Estimating the Dynamic Range of Quantitative Single-Molecule Localization Microscopy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In recent years, there have been significant advances in quantifying molecule copy number and protein stoichiometry with single-molecule localization microscopy (SMLM). However, as the density of fluorophores per diffraction-limited spot increases, distinguishing between detection events from different fluorophores becomes progressively more difficult, affecting the accuracy of such measurements. Although essential to the design of quantitative experiments, the dynamic range of SMLM counting techniques has not yet been studied in detail. Here we provide a working definition of the dynamic range for quantitative SMLM in terms of the relative number of missed localizations or blinks, and explore the photophysical and experimental parameters that affect it. We begin with a simple two-state model of blinking fluorophores, then extend the model to incorporate photobleaching and temporal binning by the detection camera. From these models, we first show that our estimates of the dynamic range agree with realistic simulations of the photoswitching. We find that the dynamic range scales inversely with the duty cycle when counting both blinks and localizations. Finally, we validate our theoretical approach on dSTORM datasets of photo-switching Alexa647 dyes. Our results should help guide researchers in designing and implementing SMLM-based molecular counting experiments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,019 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».