暗视野

iSCAT、COBRI 和暗视野显微镜在 3D 定位和质量光度测定中的精度基本界限

摘要 干涉成像是一种新兴的粒子跟踪和质量光度测定技术。质量或位置是根据纳米粒子或单个分子相干散射的弱信号估计的，并与同向传播的参考信号相干。在这项工作中，我们进行了统计分析，并从散粒噪声受限图像中推导出感兴趣参数测量精度的下限。这是通过使用干涉成像技术的精确矢量模型，计算定位和质量估计的经典克拉美-罗界限 (CRB) 来实现的。然后，我们基于量子克拉美-罗形式推导出适用于任何成像系统的基本界限。这种方法可以对干涉散射显微镜 (iSCAT)、相干明场显微镜和暗场显微镜等常见技术进行严格和定量的比较。具体来说，我们证明了 iSCAT 中的光收集几何极大地提高了轴向位置灵敏度，并且用于质量估计的 Quantum CRB 产生的最小相对估计误差为 σ m / m = 1 / ( 2 √