NL2012169C2

NL2012169C2 - Determining the average number of localizations per emitter and the average number of emitters associated with one site in localization microscopy.

Info

Publication number: NL2012169C2
Application number: NL2012169A
Authority: NL
Inventors: Bernd Rieger; Robert Pieter Joachim Nieuwenhuizen; Sjoerd Stallinga
Original assignee: Univ Delft Tech; Stichting Tech Wetenschapp
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2015-08-06

Claims

1. Werkwijze voor het bepalen van het gemiddeld aantal lokalisaties per locatie en/of het gemiddeld aantal emitters per locatie onder gebruikmaking van een localisatiemicroscoop, waarbij de localisatiemicroscoop is aangepast voor het genereren van één of meerdere superresolutieafbeeldingen van emitters in een monster, de werkwijze omvattende: het meten van het cumulatieve aantal lokalisaties in een superresolutieafbeelding die door de localisatiemicroscoop is opgenomen en het fitten van het gemeten cumulatief aantal lokalisaties aan een exponentiele functie, bij voorkeur een exponentiele functie van de vorm y=a(1-exp(-bt)), om een bleeksnelheid kbi te bepalen; het op basis van de gemeten lokalisaties in ten minste één van de één of meerdere superresolutieafbeeldingen bepalen van een spatiele correlatieparameter Q(t) en het fitten van de gemeten spatiele correlatieparameter Q(t) aan een spatiele correlatiefunctie Q (kbi, Mo», μ; t) , die is afgeleid van een fotofysisch knippermodel voor het modelleren van het fotofysische gedrag van de emitters, inclusief het effect van fotoschakelen en fotobleken, om het asymptotisch aantal lokalisaties per emitter NU en de stoichometrische parameter μ te bepalen; het bepalen van het gemiddelde aantal van emitters per locatie op basis van de stoichometrische parameter μ; en/of, het bepalen van het gemiddelde aantal lokalisaties <M> per locatie op basis van de gefitte waarden kbi, NU en μ.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 waarbij de spatiele correlatieparameterfunctie Q(kbi, NU, μ;t) wordt gegeven door:

3. Werkwijze volgens conclusies 1 of 2 waarbij μ wordt gegeven door:

waarbij S het aantal emitters per locatie is.

4. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-3 waarbij het gemiddeld aantal lokalisaties per locatie <M> wordt gegeven door:

5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4 waarbij het meten van een spatiele correlatieparameter Q als functie van tijd t op basis van lokalisaties in ten minste één van de één of meerdere superresolutieafbeeldingen omvat: het bepalen van een set van lokalisaties door het voor een bepaalde tijd meten van lokalisaties in één of meerdere afbeeldingen; het verdelen van de set van lokalisaties in twee statistisch onafhankelijke sets fi en f2; het bepalen van een spatiele correlatie als een functie van q door het berekenen van:

waarbij q de spatiele frequentie is en het dakje Λ de Fourier transformatie van f(q) aangeeft; en, het bepalen van Q op basis van de spatiele correlatie.

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-5 waarbij S=1 en μ = 0 zodat de spatiele correlatieparameterfunctie Q(t) alleen afhangt van de bleeksnelheid kbi en het asymptotische aantal lokalisaties per molecuul Mc.

7. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-5 waarbij een locatie één of twee emitters omvat en waarbij de waarschijnlijkheid dat een locatie één emitter bevat 1-p is en de waarschijnlijkheid dat een locatie twee emitters bevat p zodat <S>=l+p en μ = 2p/(l+p) en zodat een één-op-één overeenkomst tussen μ en <S> wordt verkregen.

8. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-5 waarbij S een Poissonverdeling volgt zodat beide parameters M~ en μ bepaald worden op basis van de gemeten spatiele correlatieparameter Q(t).

9. Een beeldverwerkingsmodule voor gebruik in een localisatiemicroscoop, waarbij de beeldverwerkingsmodule is geconfigureerd voor het bepalen van het gemiddeld aantal lokalisaties per locatie en/of het gemiddeld aantal emitters per locatie, waarbij de localisatiemicroscoop is aangepast voor het genereren van één of meerdere superresolutieafbeeldingen van emitters in een monster, waarbij de beeldverwerkingsmodule is geconfigureerd voor: het meten van het cumulatieve aantal lokalisaties in een superresolutieafbeelding die door de localisatiemicroscoop is opgenomen en het fitten van het gemeten cumulatief aantal lokalisaties aan een exponentiele functie, bij voorkeur een exponentiele functie van de vorm y=a(1-exp(-bt)), om een bleeksnelheid kbi te bepalen; het op basis van de gemeten lokalisaties in ten minste één van de één of meerdere superresolutieafbeeldingen bepalen van een spatiele correlatieparameter Q(t) en het fitten van de gemeten spatiele correlatieparameter Q(t) aan een spatiele correlatiefunctie Q(kbi,Μ»,μ;t), die is afgeleid van een fotofysisch knippermodel voor het modelleren van het fotofysische gedrag van de emitters, inclusief het effect van fotoschakelen en fotobleken, om het asymptotisch aantal lokalisaties per emitter Moo en de stoichometrische parameter μ te bepalen; het bepalen van het gemiddelde aantal van emitters per locatie op basis van de stoichometrische parameter μ; en/of, het bepalen van het gemiddelde aantal lokalisaties <M> per locatie op basis van de gefitte waarden kbi, Moo en μ.

10. Beeldverwerkingsmodule volgens conclusie 9, waarbij de spatiele correlatieparameterfunctie Q (kbi, Mm, μ; t) wordt gegeven door:

waarbij μ wordt gegeven door:

waarbij S het aantal emitters per locatie is; en, waarbij het gemiddeld aantal lokalisaties per locatie <M> wordt gegeven door:

11. Beeldverwerkingsmodule volgens conclusie 9 of 10, waarbij het meten van een spatiele correlatieparameter Q als functie van tijd t op basis van lokalisaties in ten minste één van de één of meerdere superresolutieafbeeldingen omvat: het bepalen van een set van lokalisaties door het voor een bepaalde tijd meten van lokalisaties in één of meerdere afbeeldingen; het verdelen van de set van lokalisaties in twee statistisch onafhankelijke sets fi en f2; het bepalen van een spatiele correlatie als een functie van q door het berekenen van:

12. Gebruik van een beeldverwerkingsmodule volgens één van de conclusies 9-11 in een microscoopsysteem, bij voorkeur een localisatiemicroscoopsysteem.

13. Een microscoopsysteem omvattende een beeldverwerkingsmodule volgens één van de conclusies 9-11.

14. Computerprogrammaproduct omvattende softwarecode onderdelen die geconfigureerd zijn als ze uitgevoerd worden in het geheugen van een computer, de methode stappen volgens één van de conclusies 1-8 executeert.