Surpassing the Diffraction Limit in Label-Free Microscopy
Project goals
In this project, I introduce the next generation of super-resolution microscopy relying on direct and label-free imaging of single-biomolecule fluctuations at high-speed to offer a complementary insight into the complex dynamics of living systems. The proposed method is based on the detection and three-dimensional localization of all (resolvable) fluctuations associated with interacting single biomolecules. I leverage interferometric scattering microscopy (iSCAT) to detect the light scattered by a single molecule and achieve microsecond temporal resolution to discern molecule-by-molecule details of protein assemblies and turnover in large biomolecular structures. I aim to enhance the experimental temporal resolution to capture discrete molecular interactions, such as binding, unbinding, or displacement events, within each frame, ensuring their localization remains sparser than the light's diffraction limit.
Keywords
MicroscopyNano-opticsLabel-free imagingMolecular biologyBiophysicsCytoskeletonSuper-resolutionScatteringiSCAT
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
ERC CZ
Call for proposals
SMSM2024LL001
Main participants
Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-1992/2024-1
Alternative language
Project name in Czech
Bezznačková mikroskopie pod hranicí difrakčního limitu
Annotation in Czech
V tomto projektu představuji novou generaci mikroskopie se superrozlišením, která se opírá o přímé a neznačkové zobrazování fluktuací jednotlivých biomolekul při vysokých rychlostech a nabízí tak doplňující pohled na komplexní dynamiku živých systémů. Navrhovaná metoda je založena na detekci a trojrozměrné lokalizaci všech (rozlišitelných) fluktuací spojených s interagujícími jednotlivými biomolekulami. Využívám interferometrickou rozptylovou mikroskopii (iSCAT) k detekci světla rozptýleného jedinou molekulou a dosahuji mikrosekundového časového rozlišení, abych rozeznal detaily molekulových sestav a obratu proteinů ve velkých biomolekulárních strukturách. Snažím se zvýšit experimentální časové rozlišení, abych zachytil diskrétní molekulární interakce, jako je vazba, rozvázání nebo přemístění, v rámci každého snímku a zajistil, aby jejich lokalizace zůstala řidší než difrakční limit světla.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Oct 1, 2024
Realization period - end
Sep 30, 2026
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Oct 7, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MSM-LL-R
Data delivery date
Feb 20, 2025
Finance
Total approved costs
24,416 thou. CZK
Public financial support
24,416 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
24 416 CZK thou.
Public support
24 416 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
OECD FORD
Optics (including laser optics and quantum optics)
Solution period
01. 10. 2024 - 30. 09. 2026