• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

利用深度学习辅助的单颗粒旋转分析测量生物凝聚物的黏度。

Viscosity Measurement in Biocondensates Using Deep-Learning-Assisted Single-Particle Rotational Analysis.

机构信息

Department of Chemistry, Key Laboratory of Bioorganic Phosphorus Chemistry & Chemical Biology (Ministry of Education), Tsinghua University, Beijing 100084, China.

National Laboratory of Biomacromolecules, CAS Center for Excellence in Biomacromolecules, Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China.

出版信息

J Phys Chem B. 2022 Oct 6;126(39):7541-7551. doi: 10.1021/acs.jpcb.2c03243. Epub 2022 Sep 21.

DOI:10.1021/acs.jpcb.2c03243
PMID:36129778
Abstract

Viscoelastic characterization is of great importance for the investigation of biomolecular condensates. Single-particle-tracking-based rotational diffusion analysis of single nanorods is an effective approach for quantitative viscosity measurement. However, in the case of high background and noise with high-speed image acquisition, accurate extraction of diffusivity from the data is a challenging task. Here, we develop a novel frequency-domain-based deep learning (DL) method for single nanorod rotational tracking analysis. We synthesized Brownian rotational time-series data for training, designed a data preprocessing module to reduce the effect of noise, and extracted rotational diffusion coefficient using recurrent neural networks in the frequency domain. Compared with the traditional curve-fitting-based methods, our method shows higher accuracy and a wider detection range for viscosity measurement. We verified our method using experimental data from plasmonic imaging of single gold nanorods (AuNRs) in glycerol solution and PGL droplets. Our method can be potentially applied to the viscosity measurement of different biomolecular condensates and .

摘要

粘弹性表征对于生物分子凝聚物的研究非常重要。基于单粒子跟踪的单纳米棒旋转扩散分析是一种定量测量粘度的有效方法。然而,在高速图像采集时存在高背景和噪声的情况下,从数据中准确提取扩散系数是一项具有挑战性的任务。在这里,我们开发了一种基于频域的新型深度学习(DL)方法,用于单纳米棒旋转跟踪分析。我们合成了用于训练的布朗旋转时间序列数据,设计了一个数据预处理模块来降低噪声的影响,并使用频域中的递归神经网络提取旋转扩散系数。与传统的基于曲线拟合的方法相比,我们的方法在粘度测量方面表现出更高的准确性和更宽的检测范围。我们使用等离子体成像实验数据验证了我们的方法,实验对象是甘油溶液和 PGL 液滴中的单个金纳米棒(AuNRs)。我们的方法可潜在应用于不同生物分子凝聚物的粘度测量。

相似文献

1
Viscosity Measurement in Biocondensates Using Deep-Learning-Assisted Single-Particle Rotational Analysis.利用深度学习辅助的单颗粒旋转分析测量生物凝聚物的黏度。
J Phys Chem B. 2022 Oct 6;126(39):7541-7551. doi: 10.1021/acs.jpcb.2c03243. Epub 2022 Sep 21.
2
In situ detection of protein corona on single particle by rotational diffusivity.通过旋转扩散系数对单颗粒上的蛋白质冠进行原位检测。
Nanoscale. 2019 Oct 10;11(39):18367-18374. doi: 10.1039/c9nr06072c.
3
Burst-by-Burst Measurement of Rotational Diffusion at Nanosecond Resolution Reveals Hot-Brownian Motion and Single-Chain Binding.纳秒分辨率下的逐爆测量揭示了热布朗运动和单链结合。
ACS Nano. 2023 Jul 11;17(13):12684-12692. doi: 10.1021/acsnano.3c03392. Epub 2023 Jun 23.
4
Sensitive single particle method for characterizing rapid rotational and translational diffusion and aspect ratio of anisotropic nanoparticles and its application in immunoassays.用于表征各向异性纳米颗粒快速旋转和平动扩散及纵横比的灵敏单颗粒方法及其在免疫分析中的应用。
Anal Chem. 2013 Oct 15;85(20):9433-8. doi: 10.1021/ac4023956. Epub 2013 Oct 4.
5
Development of a Self-Viscosity and Temperature-Compensated Technique for Highly Stable and Highly Sensitive Bead-Based Diffusometry.自粘性和温度补偿技术在高稳定性和高灵敏度基于微球的扩散技术中的应用
Biosensors (Basel). 2022 May 25;12(6):362. doi: 10.3390/bios12060362.
6
Deep Learning-Assisted Automated Multidimensional Single Particle Tracking in Living Cells.深度学习辅助的活细胞中多维单颗粒跟踪自动化。
Nano Lett. 2024 Mar 13;24(10):3082-3088. doi: 10.1021/acs.nanolett.3c04870. Epub 2024 Feb 28.
7
Ultrahigh-Speed Imaging of Rotational Diffusion on a Lipid Bilayer.超高速成像研究脂质双层上的旋转扩散。
Nano Lett. 2020 Oct 14;20(10):7213-7219. doi: 10.1021/acs.nanolett.0c02516. Epub 2020 Sep 2.
8
Visualizing Diffusional Dynamics of Gold Nanorods on Cell Membrane using Single Nanoparticle Darkfield Microscopy.利用单颗粒暗场显微镜观察金纳米棒在细胞膜上的扩散动力学。
J Vis Exp. 2021 Mar 5(169). doi: 10.3791/61603.
9
Investigation of Micro-volume Viscosity with Janus Microbeads Based on Rotational Brownian Motion.基于旋转布朗运动的类星型微球的微体积粘度研究。
Sensors (Basel). 2019 Mar 10;19(5):1217. doi: 10.3390/s19051217.
10
Performance of deep learning restoration methods for the extraction of particle dynamics in noisy microscopy image sequences.深度学习恢复方法在提取噪声显微镜图像序列中粒子动力学的性能。
Mol Biol Cell. 2021 Apr 19;32(9):903-914. doi: 10.1091/mbc.E20-11-0689. Epub 2021 Jan 27.

引用本文的文献

1
Extract latent features of single-particle trajectories with historical experience learning.利用历史经验学习提取单粒子轨迹的潜在特征。
Biophys J. 2023 Nov 21;122(22):4451-4466. doi: 10.1016/j.bpj.2023.10.023. Epub 2023 Oct 27.