大FOV 3D定位显微镜通过空间变异的点扩散函数生成

科学领域:

• 光学显微镜是一种光学显微镜.
• 超高分辨率成像成像技术
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 精确的点扩散函数 (PSF) 描述对于高性能局部化显微镜 (LM) 非常重要.
• 传统的LM通常假定空间不变的PSF,这限制了大视野 (FOV) 成像中的性能.
• 对空间变异的PSF进行核算对于先进的LM应用来说至关重要.

研究的目的:

• 引入基于主要组件分析的准确和快速的现场依赖的3D PSF生成器和定位器 (PPG3D).
• 为了使3D单分子定位显微镜 (SMLM) 在大型FOV上实现高准确度超分辨率成像.

主要方法:

• 开发PPG3D,这是一种使用主要组件分析来生成PSF的新算法.
• 通过模拟和实验3D SMLM成像进行验证.
• 与现有的变速PSF发电机进行比较.

主要成果:

• PPG3D在细胞结构 (线粒体,微管) 的超高分辨率成像中表现出有效性,在大型FOV上具有高保真度.
• 与标准变速变量PSF发电机相比,精度提高了三倍.
• 在基于图像平面的插值模式下,PPG3D的速度大约是现有的PSF生成器的100倍.

结论:

• 在3D SMLM中,PPG3D为处理空间变异的PSF提供了准确和高效的解决方案.
• PPG3D的用户友好性和速度表明它在SMLM和其他成像模式中具有广泛的适用性.
• 这种方法增强了局部化显微镜用于大规模生物成像的能力.