2019-08-27 01:05:02
通用算法设置为增强显微镜

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由于大约30年前超分辨率显微镜的出现,科学家们可以以前所未有的精度观察亚细胞结构,蛋白质和活组织。这些显微镜通过测量一些化合物自然发射的荧光或人造荧光团发出的光,并利用荧光团的各种量子特性,可以提供小于衍射极限所施加的分辨率的分辨率。一个问题是图像质量随着所使用的特定仪器及其设置而变化很大 - 例如激光的强度以及各个组件如何对准 - 以及所研究的样品的特性。

由工程学院的亚历山德拉·拉登诺维奇(Aleksandra Radenovic)领导的EPFL纳米生物学实验室的一组科学家开发了一种算法,可以在几秒钟内根据单个图像估算显微镜的分辨率。该算法的结果表明显微镜的充分发挥作用的接近程度。这对于已经开始出现在研究实验室中的自动显微镜特别有用。该团队的研究结果刚刚发表在Nature Methods上。

单个图像

科学家们使用傅立叶变换作为算法的基础,但他们对其进行了修改,以便从单个图像中提取尽可能多的信息。

该算法仅在几秒钟内执行计算并生成一个数字。研究的主要作者Adrien Descloux说:“研究人员可以将这个数字与显微镜的最大可能分辨率进行比较,以确定仪器是否可以更好地工作或修改实验条件并观察分辨率如何发展。”

该算法可以与任何类型的成像模态一起使用,包括超分辨率模型。 “我们的技术特别适用于新一代自动显微镜,计算机可以调整所有设置,”Radenovic说。她的实验室算法是第一个允许研究人员从单个图像估计显微镜分辨率的算法。以前需要两张图像,如果图像没有正确预处理,结果会受到高度不确定性的影响。

因此,他们的发现可以大规模使用,该算法已作为开源图像插件提供。研究人员可以下载该工具并直接获得算法估算 - 向他们展示显微镜的最大分辨率。 “我们的算法是通用的。因为只需要一个图像,它特别适合快速优化成像条件,这在观察动态过程时具有挑战性。此外,该方法可以应用于图像处理,作为优化的反馈先进的图像重建算法,“Descloux总结道。

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