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(guò)一個(gè)數(shù)量級(jí)，使生命科學(xué)領(lǐng)域的研究者可以從分子水平觀測(cè)生物精細(xì)結(jié)構(gòu)與功能。為了提升該方法的測(cè)量精確度，拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍，需要研究進(jìn)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(jì)算性能的瓶頸，通過(guò)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(jì)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(shí)用性插件，解決了當(dāng)前高密度分子定位算法無(wú)法兼容快速與高精度性能的問題。通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)PALMER方法具有高的定位精度與分子檢測(cè)率，且定位速度比著名的高密度定位算法 DAOSTORM快一個(gè)數(shù)量級(jí)。比起常規(guī)的稀疏分子數(shù)據(jù)采集與定位，通過(guò)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(shí)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(jì)算的漂移校正方法（RCC）。仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果顯示，RCC算法具有高精度、高魯棒性的特點(diǎn)。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(hào)數(shù)據(jù)集時(shí)，獲得納米量級(jí)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