smICA：用于活细胞中绝对荧光团浓度的定量、生命周期解析映射的开源软件
定量方法
2026-05-13 v5
摘要
高级显微技术是医学研究中观察和跟踪细胞内及其 compartments 中生物分子的关键工具。然而，传统荧光显微技术方法常常难以准确测量活细胞中荧光探针的绝对浓度。为克服这些限制，我们引入一种开源分析工具，smICA（Single-Molecule Image to Concentration Analyser）。smICA 方法提供绝对荧光团浓度的定量映射、信号的生命周期解析滤波方法、基于强度的细胞分段功能，仅需每个像素少量光子即可实现。我们的 approach 还缩短了确定每个细胞平均浓度所需时间，较传统在多位置进行的 FCS 测量快得多。为突出该方法的鲁棒性，我们通过体外（水溶液中的聚合物）和体内（活细胞中的聚合物和EGFP）实验将其验证于标准荧光相关谱法（FCS）测量。最后，我们展示了对活细胞中荧光标记 mRNA 浓度随时间演化的典型研究。所提出的方法及软件是进行定量单细胞研究的有前景的工具，包括但不限于蛋白质表达、生物分子降解（如蛋白质和 mRNA）以及监测酶活性反应。
引用
@article{arxiv.2410.00532,
title = {smICA: Open-Source Software for Quantitative, Lifetime-Resolved Mapping of Absolute Fluorophore Concentrations in Living Cells},
author = {Tomasz Kalwarczyk and Grzegorz Bubak and Jarosław Michalski and Antoni Lis and Karina Kwapiszewska and Marta Pilz and Adam Mamot and Olga Perzanowska and Joanna Kowalska and Jacek Jemielity and Robert Hołyst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.00532},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 8 figures, 31 references