带背景的 MINFLUX 定位精度近似公式

MINFLUX 是一种新兴的超分辨技术，利用少于其他荧光成像或跟踪技术所需的光子数，即可实现纳米级精度测量单分子荧光剂的位置。本文推导了针对 MINFLUX 定位精度的简单且具有指导意义的解析公式，特别关注背景光子。荧光背景——无论是源自 MINFLUX 激发点斑函数 (PSF) 的不完美零点，还是来自自发或超出焦点的荧光——最终限制了 MINFLUX 可实现的分辨率。建立在前期工作基础上，我们通过一组新的定位精度表达式来改进对背景影响的理解，尤其是当背景未知时；这些表达式基于显式的背景项而非信噪比。我们利用这些公式生成直观的理解，说明荧光背景如何影响 MINFLUX 测量，并说明：- 单个发射体位置估计的精度取决于其激发轮廓的梯度；- 通过后处理 MINFLUX 轨迹或通过独立测量获得的荧光背景知识，比未知背景情况下的定位精度更好；- 在衍射极限系统中，具有接近零最小值底的 PSF 的定位优于具有最大值底的 PSF。我们还提出了轨道跟踪中定位精度的解析表达式，并用于与 MINFLUX 的比较。