强度计数显微镜：从显微图像中在实空间测量粒子动力学

基于强度的显微技术的进步提升了我们在微观尺度上量化粒子运动的能力，从而为扩散和集体动力学提供了洞察。在此基础上，我们提出了一种新颖的实空间方法，分析显微图像上可变尺寸虚拟观测框内的强度涨落。通过对这些信号进行关联，我们揭示了强度均方变化 ⟨ΔI²(t)⟩ 中与盒子尺寸相对于粒子宽度强相关的不同时间区域。对于小盒子或短时间尺度，⟨ΔI²(t)⟩ 与均方位移成比例缩放；对于更长时间尺度和更大盒子，则与其平方根成比例缩放。我们发展了一个通用的理论框架来捕获这些区域，并将其明确应用于共聚焦显微镜成像的稀胶体悬浮液作为实验模型系统。这使得扩散系数的稳健提取和对粒子动力学的物理洞察成为可能。我们的方法补充了基于强度和实空间的分析，提供了一种直接从图像强度研究个体乃至集体行为的工具，即使在某些系统中无法分辨单个粒子。