[发明专利]单个荧光探针的定位方法、装置及超分辨成像方法、系统

摘要

本发明适用于显微成像领域，提供了一种单个荧光探针的定位方法、装置及超分辨成像方法、系统，该定位方法包括下述步骤：以单个荧光探针的荧光图像的极大值点为中心，选取一矩形区域；对矩形区域内的荧光图像进行傅里叶变换，获得所述荧光图像的傅里叶频谱；获得荧光图像的傅里叶频谱的相移；对相移进行梯度运算，获得单个荧光探针的二维位置坐标。该定位方法是一种噪声自由的频率域非迭代的定位方法，对运算初始值的选取及噪声的评估没有依赖性，可实现快速、精确定位。基于该定位方法的超分辨荧光显微成像方法可以对探测物品中的多个荧光探针进行快速定位。该定位方法及成像方法在活体细胞三维纳米成像和单分子追踪等方面具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种单个荧光探针的定位方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：以所述单个荧光探针的荧光图像的极大值点为中心，选取一矩形区域；对所述矩形区域内的荧光图像进行傅里叶变换，获得所述荧光图像的傅里叶频谱：I′(k,l)=H(k,l)exp[-j2π(x0M·k+y0N·l)]+B(k,l)]]>其中，I′(k，l)为频率域中像元(k，l)处的荧光强度的傅里叶变换，H(k，l)为光学系统在像元(k，l)处的光学传递函数，B(k，l)为像元(k，l)处的噪声的傅里叶变换，M，N为矩形区域内的像元数，x₀，y₀为单个荧光探针的二维位置坐标；基于方程获得所述荧光图像的傅里叶频谱的相移；其中，arctan(·)为反正切三角运算，Re(·)和Im(·)分别表示求实部和虚部；基于方程x0=mean((∂φw∂fx)·M2π)y0=mean((∂φw∂fy)·N2π)]]>进行梯度运算，获得所述单个荧光探针的二维位置坐标；其中，mean(·)表示对所述矩形区域内的所有像元求平均。