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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3718| Study of multiple Bessel and Gaussian light-sheet fluorescence excitations for a large field of view multicolor imaging Estudio de la excitación múltiple de la fluorescencia con hojas de luz Bessel y Gaussianas para la obtención de imágenes multicolores con campo de visión amplio | |
| Yryx Yanet Luna Palacios | |
| Israel Rocha Mendoza | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Microscopy, Light Sheet, Bessel beams, Gaussian beams, multicolor, Sordaria macrospora Microscopía, Hojas de Luz, Haces Bessel, Haces Gaussianos, multicolor, Sordaria macrospora | |
| Multicolor wide-field imaging is essential for devel opmental biology experiments where the simultaneous visualization of different dynamic subcellular components is necessary. For those purposes, light-sheet fluorescence microscopy (LSFM) is a proven and powerful imaging technique since it can obtain rapid 3D wide-field imaging. However, when imaging large biological samples under an LSFM setup based on Gaussian excitation beams, the fluorescence excitation is often monochromatic because different wavelength beams lead to different focal positions due to the intrinsic chromatic defocusing. Additionally, the width of the light sheets is not uniform throughout the collection objective lens field of view (FOV). In this context, this doctoral project aims to perform a comparative study between multiple Bessel and Gaussian light-sheet fluorescence excitations for a large field of view multicolor imaging implementation. The multicolor light-sheets and optical resolution of the different LSFM configurations were experimentally characterized and discussed. A particular emphasis on the chromatic implications of the different-color light-sheet excitations to achieve colocalized FOV is highlighted. Based on the results of this study, the use of multiple Bessel beams is better suited for a large field of view multicolor imaging, overcoming fundamental optical problems that originate when using multiple Gaussian light sheets. LSFM imaging of Sordaria macrospora perithecia samples demonstrates such advantages. This study has been recently published (Luna‐Palacios, Y. Y. et. al., Journal of Biophotonics, 2022 https://doi.org/10.1002/jbio.202100359), complementing previous comparative studies between Gaussian and Bessel beam-based LSFM implementations that discuss only single wavelength light-sheet excitations. La microscopía multicolor de campo amplio es indispensable para realizar estudios de biología del desarrollo. Tales estudios requieren, necesariamente, de una visualización simultánea de la dinámica de los diferentes componentes sub-celulares. Para tales propósitos, la microscopía de fluorescencia con hoja de luz láser (LSFM, por sus siglas en inglés) resulta ser una técnica de imagen poderosa por su capacidad de obtener de forma rápida imágenes tridimensionales de campo amplio. Sin embargo, utilizar diferente longitud de onda para la adquisición de imágenes multi-fluorescentes en muestras biológicas grandes bajo un sistema LSFM con haces Gaussianos, conlleva a diferentes posiciones de enfoque (debido a un retraso cromático intrínseco). Además, el ancho de las hojas de luz no se preserva en todo el campo de visión (FOV, por sus siglas en inglés) del objetivo de colección. Esto obliga a realizar una excitación no simultánea con hojas de diferente longitud de onda en diferentes zonas del objeto, uniendo posteriormente las imágenes obtenidas. En este contexto, este trabajo de tesis doctoral presenta un estudio comparativo entre la excitación múltiple de la fluorescencia con hojas de luz de Bessel y con hojas de luz Gaussianas para adquirir imágenes multicolores con FOV largo. Las hojas de luz multicolor y la resolución óptica de las diferentes configuraciones LSFM son discutidas con base a su caracterización experimental. De manera particular, se enfatizan las implicaciones que conllevan la excitación multi-cromática con hojas de luz de diferentes colores para lograr un FOV colocalizado. Con base a los resultados de este estudio, se demuestra que el uso de múltiples haces de Bessel es más adecuado para obtener imágenes multicolores en un campo de visión amplio. Superando con ello los problemas ópticos fundamentales originados al utilizar hojas de luz Gaussianas. Para demostrar las ventajas de la LSFM multicolor con haces Bessel, se utilizaron peritecios de Sordaria macrospora. Los resultados de este estudio han sido publicados recientemente (Luna‐Palacios, Y. Y. et al., Journal of Biophotonics, 2022 https://doi.org/10.1002/jbio.202100359), complementando estudios previos que comparan solamente la excitación monocromática. | |
| CICESE | |
| 2022 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Luna Palacios, Y.Y. 2022. Study of multiple Bessel and Gaussian light-sheet fluorescence excitations for a large field of view multicolor imaging. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 74 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Yryx_Yanet_Luna_Palacios_25 mayo 2022.pdf | Versión completa de la tesis | 4.44 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |