通过对芯片照明引起的强度涨落应用 Haar 小波核分析实现片上 TIRF 纳米显微术
光学
2020-12-02 v1 生物物理
摘要
基于光子芯片的 TIRF 照明已被用于演示多种片上光学纳米显微术方法。样品由光波导内导引的电磁波模式产生的倏逝场照明。除了荧光团的光动力学特性外，波导模式还可以被进一步利用，引入可控的强度涨落，以供超分辨光学涨落成像 (SOFI) 等技术利用。然而，由模式产生的非均匀照明图案问题会导致重建图像中出现伪影。为了缓解这个问题，我们提出在应用 SOFI 之前，对原始图像堆栈执行 Haar 小波核 (HAWK) 分析。HAWK 生成一个比原始堆栈具有更高时空稀疏性的计算图像堆栈。在多模非均匀照明图案的情况下，HAWK 处理会打破模式图案，同时引入时空稀疏性，从而差异性地影响照明的非均匀性。因此，这有助于 SOFI 等纳米显微术方法更好地支持超分辨，否则由于原始图像中模式图案的空间相关性，超分辨能力会受损。此外，在 SOFI 之前应用 HAWK 可以在不降低时间分辨率的情况下缓解由非均匀照明引起的伪影问题。我们的实验结果证明了通过 HAWK 和 SOFI 的结合，实现了分辨率增强和伪影减少。
引用
@article{arxiv.2007.12899,
title = {On-chip TIRF nanoscopy by applying Haar wavelet kernel analysis on intensity fluctuations induced by chip illumination},
author = {Nikhil Jayakumar and Øystein I Helle and Krishna Agarwal and Balpreet Singh Ahluwalia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.12899},
year = {2020}
}