蛍光変動分光法における自己相関関数と光子カウント分布のグローバル分析

蛍光相関分光法（FCS）および光子カウントヒストグラム（PCH）分析では、同じ実験的蛍光強度変動が使用されますが、各分析方法は信号の異なる特性に焦点を当てています。蛍光変動の相関の時間依存性減衰は、FCSで測定され、分子拡散係数と分数や減衰時間などのトリプレット状態パラメーターが生成されます。これらの変動の振幅分布は、分子輝度を生成するPCH分析によって計算されます。FCとPCHの両方が分子濃度に関する情報を提供します。ここでは、単一の蛍光変動トレースからFCSおよびPCHのモデル関数に関連する共通のパラメーターを同時に回復するグローバル分析プロトコルについて説明します。グローバル分析アプローチの適用により、単一の測定から利用可能な情報コンテンツを増やすことで、分子拡散係数と三重項状態のパラメーターのより正確な値、および分子輝度と分子数の堅牢で時間非依存の推定値が増加します。

In fluorescence correlation spectroscopy (FCS) and photon counting histogram (PCH) analysis, the same experimental fluorescence intensity fluctuations are used, but each analytical method focuses on a different property of the signal. The time-dependent decay of the correlation of fluorescence fluctuations is measured in FCS yielding molecular diffusion coefficients and triplet-state parameters such as fraction and decay time. The amplitude distribution of these fluctuations is calculated by PCH analysis yielding the molecular brightness. Both FCS and PCH give information about the molecular concentration. Here we describe a global analysis protocol that simultaneously recovers relevant and common parameters in model functions of FCS and PCH from a single fluorescence fluctuation trace. Application of a global analysis approach allows increasing the information content available from a single measurement that results in more accurate values of molecular diffusion coefficients and triplet-state parameters and also in robust, time-independent estimates of molecular brightness and number of molecules.