正交像散高密度三维单分子定位显微的数值模拟 |
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引用本文: | 林丹樱,武泽凯,于斌,黄黎琳,张潇,屈军乐.正交像散高密度三维单分子定位显微的数值模拟[J].物理学报,2022(12):503-511. |
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作者姓名: | 林丹樱 武泽凯 于斌 黄黎琳 张潇 屈军乐 |
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作者单位: | 深圳大学生物医学光子学研究中心/物理与光电工程学院光电子器件与系统重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(批准号:61775144,61975131,61620106016,62175166); |
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摘 要: | 单分子定位显微(single molecule localization microscopy, SMLM)成像技术利用荧光分子的稀疏发光、探测及定位,实现了纳米级空间分辨率的超分辨成像.为了提高其时间分辨率,需要提高同时发光的荧光分子密度.但随着分子密度的提高,不同分子的点扩散函数(point spread function, PSF)在探测器上将发生严重的重叠现象,导致空间分辨率降低,尤其是在进行三维SMLM成像时.为了解决这一问题,本文提出了一种基于正交像散的高密度三维单分子定位超分辨成像方法,并对该方法进行分析和数值模拟研究.该方法的核心是在单分子定位显微镜中将采集的荧光分成两束成像在同一个探测器的两个区域,并在两个通道中各引入一个光学参数相同但取向相互正交的柱透镜,实现对同一个荧光分子正负两个像散PSF图像的同时探测,然后建立该成像过程的线性投影模型,利用压缩感知算法求解出荧光分子的三维定位信息.结果表明,由于两个正交柱透镜产生的一组正交像散PSF对作为一个分子的系统响应时具有较低的相关性,该方法的高密度三维定位准确性可显著优于采用单个柱透镜的传统像散方法,且离焦程度越大两个...
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关 键 词: | 单分子定位显微 正交像散 三维单分子定位 高密度成像 |
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