3D super-resolution imaging using a generalized and scalable progressive refinement method on sparse recovery (PRIS)
3D super-resolution imaging using a generalized and scalable progressive refinement method on sparse recovery (PRIS)
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使用稀疏恢复的通用且可扩展的渐进细化方法 (PRIS) 进行 3D 超分辨率成像
DOI：
10.1117/12.2506827
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Koberling, Felix
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yi, Xiyu;Piestun, Rafael;Weiss, Shimon;Gregor, Ingo;Gryczynski, Zygmunt K.;Koberling, Felix
在超分辨率（SR）荧光显微镜家族中，单分子定位显微镜（PALM[1]， STORM[2]及其衍生物）提供最高的空间分辨率（约5至10 nm），但通常具有中等的时间分辨率。高空间分辨率依赖于精确定位的足够积累，这需要相对低密度的明亮荧光团。几种方法已经在二维（2D）[3,4]和三维（3D）[5-7]中证明了更高密度的定位。此外，随着功能超分辨率[8,9]和带[8-11]或不带[12]多通道观测的点扩展函数（PSF）工程的进一步发展，可以在单分子水平上编码和恢复额外的信息（光谱、偶极子取向）。然而，这种进步并没有完全扩展到3D的高密度条件。在这项工作中，我们采用简单的矩阵/向量运算稀疏恢复，并提出了一种系统的渐进改进方法（称为PRIS），用于三维高密度条件。我们还推广了使用不同形式的矩阵连接的PSF工程、多通道和多物种观测方法。具体来说，我们展示了重建与双螺旋和散光psf，为单和双翼设置。我们还展示了两种不同颜色的混合物的恢复能力。
Within the family of super-resolution (SR) fluorescence microscopy, single-molecule localization microscopies (PALM[1], STORM[2] and their derivatives) afford among the highest spatial resolution (approximately 5 to 10 nm), but often with moderate temporal resolution. The high spatial resolution relies on the adequate accumulation of precise localizations, which requires a relatively low density of bright fluorophores. Several methods have demonstrated localization at higher densities in both two dimensions (2D)[3, 4] and three dimensions (3D)[5-7]. Additionally, with further advancements, such as functional super-resolution[8, 9] and point spread function (PSF) engineering with[8-11] or without[12] multi-channel observations, extra information (spectra, dipole orientation) can be encoded and recovered at the single molecule level. However, such advancements are not fully extended for high-density conditions in 3D. In this work, we adopt sparse recovery using simple matrix/vector operations, and propose a systematic progressive refinement method (dubbed as PRIS) for 3D high-density condition. We also generalized the method for PSF engineering, multichannel and multi-species observations using different forms of matrix concatenations. Specifically, we demonstrate reconstructions with both double-helix and astigmatic PSFs, for both single and biplane settings. We also demonstrate the recovery capability for a mixture of two different color species.
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影响因子：
8.6
作者：
Shechtman Y;Sahl SJ;Backer AS;Moerner WE
通讯作者：
Moerner WE
影响因子：
3.8
作者：
Grover, Ginni;DeLuca, Keith;Piestun, Rafael
通讯作者：
Piestun, Rafael
影响因子：
3.8
作者：
Babcock, Hazen P.;Moffitt, Jeffrey R.;Zhuang, Xiaowei
通讯作者：
Zhuang, Xiaowei
基于稀疏性的超分辨率光学波动成像
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
Conference on Lasers and Electro-Optics
影响因子：
--
作者：
Oren Solomon;Maor Mutzafi;Xiyu Yi;S. Weiss;Yonina C. Eldar;M. Segev
通讯作者：
M. Segev
影响因子：
3.8
作者：
Solomon, Oren;Mutzafi, Maor;Eldar, Yonina C.
通讯作者：
Eldar, Yonina C.