实时反馈驱动单粒子追踪技术的理论比较
仪器与探测器
2022-09-28 v2 化学物理
光学
摘要
实时反馈驱动单粒子追踪（RT-FD-SPT）是一种利用反馈控制实现对原生或近原生环境中自由扩散粒子进行单分子光谱分析的技术。现有多种不同的 RT-FD-SPT 方法，而基于实验结果的跨方法比较因样品与装置差异而用途有限。本研究中，我们使用统计计算与动力学模拟直接比较不同方法的性能。所考虑的方法包括轨道法、骑士巡游（栅格扫描）法与 MINFLUX，并且我们考虑了基于荧光与干涉散射（iSCAT）两种途径。精度与速度之间存在基本权衡：骑士巡游法可追踪最快的扩散但精度低，而 MINFLUX 精度最高但仅能追踪慢速扩散。为比较 iSCAT 与荧光，我们考虑了不同的生物样品，包括标记与内禀荧光样品。相较于荧光，iSCAT 的成功强烈依赖于粒子尺寸以及荧光粒子的密度与光物理特性。使用被追踪粒子可忽略吸收的 iSCAT 波长可提升照明强度，从而使 iSCAT 对多数样品提供更好的追踪。本工作凸显了 RT-FD-SPT 性能的基本方面，并应有助于针对特定应用选择合适方法。所用方法可轻松扩展至其他 RT-FD-SPT 方法。
引用
@article{arxiv.2207.02210,
title = {Theoretical comparison of real-time feedback-driven single-particle tracking techniques},
author = {Bertus van Heerden and Tjaart P. J. Krüger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.02210},
year = {2022}
}
备注
29 Pages, 8 figures. Replaced submitted manuscript with accepted manuscript. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. The published article may be found at https://doi.org/10.1063/5.0096729