超分辨光学成像是本世纪光学显微成像领域最重要的突破。其中,基于单分子定位的超分辨光学成像技术(即:单分子定位显微术)自2006年发明以来一直备受瞩目,为科学研究的诸多领域提供了前所未有的工具。从原理可知,荧光分子定位是单分子定位显微术不可缺少的一步,其荧光分子定位的精度和被定位的荧光分子数决定了该技术的空间分辨率。但是,传统的单分子定位显微术仅考虑荧光分子充分分离的情形(即稀疏定位),而在实际的单分子成像中,荧光分子重叠的情形不可避免。因此,近年来,高密度分子定位方法成为单分子定位显微术的研究热点。
高密度分子定位方法可在不损失所需定位荧光分子总数的情况下,减少荧光成像次数,提高单分子定位显微术的时间分辨率,扩展该技术的应用领域。但是,目前所发展的高密度分子定位方法,对实验常见的弱信噪比数据的处理能力较差。
武汉光电国家实验室(筹)Britton Chance生物医学光子学研究中心黄振立教授与硕士生王伊娜等人近期在高密度分子定位新方法研究中取得进展。通过结合GPU(Graphics Processing Unit)并行计算框架、多分子定位和BIC(Bayesian Information Criterion)模型选择,他们建立了一种高密度荧光分子定位新方法PALMER。该方法具有良好的弱信噪比数据处理能力,在高分子密度情形下处理速度达到每秒约1000分子。相比于基于稀疏定位的传统定位显微成像,基于PALMER的高密度分子定位显微成像技术在时间分辨率上能带来~14倍的提升。该研究成果已在Optics Express上发表(Vol. 20, No. 14 , pp. 16039-16049, 2012)。
(责任编辑:陈智敏)