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icroscopie holographique à contraste de phas uantitative dans les cellules vivantes Marquet 1 , E. Cuche 2 , J.-Y. Chatton 1 , C. Depeursinge 2 , P. J. Magistret stitut de physiologie, faculté de médecine, Université de Lausanne, H-1005 Lausanne, Switzerland stitut d’Optique appliquée, EPFL, CH-1015 Lausanne
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Microscopie holographique à contraste de phase quantitative dans les cellules vivantes P. Marquet 1, E. Cuche 2, J.-Y. Chatton 1, C. Depeursinge 2, P.

Dec 13, 2015

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Thomas Marsh
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Microscopie holographique à contraste de phase quantitative dans les cellules vivantes

P. Marquet1, E. Cuche2, J.-Y. Chatton1, C. Depeursinge2, P. J. Magistretti1

1Institut de physiologie, faculté de médecine, Université de Lausanne, CH-1005 Lausanne, Switzerland2Institut d’Optique appliquée, EPFL, CH-1015 Lausanne

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Electromagnetic waves

Mathematical expression:

d

)cos(),( 0 oEtxE

-> (d, n, )

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Light coherence

A) coherent source

B) non coherent source

x

X

“random phase”

d

d

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Sample illumination

Microscope Objective

Specimen

iE

sE

Detector(CCD camera)

Incident wave

Diffracted wave

)),(cos()( nrraEs

Dimension detected: Intensity[J/Sm2]

(Intensity contrast microscopy)

)()( 22raErI ss

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Origin of the Phase Shift

next< nint

--> (d, next, nint)

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Young’s interference

Phase and amplitude are recorded

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refsd EEE

Principe of phase recording

sE

refE

CCD

iE

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hologram

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Hologram reconstruction

Digital reconstruction

Numerical simulation of reference wave diffraction by the hologram:

1) intensity contrast images 2) Quantitative phase contrast images

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HeNe

CCD

NF

/2 PBS B.E.

B.E.

/2

Mirror

MicroscopeObjective

Perfusion chamberwith cultured cells

Mirror

Reference Wave

Holography set up

CharacteristicsLateral resolution : 400 nm (0.75/NA) z-Axis resolution : 1..10 nm

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Applications

3D morphology and volume measurements inliving cells

a) b)

a) Amplitude contrast b) Phase contrast

Astrocyte in culture

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