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实现无粒子拾取的单粒子重建:突破检测极限。 (英语) Zbl 1517.94024号

摘要:单粒子低温电子显微镜(cryo-EM)最近加入了X射线结晶学和核磁共振波谱学,作为一种高分辨率的结构方法来解析生物大分子。在低温电子显微镜实验中,显微镜产生的图像称为显微照片。感兴趣的分子的投影嵌入在显微照片中未知位置和未知观察方向下。标准成像技术首先定位这些投影(检测),然后根据它们重建三维结构。不幸的是,高噪声水平阻碍了检测。当可靠的检测变得不可能时,标准技术就会失败。这是一个问题,尤其是对小分子来说。在本文中,我们寻求一种完全不同的方法:我们认为,原则上,结构可以直接从显微照片中重建,而无需中间检测。其目的是使小分子在低温环境中触手可及。为此,我们设计了一种自相关分析技术,可以直接从显微照片到所寻找的结构。这只需要对显微照片进行一次扫描,就可以对大型实验进行在线流式处理。我们展示了数值结果,并讨论了将这一概念证明转化为最先进算法的补充方法所面临的挑战。

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94甲12 信号理论(表征、重建、滤波等)
62英尺10英寸 点估计
92 C55 生物医学成像和信号处理
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