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超分辨率荧光显微镜中的统计分子计数：朝向定量纳米镜
摘要。超分辨率显微镜迅速成为生命科学中的分析工具的重要性。一个引人注目的特征是能够使用（Live）细胞中荧光标记的La-Bel生物学单位，并且比传统的Mi-Croscopy允许的分辨率要高得多。然而，在观察到的流体团数方面，以这种方式获得的图像缺乏绝对强度量表。在本文中，我们讨论了对伴随它随之而来的这种流体团和统计挑战的艺术方法的状态。尤其是，我们建议通过单标记转换（SMS）显微镜生成的时间序列的调节方案，这使得可以从原始数据中以统计意义的方式量化标记数量。为此，我们对流膜片中的光子生成的整个过程进行建模，它们通过显微镜，检测和光电放大器在相机中的传播以及从显微镜图像中提取时间序列。这些建模步骤的核心是通过在两个时标（HTMM）上运行的新型隐藏的Markov模型对浮游机体动力学的仔细描述。在估计过程中，还推断出了流量转变速率的流动型数量，有关流体小子内部状态的动力学转变速率的信息。我们就将模型应用于模拟或测量的荧光痕迹时出现的计算问题，并说明了我们在模拟数据上的方法。关键词和短语：分子计数，超分辨率显微镜，定量纳米镜检查，生物物理学和计算生物学，无宿主隐藏的马尔可夫模型，统计变薄。
社论：生物和非生物胁迫中的叶绿素荧光分析，第二卷
叶绿素荧光发射是由吸收的光能引起的，这些光能不会以热量的形式消散，也不会用于植物的光合作用反应。光合作用分为两个不同的部分，即光反应和二氧化碳 (CO 2 ) 固定。在光反应中，光能被用来生成氧化蛋白质复合物，该复合物能够在光系统 II (PSII) 中从水中提取电子，同时重新激发提取的电子以还原光系统 I (PSI) 中的 NADP +。这些“光收集”反应导致 ATP 和还原力（还原铁氧还蛋白和 NADPH）的形成，随后通过卡尔文 - 本森 - 巴沙姆循环进行 CO 2 固定。叶绿素 a 荧光分析可以确定直接用于光化学的吸收光能量，并估计生物或非生物胁迫下的光合作用效率 ( Moustakas 等人，2021 年；Moustakas，2022 年)。叶绿素 a 荧光信号可以根据光合作用活性进行解释，以获得有关光合作用机构状态的信息，尤其是光系统 II (PSII) 的状态信息 ( Murchie 和 Lawson，2013 年；Moustakas 等人，2021 年)。叶绿素荧光测量已广泛用于探测光合作用机制的功能和筛选不同作物以耐受各种压力和营养需求（Guidi 和 Calatayud，2014 年；Kalaji 等人，2016 年；Sperdouli 等人，2021 年；Moustakas 等人，2022a 年）。使用脉冲幅度调制 (PAM) 方法可以主要计算引导至 PSII 进行光化学反应的吸收光能量，这些能量通过非光化学猝灭 (NPQ) 机制以热量形式耗散或通过不太明确的非辐射荧光过程耗散，分别标记为 F PSII 、F NPQ 和 F NO ，它们的总和等于 1（Kramer 等人，2004 年）。在本研究中，我们总结了本期特刊中的文章，为读者更新了该主题，并讨论了叶绿素荧光的当前应用
碳量子点作为荧光纳米化学传感器用于选择性检测氨基酸
碳量子点 (CD) 是小于 10 纳米的碳纳米粒子，具有吸引人的光致发光特性、良好的水溶性、高稳定性和生物相容性。该名称源于其最重要的特性：荧光，这使它们可以与量子点（荧光半导体纳米粒子）同化。它们与这些的不同之处在于它们主要由碳组成，碳是一种通常无毒的元素，预计这将为它们在生物领域的应用带来显著优势。因此，CD 这个名字反映了发射与入射光不同波长的光的组成和特性。自从 Xu 等人发现它们以来，CD 一直被广泛地用作光的来源。 2004 年，1 圆二色球被应用于不同的基础研究环境和非常技术性的应用，从分子通讯 2-5 到治疗诊断 6，以及用于检测特定分析物 7、8，特别是金属离子。 9-11 此外，正如 Sun 等人所证明的，通过表面钝化，圆二色球荧光产量大大增加。 12 虽然圆二色球荧光的化学-物理机制尚未完全了解，13 但文献中发现，荧光可以通过多种因素进行调节：粒度（量子效应）、表面基团、表面缺陷、具有不同程度 π 共轭的荧光团和位于团簇的 sp 2 碳和基质的 sp 3 碳之间的电子空穴。 14 − 16 最近的研究表明，光学特性会因所用的合成方法、钝化、掺杂和 CD 的尺寸而有很大差异。17 − 22 这表明荧光可能取决于纳米粒子的表面，特别是可能导致某些波长吸收的“表面缺陷”。23 因此，表面的功能化
通过荧光光谱与CARS-PLS模型
非线性PAH及其独特的化学结构与PAH的致癌性密切相关。5的PHE衍生物是具有显着性致癌性的PAH，PHE已成为PAHS研究中的代表化合物。6土壤作为一种重要介质，负责超过90％的PHE环境负荷，这很难降低土壤，并且随着时间的积累，其毒性变得越来越强大。7 - 9土壤中PHE造成的污染不仅会阻碍其正常功能，还会导致农作物的产量降低和农业产品安全问题，最终将通过食物链对人体造成极大的严重伤害。10 - 12世界卫生组织的国际癌症研究所宣布了一类致癌物，已证明其在人体中的存在会导致单调细胞的损害，从而通过高浓度的自由基浓度，甚至会损害损害。13 - 15鉴于PHE造成的人类健康和土壤环境的巨大威胁，研究对土壤生态系统污染的PHE污染的监测非常重要。13 - 15鉴于PHE造成的人类健康和土壤环境的巨大威胁，研究对土壤生态系统污染的PHE污染的监测非常重要。
可调荧光发射，适用于多色发光二极管和声控智能照明应用
智能家居/城市是物联网的重要体现之一，2 涉及各种类型的电子设备，如智能照明系统、3、4 音频视频设备和安全系统。5 其中，语音激活智能照明可以翻译语音命令，实现对灯光的控制。目前，发光二极管 (LED) 和有机发光二极管 (OLED) 已成为智能家居/城市的流行照明系统，6 而具有可调色发射的有机荧光材料是 OLED、7 生物传感、生物成像、8、9 防伪等潜在应用的重要组成部分。 10 与无机荧光粉相比，有机材料具有精确的分子结构，且分子骨架易于修改，有利于获得具有奇妙光物理性质的各种荧光材料，例如稳定的发光自由基、11 颜色可调的发射，以及单线态裂变、12 室温磷光 13 等。14,15 因此，人们致力于开发新型有机荧光材料，以实现具有先进应用的高科技有机电子器件。此外，已经构建了许多用于多色发射以及白光发射的可调荧光发射有机分子，例如比率响应发光材料、16
戒烟配体新型传感器的荧光激活机制及药物渗透成像
Luebbert* 1,3 , Annet EM Blom 5 , Bruce N. Cohen 1 , Jonathan S. Marvin 4 , Philip M. Borden 4 , Charlene H. Kim 1 , Anand K. Muthusamy 5 , Amol V. Shivange 1 , Hailey J. Knox 5 , Hugo Rego Campello 6 , Jonathan H. Wang 1 , Dennis A. Dougherty 5 , Loren L. Looger 4 , Timothy Gallagher 6 , Douglas C. Rees 5,7 , Henry A. Lester 1ª * 共同第一作者 1 加州理工学院生物与生物工程系
荧光寿命成像用于量化不同肿瘤微环境中的靶向药物输送
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证下可用（未经同行评审认证）是作者/资助者，他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2024 年 1 月 15 日发布。；https://doi.org/10.1101/2024.01.12.575453 doi：bioRxiv 预印本
一个用于融合遥感数据的贝叶斯分层框架：太阳引起荧光
太阳能诱导的叶绿素荧光（SIF）已成为植被生产力和植物健康的有效指标。SIF的全球量化及其社会不确定性产生了许多重要的功能，包括改善碳通量估计，改善碳源和水槽的识别，监测各种生态系统以及评估碳序列工作。长期，区域到全球尺度监测现在是可行的，可以从多种地球观察卫星中获得SIF估计。这些努力可以通过严格的卫星SIF数据产品中存在的不确定性来源的严格核算来帮助这些努力。在本文中，我们引入了一个贝叶斯分层模型（BHM），以估算从1°×1◦分辨率分辨率分辨出具有全球覆盖的旋转碳天文台-2（OCO-2）卫星观测中的SIF和关联不确定性。我们的建模框架的层次结构允许方便模型规范，各种变异源的量化以及通过回归模型中的傅立叶项纳入季节性SIF信息。模型框架利用大多数温带土地区域的SIF可预测的季节性。所得数据产品以相同时空分辨率的现有大气二氧化碳估计值进行了补充。