| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 引言 | 第8-11页 |
| 1.2 研究现状及意义 | 第11页 |
| 1.3 本课题的研究目标 | 第11页 |
| 1.4 本文需要解决的关键问题 | 第11-12页 |
| 1.5 论文的内容安排 | 第12-14页 |
| 2 超高分辨率光学显微镜 | 第14-32页 |
| 2.1 远场光学显微镜分辨率极限 | 第14-15页 |
| 2.2 隐失波探测成像 | 第15-17页 |
| 2.2.1 近场扫描光学显微镜 | 第15-16页 |
| 2.2.2 光学超结构透镜成像 | 第16-17页 |
| 2.3 远场增强分辨率光学显微镜 | 第17-21页 |
| 2.3.1 激光扫描共聚焦显微镜及双光子激发 | 第17-19页 |
| 2.3.2 4Pi 和 I5M 显微镜 | 第19-20页 |
| 2.3.3 SIM 显微镜 | 第20-21页 |
| 2.4 远场超高分辨率 RESOLFT 显微镜 | 第21-25页 |
| 2.4.1 STED/CW-STED | 第21-23页 |
| 2.4.2 GSD | 第23-24页 |
| 2.4.3 SSIM/SPEM | 第24-25页 |
| 2.5 远场超高分辨率定位显微镜 | 第25-27页 |
| 2.5.1 (f)PALM 和(d)STORM | 第25-26页 |
| 2.5.2 其他远场超高分辨率定位显微镜 | 第26-27页 |
| 2.6 三维(f)PALM 和(d)STORM 成像 | 第27-30页 |
| 2.7 (d)STORM 和(f)PALM 图像重建现状 | 第30-32页 |
| 3 (f)PALM 和(d)STORM 成像系统搭建 | 第32-42页 |
| 3.1 (f)PALM 和(d)STORM 硬件系统搭建 | 第32-38页 |
| 3.1.1 光学系统设计 | 第32页 |
| 3.1.2 激光光源 | 第32-34页 |
| 3.1.3 激光控制 | 第34-35页 |
| 3.1.4 宽场照明/全内反射照明自由切换 | 第35页 |
| 3.1.5 显微镜系统 | 第35-36页 |
| 3.1.6 荧光激光与 EMCCD 曝光同步控制 | 第36-37页 |
| 3.1.7 信号采集 | 第37-38页 |
| 3.2 f(PALM)和(d)STORM 软件系统搭建 | 第38-42页 |
| 4 单分子定位荧光显微镜及定位算法理论 | 第42-50页 |
| 4.1 远场光学显微镜点扩散函数 | 第42页 |
| 4.2 高斯近似 | 第42-43页 |
| 4.3 EMCCD | 第43-45页 |
| 4.3.1 EMCCD 噪声 | 第44页 |
| 4.3.2 光电子数估计 | 第44-45页 |
| 4.4 单分子理论定位精度 | 第45-46页 |
| 4.5 基于 CUDA 的 Levenberg-Marquardt 非线性最小二乘拟合 | 第46-50页 |
| 5 超高分辨率图像重建算法 SNSMIL | 第50-72页 |
| 5.1 Rose 判据和单分子闪烁质量 | 第50页 |
| 5.2 SNSMIL 算法步骤 | 第50-55页 |
| 5.2.1 第 1 步：强度转为光电子数 | 第51-52页 |
| 5.2.2 第 2 步：查找局域最大点 | 第52页 |
| 5.2.3 第 3 步：剔除太近的局域最大点 | 第52页 |
| 5.2.4 第 4 步：高斯平滑 | 第52-53页 |
| 5.2.5 第 5 步：估计局域背景，CNR，质量 | 第53页 |
| 5.2.6 第 6 步：通过 Rose 判据和质量Q识别单分子信号 | 第53页 |
| 5.2.7 第 7 步：Levenberg-Marquardt 非线性拟合及筛选 | 第53-54页 |
| 5.2.8 第 8 步：渲染重建 | 第54-55页 |
| 5.3 SNSMIL 与其他算法比较 | 第55-60页 |
| 5.3.1 模拟 | 第55-56页 |
| 5.3.2 比较 | 第56-60页 |
| 5.4 SNSMIL 参数对识别精度和定位精度的影响 | 第60-64页 |
| 5.5 实验结果 | 第64-70页 |
| 5.6 SNSMIL 实时分析能力 | 第70-72页 |
| 6 样本漂移修正 | 第72-84页 |
| 6.1 引言 | 第72页 |
| 6.2 二维样品漂移修正 | 第72-84页 |
| 6.2.1 光路设计 | 第72-73页 |
| 6.2.2 理论模型 | 第73-74页 |
| 6.2.3 漂移步长为正态分布的模拟结果 | 第74-76页 |
| 6.2.4 漂移步长为均匀分布的模拟结果 | 第76-78页 |
| 6.2.5 线性漂移的模拟结果 | 第78-80页 |
| 6.2.6 dSTORM 实验 | 第80-81页 |
| 6.2.7 实验结果 | 第81-84页 |
| 7 总结与展望 | 第84-86页 |
| 7.1 全篇总结 | 第84页 |
| 7.2 正在进行的及后续研究工作的展望 | 第84-86页 |
| 7.2.1 自动单分子荧光事件识别 | 第84-85页 |
| 7.2.2 三维样品漂移修正 | 第85页 |
| 7.2.3 基于超级振荡透镜的超高分辨率扫描光学显微镜 | 第85页 |
| 7.2.4 基于 Airy 光束的超高分辨率光学显微镜 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86-88页 |
| 参考文献 | 第88-96页 |
| 附录 | 第96-110页 |
| A 作者在攻读博士学位期间发表和拟发表论文目录 | 第96页 |
| B 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第96页 |
| C 单分子定位精度推导过程 | 第96-100页 |
| D 单分子识别定位软件参数设置 | 第100-109页 |
| E SNSMIL 软件使用 | 第109-110页 |
