの集団の中で光スイッチプローブからの放出を選択的に検出する手段を提供し、従来の顕微鏡と互換性があります。ニトロスピロベンゾピランベースのプローブおよび遺伝的にコードされたDronpa蛍光タンパク質を使用したOLIDは、培養および摘出神経細胞や生きたゼブラフィッシュ胚および幼虫内の特定の構造やタンパク質の高コントラスト画像を生成することが示されています。