분자 다중 이미징 방법 및 장치

Abstract

다양한 생체 분자들이 세포 혹은 조직 내에서 어떻게 공간적으로 분포되어 있는지 알아내기 위해 필수적인 다분자 형광 이미징(multiplexed fluorescent imaging)을 개시한다. 본 개시는 형광 물질의 선정, 검출 파장대, 신호 분리 알고리즘을 새롭게 설계하여 한 번의 표지 및 이미징으로 10개 이상의 서로 다른 생체 분자 이미지를 얻을 수 있다. 본 개시는 형광 물질의 방출 스펙트럼 없이 이미지를 분리하는 블라인드 분리 기술인데, 이 기술에서는 4쌍의 형광 물질을 사용하는데 각 쌍은 방출 스펙트럼이 겹치는 2개의 형광 물질로 구성된다. 각 쌍의 형광 물질은 하나의 여기 레이저(excitation)에 의해서만 강하게 여기된다. 각 쌍마다 검출 파장대가 다른 2 개의 이미지가 얻어지며, 두 이미지는 상호정보량 최소화(mutual information minimization)를 통해 형광 물질 방출 스펙트럼 정보 없이 분리된다. 이 두 이미지는 그람-슈미트(Gram-Schmidt) 직교화 및 형광 측정 기반 분리법을 통해서도 분리될 수 있다. 이 신호 분리를 각 형광 물질 쌍마다 반복한다. 여기에 더해 위의 8개의 형광 물질의 발광 스펙트럼과는 겹치지 않는 파장대에서 발광하는 large stoke's shift 형광 물질을 두 개 추가하여 총 10개 이상의 형광 물질을 동시에 사용할 수 있다.