Superresolutie (SR) fluorescentiemicroscopie overtreft, door het gebruik van fluorescerende sondes en specifieke excitatie- en emissieprocedures, de diffractielimiet van de resolutie (200 ~ 300 nm) die ooit een barrière was.

De meeste SR-technieken zijn sterk afhankelijk van beeldberekeningen en -verwerking om SR-informatie op te halen. Factoren zoals de fotofysica van fluoroforen, de chemische omgeving van het monster en optische opstellingssituaties kunnen echter ruis en vervormingen in onbewerkte beelden veroorzaken, wat mogelijk de kwaliteit van de uiteindelijke SR-beelden kan beïnvloeden. Dit maakt het voor ontwikkelaars en gebruikers van SR-microscopie van cruciaal belang om een ​​betrouwbare methode te hebben voor het kwantificeren van de reconstructiekwaliteit.

Vanwege de toegenomen oplosbaarheid van SR-beeldvorming is een grondige evaluatie noodzakelijk, maar bestaande hulpmiddelen schieten vaak tekort als de lokale resolutie binnen het gezichtsveld varieert.

In een onderzoek gepubliceerd in Light:Science &Applications heeft een team van wetenschappers een nieuwe methode geïntroduceerd die bekend staat als de rollende Fourier-ringcorrelatie (rFRC). Deze methode vergemakkelijkt de representatie van resolutie-heterogeniteit rechtstreeks in het Super Resolution (SR)-domein, waardoor mapping op een ongeëvenaarde SR-schaal en een moeiteloze correlatie van de resolutiekaart met de SR-inhoud mogelijk wordt.

Daarnaast ontwikkelde het team een ​​verbetering van de resolutie geschaalde foutenkaart (RSM), wat resulteerde in een nauwkeurigere systematische foutschatting. Dit werd samen met de rFRC gebruikt, waardoor een gecombineerde techniek ontstond die PANEL (Pixel-level Analysis of Error Locations) wordt genoemd en die zich richt op het lokaliseren van regio's met een lage betrouwbaarheid uit SR-beelden.

De wetenschappers hebben PANEL met succes toegepast in een verscheidenheid aan beeldvormende benaderingen, waaronder Single-Molecule Localization Microscopy (SMLM), Super Resolution Radial Fluctuations (SRRF), Structured Illumination Microscopy (SIM) en deconvolutiemethoden, waarbij de effectiviteit en stabiliteit van hun kwantitatieve kaart werd geverifieerd. .

PANEL kan worden gebruikt om SR-beelden te verbeteren. Het is bijvoorbeeld effectief gebruikt om SMLM-afbeeldingen samen te voegen die door verschillende algoritmen zijn gereconstrueerd, waardoor SR-afbeeldingen van superieure kwaliteit worden verkregen.

In afwachting dat hun methode een belangrijk hulpmiddel wordt voor lokale kwaliteitsevaluatie, heeft het team PANEL toegankelijk gemaakt als een open-source raamwerk. Gerelateerde bibliotheken voor MATLAB en Python zijn beschikbaar, evenals een kant-en-klare Fiji/ImageJ-plug-in op GitHub.

Meer details over deze veelbelovende techniek zijn te vinden in een post achter de schermen, geschreven door kernteamlid Weisong Zhao, die hier toegankelijk is.

Meer informatie: Weisong Zhao et al., Kwantitatief in kaart brengen van de lokale kwaliteit van microscopie met superresolutie door middel van rollende Fourier-ringcorrelatie, Light:Science &Applications (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01321-0

Journaalinformatie: Licht:wetenschap en toepassingen

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen