Límites de rendimiento en la localización de partículas tridimensionales en microscopía limitada por fotones

Presentamos los límites de rendimiento en la precisión de localización tridimensional (3D) de los métodos actualmente utilizados en microscopía de superlocalización de campo amplio. Los tres métodos investigados son la microscopía de doble hélice, la imagen astigmática y la detección biplana. En el límite de ruido de disparo, los cálculos del límite inferior de Cramer-Rao muestran que, entre estas técnicas, el microscopio de doble hélice exhibe la mejor precisión axial y de localización 3D en sistemas de corta y larga profundidad de campo. La ventaja fundamental de los sistemas de función de dispersión de puntos diseñados, como el de doble hélice, proviene de los grados de libertad adicionales disponibles para controlar la difracción en tres dimensiones sobre regiones de interés variables.