一种超分辨荧光波动显微成像方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超分辨荧光波动显微成像方法、装置及存储介质，所述超分辨荧光波动显微成像方法为采集经荧光分子标记后的样品通过荧光显微成像系统的若干幅探测图像；对所述探测图像进行傅里叶变换，获得所述若干幅探测图像的傅里叶频谱；设置样品结构和荧光强度波动的初始估计值，基于所述样品结构和荧光强度波动的初始估计值以及若干幅探测图像，根据预设迭代算法进行预设次迭代计算后输出所述样品的成像结果。通过将荧光闪烁的强度变化作为普通结构光成像中所需的随机散斑，并通过迭代算法获得超分辨图像，既不需要额外的实验装置引入结构光，也能在较少的探测次数下提高结构光照明显微成像的分辨率，实现了分辨率与成像成本之间的平衡。

Super resolution fluorescence fluctuation microscopic imaging method, device and storage medium

The invention discloses a super-resolution fluorescence wave microscopic imaging method, a device and a storage medium. The super-resolution fluorescence wave microscopic imaging method is used to collect a number of detection images of a fluorescence microscopic imaging system, which is marked by a fluorescent molecule, and a Fourier transform of the detected image is obtained. The amplitude of the Fourier spectrum of the image is detected; the initial estimate of the sample structure and the fluctuation of the fluorescence intensity is set, based on the initial estimate of the sample structure and the fluctuation of the fluorescence intensity, and a number of detection images, and the image results of the sample are output after the presupposition iteration calculation according to the preset iteration algorithm. By taking the intensity change of the fluorescence scintillation as the random speckle needed in the optical imaging of ordinary structure and obtaining the super-resolution image through an iterative algorithm, it does not need additional experimental devices to introduce structural light, and can also improve the resolution of structural light illumination microscopic imaging under less detection times, and realize the resolution and imaging formation. The balance between this one.

【技术实现步骤摘要】
一种超分辨荧光波动显微成像方法、装置及存储介质
本专利技术涉及显微成像
，特别涉及一种超分辨荧光波动显微成像方法、装置及存储介质。
技术介绍
荧光光学显微技术作为光学显微镜的一种，其空间分辨率同样受到衍射极限的限制。为了突破衍射极限，目前已有的方法包括结构光照明显微技术(SIM)、单分子定位显微(STORM,PALM)和荧光波动成像(SOFI)等等。其中SIM是利用设计的结构光照射样品，对系统的点扩散函数进行调制，从而获得样品的高频信息，实现超分辨成像。但是这种方法在引入结构光时，就需要一些额外的装置，同时结构光的最高频率受到衍射极限的限制，这限制了普通SIM成像理论上可达到的最高的分辨率。而STORM、PALM和SOFI则是利用荧光分子的开关效应、闪烁效应等特殊性质来实现超分辨成像的方法。其中，STORM和PALM属于单分子定位显微技术，是利用荧光光开关效应或其他机制随机稀疏激发荧光分子，再对稀疏的光斑进行定位的方法，可以达到纳米级分辨率。而SOFI则是利用荧光闪烁效应，对随时间变化的强度序列进行统计分析的方法。这几种方法所需要的探测次数远远大于SIM成像，这就使得这种方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超分辨荧光波动显微成像方法，其特征在于，包括如下步骤：采集经荧光分子标记后的样品通过荧光显微成像系统的若干幅探测图像；对所述探测图像进行傅里叶变换，获得所述若干幅探测图像的傅里叶频谱；设置样品结构和荧光强度波动的初始估计值，基于所述样品结构和荧光强度波动的初始估计值以及若干幅探测图像的傅里叶频谱，根据预设迭代算法进行预设次迭代计算后输出所述样品的成像结果。

【技术特征摘要】
1.一种超分辨荧光波动显微成像方法，其特征在于，包括如下步骤：采集经荧光分子标记后的样品通过荧光显微成像系统的若干幅探测图像；对所述探测图像进行傅里叶变换，获得所述若干幅探测图像的傅里叶频谱；设置样品结构和荧光强度波动的初始估计值，基于所述样品结构和荧光强度波动的初始估计值以及若干幅探测图像的傅里叶频谱，根据预设迭代算法进行预设次迭代计算后输出所述样品的成像结果。2.根据权利要求1所述的超分辨荧光波动显微成像方法，其特征在于，所述采集经荧光分子标记后的样品通过荧光显微成像系统的若干幅探测图像的步骤中，所述若干幅探测图像为：其中N为探测图像的数量，S(r)为样品结构，Pn(r)(n＝1,…,N)为荧光强度波动，PSF(r)为荧光显微成像系统的点扩散函数。3.根据权利要求2所述的超分辨荧光波动显微成像方法，其特征在于，所述对所述探测图像进行傅里叶变换，获得所述若干幅探测图像的傅里叶频谱的步骤中，所述若干幅探测图像的傅里叶频谱为：其中，On＝S·Pn，和分别为In和On的傅里叶频谱，OTF为荧光显微成像系统的光学传递函数。4.根据权利要求3所述的超分辨荧光波动显微成像方法，其特征在于，所述设置样品结构和荧光强度波动的初始估计值，基于所述样品结构和荧光强度波动的初始估计值以及若干幅探测图像的傅里叶频谱，根据预设迭代算法进行预设次迭代计算后输出所述样品的成像结果的步骤包括：设置样品结构S和荧光强度波动Pn(n＝1,…,N)在对第n个探测图像的其中一次迭代过程中的初始估计值分别为Sg和Pn,g(n＝1,…,N)；根据Sg和Pn,g计算第n个探测图像的荧光分布及其傅里叶频谱；根据第n个探测图像对所述荧光分布的傅里叶频谱进行更新，并通过傅里叶逆变换获得更新后的第n个探测图像的荧光分布；根据第n个探测图像和更新后的第n个探测图像的荧光分布对Sg和Pn,g进行更新，获得更新值Sgupdate和Pn,gupdate；判断当前n是否小于N，若是，则令n＝n+1，返回继续计算第n+1个探测图像的荧光分布及其傅里叶频谱，直到N个探测图像全部完成迭代，将Sg和Pn,g(...

【专利技术属性】
技术研发人员：于斌，吴晶晶，李四维，曹慧群，陈丹妮，屈军乐，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44