粒子追踪测量的能量景观中的误差

追踪布朗粒子常被用来绘制它们所探索的能量景观。此类测量已被用于研究软材料中的许多生物过程和相互作用。然而，视频追踪不可避免地受到源自两种成像伪影的定位误差的污染：“静态”误差来自信号噪声，而“动态”误差则源于有限帧采集时间导致的运动模糊。我们证明，这些误差会导致所测能量景观中出现系统性且非平凡的偏差。我们推导出真实势与测量势之间的关系，该关系阐明了（除其他畸变外）近期研究报告的表观势中存在虚假双阱极小值的现象。我们进一步利用解析推导的结果和布朗动力学模拟，评估了几种典型的 trapping 势和 pair-interaction 势。特别地，我们表明，谐波势（如光阱）的表观弹簧刚度会因动态误差而增加，但因静态误差而减小。我们的公式可用于开发有效的校正方案，本文也对此进行了介绍。