《超高分辨率荧光显微镜中单分子识别和定位算法及抗漂移方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超高分辨率荧光显微镜中单分子识别和定位算法及抗漂移方法（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、超高分辨率荧光显微镜中单分子识别和定位算法及抗漂移方法1873年，德国物理学家Ernst Abbe发现由于光的衍射，传统远场光学显微 镜空间分辨率极限大约在250nm（Abbe极限）。上世纪90年代以来，开发了多种 用于突破Abbe极限的光学成像新技术和新方法。在这些技术和方法中，单分子定位显微镜 （single molecule localizationmicroscopy, SMLM） ，比如光活化定位显微镜（photoactivation localizationmicroscopy , PALM和随机光学重建显微镜（stochasticoptical reconstruction mi
2、croscopy , STORM）基于识别和定位单分子荧光闪烁，可获得20-30nm的横向分辨率和60-70nm的轴向分辨率。在SML加法中，所探测的为单分子荧光事件， 由于单分子荧光信号微弱， 及背景和噪声的存在， 单分子事件的识别是一件富有挑战的工作。本文提出了一个实时， 健壮的单分子荧光识别和定位算法（SNSMIL）， 该算法基于光子探测过程中噪声的内在特征（ 泊松噪声 ） 的分析， 即使在高背景和不均匀背景的条件下， 也能极大提高单分子荧光事件的识别精度。 为了完成实时数据分析，开发了运行在图形处理单元（GPU）的软件，实现了大规模并行计算，达到 数据采集和分析的同步。另一方面，一个典
3、型的SMLMM量需要记录1000-100000帧的图片（成像速度 为 10-1000 帧/ 秒）, 每次测量需要几分钟或更长的时间，由于力学弛豫，温度变化等原因，样品漂移（通常1-10nm/s）不可避免，而SMLMK像的目标是几十纳米 的超高分辨率图像， 样品漂移会降低图像的分辨率， 甚至使图像失真， 已经成为 不可忽略的问题。本文提出了一个亚纳米精度，低成本的抗样本漂移的方法。该方法同时记录荧光图像和明场图像， 通过最小化明场图像之间的归一化均方根误差(normalized root-mean-square error , NRMSE)得至U样品的漂移量,该方法不仅可以用于测量完成后的漂移修正， 也可以用于测量中的实时漂移补偿。
