像素化对单分子轨迹参数估计的影响
信号处理
2020-11-26 v2
摘要
单分子显微镜的出现通过提供一种研究蛋白质分子在细胞间与细胞内转运过程的强有力工具，革新了生物学研究，这是此前常规显微镜所不具备的。实践中，使用像素化探测器获取在细胞环境中运动的荧光标记物体的图像。进而，所获取的荧光显微镜图像包含在曝光时间间隔内每个像素中探测到的光子数。此外，我们仅知道光子撞击探测器的像素区域，而非光子的精确探测位置。这些挑战使得从像素化图像分析单分子轨迹成为复杂问题。此处，我们研究像素化对单分子轨迹参数估计的影响。特别地，我们发展了一个随机框架来计算描述活细胞中分子运动的随机微分方程参数的最大似然估计。我们还计算了此参数估计问题的 Fisher 信息矩阵。由于显微镜中的观测过程妨碍了标准卡尔曼滤波类方法的使用，解析结果颇为复杂。此处给出的解析框架以低光子计数场景为例说明，对此我们依赖蒙特卡洛方法计算相关概率分布。
引用
@article{arxiv.1912.07182,
title = {Effect of Pixelation on the Parameter Estimation of Single Molecule Trajectories},
author = {Milad R. Vahid and Bernard Hanzon and Raimund J. Ober},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07182},
year = {2020}
}