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1. (WO2018106678) MODULATION INTERFEROMETRIC IMAGING SYSTEMS AND METHODS
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Pub. No.: WO/2018/106678 International Application No.: PCT/US2017/064695
Publication Date: 14.06.2018 International Filing Date: 05.12.2017
IPC:
G02B 21/16 (2006.01) ,G01N 21/64 (2006.01) ,G02B 21/36 (2006.01)
G PHYSICS
02
OPTICS
B
OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
21
Microscopes
16
adapted for ultra-violet illumination
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
N
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
21
Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using infra-red, visible, or ultra-violet light
62
Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
63
optically excited
64
Fluorescence; Phosphorescence
G PHYSICS
02
OPTICS
B
OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
21
Microscopes
36
arranged for photographic purposes or projection purposes
Applicants:
MEMORIAL SLOAN KETTERING CANCER CENTER [US/US]; 1275 York Avenue New York, New York 10065, US
Inventors:
PERTSINIDIS, Alexandros; US
WANG, Guanshi; US
Agent:
MONROE, Margo R.; US
ADATO, Ronen; US
AUGST, Alexander D.; US
BUTEAU, Kristen C.; US
CAHILL, John J.; US
HAULBROOK, William R.; US
JARRELL, Brenda Herschbach; US
KLEIN, Daniel A.; US
LI, Xiaodong; US
LUCA, Cassandra G.; US
LYON, Charles E.; US
MEDINA, Rolando; US
NGUYEN, Suzanne P.; US
PACE, Nicholas J.; US
PYSHER, Paul A.; US
REARICK, John P.; US
REESE, Brian E.; US
ROHLFS, Elizabeth M.; US
SAHR, Robert N.; US
SCHONEWALD, Stephanie L.; US
SHAIKH, Nishat A.; US
SHINALL, Michael A.; US
SHORE, David E.; US
SMITH, Maria C.; US
SUH, Su Kyung; US
VETTER, Michael L.; US
VRABLIK, Tracy L.; US
Priority Data:
62/430,11705.12.2016US
Title (EN) MODULATION INTERFEROMETRIC IMAGING SYSTEMS AND METHODS
(FR) SYSTÈMES ET PROCÉDÉS D'IMAGERIE INTERFÉROMÉTRIQUE À MODULATION
Abstract:
(EN) Described herein are 3D single-molecule super-resolution imaging systems and methods. The provided systems and methods use modulation interferometry and phase-sensitive detection techniques that achieve less than 2 nanometer axial localization precision, which is well below the 5-10-nanometer-sized individual protein components. To illustrate the capability of this technique in probing the dynamics of complex macromolecular machines, (1) movement of individual multi-subunit E.coliRNA Polymerases were visualized through the complete transcription cycle, (2) kinetics of the initiation-elongation transition were dissected, (3) the conformational changes from the open initiation complex to the elongation complex were analyzed, and (4) the fate of (370initiation factors during promoter escape were determined.The microscope system comprises two opposing objectives (OL1, OL2) for simultaneously exciting a sample and collecting light therefrom. Each objective is coupled to an arm of an interferometer such that the exciting light beams can interfer on the sample volume whereas the light emitted by the samples interferes on a CCD (CCD1, CCD2).
(FR) L'invention concerne des systèmes et des procédés d'imagerie de très haute résolution monomoléculaire 3D. Les systèmes et procédés selon l'invention utilisent des techniques d'interférométrie à modulation et de détection sensible à la phase qui atteignent une précision de localisation axiale inférieure à 2 nanomètres, laquelle est bien inférieure aux composants protéiques individuels ayant une taille de 5 à 10 nanomètres. Afin d'illustrer la capacité de cette technique à sonder la dynamique de machines macromoléculaires complexes, (1) le déplacement d'ARN polymérases d'E. coli individuelles à sous-unités multiples a été visualisé par le biais du cycle complet de transcription, (2) la cinétique de la transition d'initiation-allongement a été disséquée, (3) les changements conformationnels du complexe d'initiation ouvert au complexe d'allongement ont été analysés, et (4) le devenir des facteurs d'initiation σ70 pendant l'échappement du promoteur a été déterminé. Le système de microscope comprend deux objectifs opposés (OL1, OL2) pour exciter simultanément un échantillon et recueillir la lumière émis par celui-ci. Chaque objectif est couplé à un bras d'un interféromètre de façon que les faisceaux lumineux d'excitation puissent interférer sur le volume de l'échantillon alors que la lumière émise par les échantillons interfère sur un CCD (CCD1, CCD2).
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Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)