用于提高超分辨定位顯微成像空間分辨率的數(shù)據(jù)處理方法研究.pdf

1、超分辨定位顯微成像將熒光顯微成像的空間分辨率提高了超過一個數(shù)量級，使生命科學(xué)領(lǐng)域的研究者可以從分子水平觀測生物精細結(jié)構(gòu)與功能。為了提升該方法的測量精確度，拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍，需要研究進一步提高超分辨定位顯微成像空間分辨率的方法。其中，提升超分辨定位成像數(shù)據(jù)處理方法的精度是提高該技術(shù)空間分辨率的直接、有效手段。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴高精度快速高密度分子定位方法。本文分析了限制當(dāng)前高密度定位方法計算性能的瓶頸，通過優(yōu)化初始模型

2、預(yù)估與多分子擬合的非凸優(yōu)化問題求解，開發(fā)了高精度、少計算量的高密度分子定位方法PALMER，并基于ImageJ圖像處理軟件開發(fā)了此方法的實用性插件，解決了當(dāng)前高密度分子定位算法無法兼容快速與高精度性能的問題。通過仿真與實驗驗證，證實PALMER方法具有高的定位精度與分子檢測率，且定位速度比著名的高密度定位算法 DAOSTORM快一個數(shù)量級。比起常規(guī)的稀疏分子數(shù)據(jù)采集與定位，通過高密度分子采集與PALMER方法的結(jié)合，可以將奈奎斯特空間分

3、辨率提升近四倍。⑵高精度漂移校正方法。本文深入分析了互相關(guān)漂移校正方法的數(shù)學(xué)模型，并利用定位數(shù)據(jù)集中不同時間的子數(shù)據(jù)集均描述同一目標(biāo)結(jié)構(gòu)的冗余性特征，開發(fā)了基于冗余互相關(guān)計算的漂移校正方法（RCC）。仿真與實驗驗證的結(jié)果顯示，RCC算法具有高精度、高魯棒性的特點。RCC方法一方面可以在處理此前互相關(guān)漂移校正方法不適用的低信號數(shù)據(jù)集時，獲得納米量級的高精度校正結(jié)果；另一方面還可以提升超分辨重建圖像的有效空間分辨率：相比其他的互相關(guān)漂移校正