微区XRF技术分析无机元素在植物中的原位分布

植物的无机元素分布特征对植物生理过程具有重要的指标作用, 可揭示营养物质分布、代谢途径及毒理耐受性等多种生命过程。用微区XRF技术测试样品中无机元素的分布, 具有原位无损、可进行较大面积样品连续成像分析以及前处理过程简单等诸多优势。将微区XRF技术应用于植物样品不同器官的无机元素分布检测, 旨在探讨该技术在植物样品测试中的仪器参数选择、样品前处理方法和数据后处理手段等对测试结果的影响。为得到可靠的实验结果, 对不同含水量的器官进行不同的前处理, 并比较不同驻留时间、测试腔体真空与否等仪器条件对测试结果的影响, 同时对数据处理方法进行探索, 包括对获得的数据进行图像叠加及对不同元素浓度比例进行半定量分析。研究结果表明, 微区XRF技术测试植物样品中无机元素分布具有一定的技术优势。     

基于频谱图像灰度共生矩阵的无损测温方法

本文提出了一种基于哈达玛变换的频谱图像灰度共生矩阵(Hadamard-GLCM)的高强度聚焦超声治疗无损测温方法。利用高强度聚焦超声辐照新鲜离体猪肉组织,获取辐照前后的B超图像的减影图像,采用Hadamard变换对其进行处理,获取频谱图像,将频谱图像的灰度共生矩阵惯性矩作为反应温度变化的信息参数。实验表明:不仅单组数据的Hadamard-GLCM惯性矩(HGMI)和温度能很好的线性拟合,而且多组数据的Hadamard-GLCM惯性矩与温度也成近似的线性关系,而且斜率非常接近,拟合度更接近1,误差小,对温度的分辨能力高,容错能力强,与传统的测温方法相比有着明显的优势,能为HIFU治疗过程中的无损测温提供有效的实时依据。     

封面故事

<正>电离辐射可以引起多种辐射生物学效应,已经被广泛应用于微生物的诱变育种。但是,目前人们关于电离辐射对微生物的作用机理及具体过程还认识有限。近年来,光谱技术已经逐步被用于微生物体细胞结构和组分的研究,其中,傅里叶变换红外光谱因为具有简单、快速、低廉、无损检测等优点,已成为一种强有力的生物分析检测技术,利     

生物组织的超声调制光学成像技术

具有超声定位的高空间分辨率和光学检测的高灵敏度的超声调制光学成像技术是一种有前途的无损的生物组织成像技术。文章阐述了该技术的成像原理,评述了前人在散射介质中声光作用机制的理论研究;介绍了该领域在技术路线上的最新研究进展;最后总结了超声调制光学成像技术的优点并展望了其在生物医学领域的应用前景。     

一种快速、无损大豆种子DNA提取方法的建立和应用

基因分型是进行植物基因功能的遗传分析和分子标记辅助育种的重要环节。该研究以大豆(Glycine max)成熟种子为材料, 建立了通过钻孔采集样品、快速提取DNA进行基因型鉴定的方法。用此方法, 一个熟练的工作人员可以在1个小时内完成120个样品的采集和DNA提取; 同时种子钻孔取样后, 不会对大豆种子的萌发造成影响。利用该方法获得的DNA可满足PCR扩增的要求。实验重复性好, 成功率在98%以上。这种快速且无损的大豆种子基因型鉴定方法可以用于鉴定杂交种子、品种纯度以及遗传分析等研究工作。     

番茄成熟度与其电学参数关系的研究

以5个成熟度的金棚一号番茄果实为材料,在126 Hz~5 MHz频率范围内,利用平行板电极系统研究了8个电参数与番茄成熟度的关系,从而筛选反映果实成熟度的评价电指标.结果表明:500 kHz~5 MHz是测定番茄果实电指标的最佳频率段;在最佳频率范围内,随着番茄成熟度的增加,果实的复阻抗值逐渐减小,而其相对介电常数值持续增加;在番茄的转色期,其损耗系数具有最大值,而复阻抗相角具有最小值.研究发现,在合适频率下复阻抗和相对介电常数可以作为辨别番茄果实成熟度的合适电参数,而损耗系数和复阻抗相角可以作为辨别其转色期的指标.     

一种对甲螨无形态损伤的DNA提取技术

甲螨是一类重要的土壤动物,体型微小,一般具有较厚的体壁。本研究针对甲螨这一特定类群,探讨了一种无形态特征损伤的DNA提取技术。通过结合试剂盒DNA提取法,并适当改进实验条件,设计出一套行之有效的DNA提取流程。通过对提取DNA之后的标本进行形态学观察,发现其主要的分类学特征均保存完好,可以作为凭证标本长期保存。本研究所提供的DNA提取技术既可以提取出足够的DNA又可以保留凭证标本,因此能有效促进甲螨分子分类学相关研究。     

窄等离子体吸收谱线宽度的纳米金锥用于光声成像

无损光声成像技术结合了纯光学成像高选择特性和纯超声成像中深穿透特性的优点,克服了光散射限制,实现了对活体深层组织的高分辨、高对比度成像。该成像技术对内源物质例如脱氧血红蛋白、含氧血红蛋白、黑色素、脂质等进行成像,提供了活体生物组织结构和功能信息,已经在生物医学领域表现出巨大的应用前景。然而,很多与病理过程相关的特征分子的光吸收能力较弱,在活体环境中难以被光声成像系统所识别,从而限制了光声成像技术的应用范围。基于功能纳米探针的光声成像-光声分子成像极大拓展光声成像的应用范围,可以在活体层面对病理过程进行分子水平的定性和定量研究,将为实现目标疾病的早期诊断提供强大的技术支持。本文发展在近红外具有窄吸收线宽(半高宽仅为60 nm)的纳米金锥作为新型的光声探针。通过选择不同径长比的纳米金锥,可以任意调节纳米金锥的吸收峰。通过调谐激光器的波长,可实现对不同吸收峰纳米金锥的选择性激发。纳米金锥将有可能用于多光谱光声成像,实现对不同靶标的目标分子探测。     

用侧向光源进行前列腺光声扫描成像的研究

光声成像技术是近年来兴起的前列腺早期检测与成像的新技术.前列腺组织的结构特征需要一种无创的且光穿透深度足够大的光声激发方式.本文设计了一种可用于经由尿道对前列腺光辐照的侧向光源,并结合直肠处长焦区聚焦式超声换能器的光声探测展开了前列腺仿体的光声扫描成像.结果表明,侧向光源有利于单侧吸收体的定位和成像,具有较好的成像范围和深度,结合侧向光源的旋转可实现全方位成像.因此该侧向光源有望成为早期前列腺肿瘤光声成像技术中一种新型的光源结构,具有重要意义.     

基于轻量级卷积神经网络的红鳍东方鲀个体身份无损识别方法

文章充分利用红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)体侧纹理特征提出了一种基于轻量级卷积神经网络的鱼类个体身份识别方法,可在无损前提下实现红鳍东方鲀个体身份的高精度识别。首先,采用SOLOv2模型进行前景分割,并结合红鳍东方鲀体型特点,通过质心和哈希值计算方法完成数据集生成和筛选;随后,从多维度分别测试主流深度学习图像分类骨干网络和不同损失函数在红鳍东方鲀身份识别中的效果;继而,在MobileNet v2骨干网络基础上,耦合Softmax Loss函数,建立了一种适用于红鳍东方鲀的个体身份无损识别的最优组合方法。研究结果表明,文章方法准确率可达90.2%,优于其他相关主流方法(准确率73.6%—89.3%),相关研究成果将为循环水养殖鱼类个体身份无损识别和精准生物量估算提供技术支撑。