基于荧光微球的显微镜点扩散函数修正模型

鹿伟民; 杨西斌; 文刚; 郑贤良; 李辉; 熊大曦

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.05.005

基于荧光微球的显微镜点扩散函数修正模型

1.
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室, 苏州 215163;
2.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033;
3.
中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100039

作者简介: 鹿伟民(1990-),男,硕士研究生,主要从事超分辨率显微成像的研究。.

通讯作者: 熊大曦, xiongdx@sibet.ac.cn

基金项目:
国家自然科学基金资助项目（61475185）;国家自然科学基金青年科学基金资助项目（61405238）;中国科学院百人计划资助项目
中图分类号: O439

An optimized model of point spread function of microscopy based on fluorescence beads

1.
Jiangsu Key Laboratory of Medical Optics, Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215163, China;
2.
Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China;
3.
College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China

Corresponding author: XIONG Daxi, xiongdx@sibet.ac.cn

CLC number: O439

摘要: 为了修正显微镜点扩散函数荧光微球传统测量方法中微球直径对测量结果的影响、提高显微镜点扩散函数的测量精度，采用理论仿真、最小二乘拟合的方法，建立荧光微球等效2维浓度分布，模拟仿真了荧光微球显微成像过程；利用最小二乘拟合以及残差拟合的方法，得到荧光微球直径、荧光微球强度分布半峰全宽与系统实际点扩散函数半峰全宽之间的关系模型，由此模型得到较为准确的系统点扩散函数半峰全宽。结果表明，使用100nm荧光微球对系统点扩散函数进行测量时，相对误差在1%左右。此研究结果说明通过该修正模型可以得到较为准确的系统点扩散函数。
- 显微 /
- 点扩散函数 /
- 荧光微球 /
- 非线性最小二乘拟合
Abstract: In order to eliminate effect of fluorescent bead diameter on measurement results in traditional microscopic point spread function measurement method and improve the measurement accuracy, 2-D equivalent concentration distribution of fluorescent beads was deduced based on theoretical simulation and least square fitting method. The imaging process of fluorescent beads was simulated. The relationships among fluorescent beads diameter, full width at half maximum (FWHM) of fluorescent beads intensity distribution and FWHM of system point spread function were analyzed by using the least square fitting method and residual error fitting method. Precise FWHM correction model of point spread function was obtained. The results show that the relative error of point spread function FWHM is about 1% when measuring system point spread function with 100nm fluorescent beads. The precise measurement of point spread function is realizable with the optimized model.
- microscopy /
- point spread function /
- fluorescent bead /
- nonlinear least square fitting

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