长轴距离的双螺旋点扩散函数用于3D体积超分辨率成像

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 显微镜的使用方法
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 单分子定位显微镜 (SMLM) 提供超高分辨率成像,超出光衍射极限.
• 工程点传播函数 (PSF) 将SMLM扩展到3D成像,但对于像哺乳动物细胞这样的厚样本仍然存在挑战.
• 目前用于厚样品的3D SMLM通常需要复杂的多切片采集和后处理.

研究的目的:

• 为了简化厚厚的生物样本的3D超分辨率成像工作流程.
• 为了证明长轴范围双螺旋 (DH) -PSFs对于无3D SMLM的实用性.
• 为了提高成像速度和分辨率在细胞结构的3D SMLM.

主要方法:

• 使用光珠的DH-PSF定位精度的实验基准测试.
• 使用DNA-PAINT.使用哺乳动物细胞 (U-2 OS) 3D SMLM 中DH-PSF性能的量化.
• 应用深度学习算法用于定位密集发射器.

主要成果:

• 长轴距离的DH-PSF被实验验证为3D SMLM.
• 对哺乳动物细胞中核膜蛋白质膜B1的成像进行了量化.
• 深度学习通过定位密集发射器显著提高了成像速度和分辨率.

结论:

• 长轴距离的DH-PSF能够对整个哺乳动物细胞进行无的3D超分辨率成像.
• 开发的方法简化了体积纳米图像的实验和分析程序.
• 这种方法有助于在厚厚的生物样本中以3D形式获得纳米级结构信息.