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Quantitative structured illumination microscopy via a physical model-based background filtering algorithm reveals actin dynamics

显微镜 线性 荧光显微镜 算法 超分辨率 荧光寿命成像显微镜 计算机科学 活细胞 生物系统 物理 荧光 生物物理学 光学 计算机视觉 生物 图像(数学) 量子力学
作者
Yanquan Mo,Kunhao Wang,Liuju Li,Shijia Xing,Shouhua Ye,Jiayuan Wen,Xinxin Duan,Ziying Luo,Gou Wen,Tongsheng Chen,Yuhui Zhang,Changliang Guo,Junchao Fan,Liangyi Chen
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:5
标识
DOI:10.1038/s41467-023-38808-8
摘要

Despite the prevalence of superresolution (SR) microscopy, quantitative live-cell SR imaging that maintains the completeness of delicate structures and the linearity of fluorescence signals remains an uncharted territory. Structured illumination microscopy (SIM) is the ideal tool for live-cell SR imaging. However, it suffers from an out-of-focus background that leads to reconstruction artifacts. Previous post hoc background suppression methods are prone to human bias, fail at densely labeled structures, and are nonlinear. Here, we propose a physical model-based Background Filtering method for living cell SR imaging combined with the 2D-SIM reconstruction procedure (BF-SIM). BF-SIM helps preserve intricate and weak structures down to sub-70 nm resolution while maintaining signal linearity, which allows for the discovery of dynamic actin structures that, to the best of our knowledge, have not been previously monitored.
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