Guidelines for the fitting of anomalous diffusion mean square displacement graphs from single particle tracking experiments.
Guidelines for the fitting of anomalous diffusion mean square displacement graphs from single particle tracking experiments.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0117722
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Garini Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kepten E;Weron A;Sikora G;Burnecki K;Garini Y
单粒子跟踪是复杂系统和生物物理学研究的重要工具，通常通过扩散轨迹的时间平均均方位移 (MSD) 进行分析。然而，过去的工作表明，MSD 很容易出现重大错误和偏差，从而阻碍了实验研究的比较和评估。在这里，我们尝试通过模拟以分数布朗运动作为一大类分数遍历过程的代表的多种场景，提取用于估计反常时间平均 MSD 的实用指南。我们提取了各种异常指数的拟合 MSD 的精密度和准确度以及测量长度和最大时间延迟方面的测量误差。根据计算的精度图，我们提出了提高单粒子研究准确性的指南。重要的是，我们发现在某些实验条件下，时间平均 MSD 不应用作估计量。
Single particle tracking is an essential tool in the study of complex systems and biophysics and it is commonly analyzed by the time-averaged mean square displacement (MSD) of the diffusive trajectories. However, past work has shown that MSDs are susceptible to significant errors and biases, preventing the comparison and assessment of experimental studies. Here, we attempt to extract practical guidelines for the estimation of anomalous time averaged MSDs through the simulation of multiple scenarios with fractional Brownian motion as a representative of a large class of fractional ergodic processes. We extract the precision and accuracy of the fitted MSD for various anomalous exponents and measurement errors with respect to measurement length and maximum time lags. Based on the calculated precision maps, we present guidelines to improve accuracy in single particle studies. Importantly, we find that in some experimental conditions, the time averaged MSD should not be used as an estimator.
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DOI：
10.1103/physreve.85.061916
发表时间：
2012-06
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
Michalet X;Berglund AJ
通讯作者：
Berglund AJ
DOI：
10.1088/1742-5468/2014/10/p10036
发表时间：
2014-10-01
影响因子：
2.4
作者：
Burnecki, Krzysztof;Weron, Aleksander
通讯作者：
Weron, Aleksander
影响因子：
2.4
作者：
Burnecki, Krzysztof;Weron, Aleksander
通讯作者：
Weron, Aleksander
影响因子：
3.4
作者：
Goulian, M;Simon, SM
通讯作者：
Simon, SM
影响因子：
2.4
作者：
Kepten, E.;Bronshtein, I.;Garini, Y.
通讯作者：
Garini, Y.