荧光成像技术及其在生命科学中的应用

近年来,荧光成像技术发展迅速,其成像系统通常为目前最先进的分析检测仪器之一的激光共聚焦显微镜,荧光探针是荧光成像技术的核心之一。作为新兴光学成像技术,荧光成像技术在生命科学领域中应用广泛,可用于蛋白质及金属离子检测,肿瘤疾病的诊断,并为药物新剂型的研究提供了新思路。     

激光共焦显微成像的最新进展及其在生命科学研究中的应用

激光扫描共聚焦显微镜近年来得到了迅速发展,是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。通过它可以对观察样品进行无创断层扫描和成像,在生物学和医学研究诊断的各个方面都得到了广泛的应用。本文主要介绍了激光扫描共焦显微镜的基本原理和发展状况,并着重介绍了在共焦荧光显微镜中采用薄荧光层和切片成像特性图来表征成像状态的功能。这种方法一般用于表征共聚焦和多光子显微镜的成像特性,是比较显微镜切片成像条件、成像质量等相关性能的重要依据。     

激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用

激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图象分析仪器,现已广泛应用于荧光定量测量、共焦图象分析、三维图象重建、活细胞动力学参数监测和胞间通讯研究等方面。其性能为普通光学显微镜质的飞跃,是电子显微镜的一个补充。本文以美国Ｍｅｒｉｄｉａｎ公司的ＡＣＡＳＵＬＴＩＭＡ３１２为例简要介绍了激光扫描共聚焦显微镜系统的结构、功能和生物学应用前景。     

激光扫描共聚焦显微镜在激光照射诱导细胞凋亡研究中的应用

激光扫描共聚焦显微镜结合荧光探针以及荧光共振能量转移技术,已成为近年来应用在活细胞中研究大分子行为的一种非常有效的研究工具。本文介绍这一技术在激光照射诱导细胞凋亡的研究中的应用。     

细胞内 NO 的荧光成像

NO是一种具有重要生物学意义的信息分子,在体内具有广泛的生物学特征。但由于NO的自由基性质,使得在活细胞中对低浓度、低寿命的NO实时监测异常困难。为了进一步了解NO在神经、免疫、血管和消化等多种系统中的生理功能,高度专一性的、高灵敏的荧光探针结合激光扫描共聚焦显微镜对活细胞中的NO进行实时、连续的成像已被广泛研究。该综述了近年来NO荧光探针的发展及其在生物成像中的应用。     

新型数字化高灵敏度荧光显微镜及其在生物学中的应用

尽管普通荧光显微镜已广泛应用于生物医学领域,其性能上还存在一些不足,为了克服它的弱点,借助于像增强器和ＣＣＤ,将倒置生物显微镜改造为数字化高灵敏度荧光显微镜,并增加动态图像获取功能。改进后的荧光显微镜具有以下优点：（１）灵敏度极高,可探测微弱的荧光图像;（２）运用图像融合技术,实现荧光准确定位;（３）适合于观察切片和活细胞;（４）可研究细胞荧光图像的动力学特征;（５）能够给出图像上各点的坐标和对应的发光强度,具有定量显示特点;（６）图像处理软件功能完善,操作方便。利用该荧光显微镜,以吖啶橙为荧光标记物观察正常细胞和凋亡细胞的不同状态,获得良好的实验效果。     

真菌的自发荧光现象研究

本试验用激光共聚焦扫描显微镜对三株不同真菌的菌丝、分子孢子以及子实体的自发荧光现象进行了观察,结果发现：处于相同培养条件的三株真菌的荧光分布特点不一,并且同一真菌在不同培养基条件下所表现的荧光现象亦有差异,说明真菌的自发荧光具有种属特异性并受到培养基质等因素的影响,而培养时间对荧光强度及类别的影响不显著。化学试剂的处理试验表明,弱碱性物质对真菌的荧光具有减弱效应,而强碱性物质对真菌的荧光则表现为增强,提示不同真菌细胞内的自发荧光物质结构上和组分上的差异,其变化可导致荧光性质的改变。     

抗砷细胞荧光染色后的激光共聚焦显微镜检测

目的:应用激光共聚焦显微镜检测活细胞内荧光物质含量.方法:传代培养长期低剂量砷诱导的抗砷细胞,用荧光染料Rhodamine-123对细胞染色30min,实验组与维拉帕米(Verapamil)共同孵育,对照组为单加Rhodamine-123的抗砷细胞.应用激光共聚焦显微镜采集Rhodamine-123的荧光图像动态序列,并且记录不同时间段的细胞内荧光强度.结果:实验组细胞染色12h,24h,36h,48h,60h后,荧光强度依次为(51.567±0.7572)、(46.533±0.7095)、(39.557±0.601)、(38.6±0.6245)和(38.505±0.718),明显高于同时间段对照组的荧光强度,差异均有显著性(P＜0.01).结论:应用激光共聚焦显微成像技术能进行活细胞水平荧光物质实时定量检测.     

荧光显微术在当代植物细胞生物学研究中的应用

自从八十年前第一次在显微镜下观察到生物组织经紫外线照射后发射荧光的现象以来,荧光显微术不断获得进步,现已发展成细胞生物学中一个重要的研究手段。高度的灵敏性和专一性、制样与观察程序的简便、尤其是适宜于活细胞研究等特点,是它所具有的独特长处。荧光显微术特别是免疫荧光技术在现代医学生物学研究中的应用是一个     

烟草悬浮细胞在凋亡过程中Ca2+分布的共聚焦显微成像研究

以Fluo-3AM为游离Ca²⁺荧光探针,利用激光扫描共聚焦显微镜（Laser Scanning Confocal Microscope,LSCM）对烟草悬浮细胞在热激诱导的凋亡过程中Ca²⁺时空分布进行了研究。结果显示,在正常细胞中,Ca²⁺集中分布在细胞壁和细胞核中,细胞质中分布较少;在凋亡早期细胞中,细胞质中Ca²⁺的浓度增加;在凋亡晚期的细胞中,细胞核中的Ca²⁺浓度增加较为明显。结果提示,在凋亡过程中,Ca²⁺的定位分布存在一定的规律。     

激光扫描共聚焦显微镜活细胞成像方法优化

激光扫描共聚焦显微镜可用于固定样品和活细胞样品的成像,近年来得到了广泛的应用。本文介绍了激光扫描共聚焦显微镜的基本原理及其在活细胞成像中的应用,并以FV10-ASW Viewer4.2软件为例,从扫描速度、分辨率、降噪、光电倍增调节、多参数协同优化、成像质量评估、图像后期处理等多个角度总结了激光扫描共聚焦活细胞成像系统的方法优化和推荐参数设置。本文的工作可以为活细胞实验提供一定参考。     

利用转盘共聚焦显微镜进行快速实验的新方法

转盘共聚焦显微镜是快速激光共聚焦显微镜的一种,与传统的激光共聚焦显微镜相比具有一些相同点,也有其特有的优势。本文主要介绍转盘共聚焦显微镜的基本原理及如何利用转盘共聚焦显微镜进行快速实验及应用实例,并与传统激光共聚焦显微镜进行比较。转盘共聚焦显微镜具有速度快、灵敏度高、对样品光损伤和光淬灭程度低、操作灵活简单,是随着实验技术发展使用越来越广泛的实验仪器。     

激光共聚焦显微镜在肿瘤免疫治疗检测中的应用

目的:通过激光共聚焦显微镜对肿瘤生物治疗后患者的外周血淋巴细胞进行亚群计数,为生物治疗后外周血淋巴细胞无法分群的肿瘤患者提供新的监测免疫功能状态的方法。方法:收集35例肿瘤生物治疗后患者的外周血标本,通过激光共聚焦显微镜和流式细胞仪两种方法分别对患者外周血淋巴细胞亚群进行分类计数。结果:流式细胞仪和激光共聚焦显微镜同时分类计数的患者外周血细胞标本30例,两种方法在检测CD3、CD3~+/CD4~+、CD3~+/CD8~+、CD3-/CD16~+56~+、CD3-/CD19~+细胞时均无统计学差异(P值0.05);5例流式细胞仪无法将患者外周血淋巴细胞分群的样本,通过激光共聚焦显微镜可以进行分类计数。结论:激光共聚焦显微镜亦可以用于外周血淋巴细胞的分类计数。     

CBL教学模式在细胞研究进展教学中的应用效果

目的:探讨案例式教学(CBL)教学模式在细胞研究进展教学中的应用效果。方法:选择我校2013~2015级选修"细胞研究进展"的学生80人为研究对象,按选修课程时间的不同分为实验组及常规组各40例。常规组实施传统的教学模式(LBL),实验组实施CBL教学模式,调查两组学生的教学效果并比较两组学生考试得分情况。结果:实验组学生分析问题的能力、临床思维的建立、课堂积极性及教学满意度得分均高于常规组,差异均有统计学意义(P0.05)。实验组学生临床案例分析及临床操作能力得分均高于常规组,差异均有统计学意义(P0.05)。结论:对选修细胞研究进展课程的学生采用CBL模式进行教学,有助于其建立临床思维,提高临床操作能力,提高学生对教学的满意度。     

柴胡解毒汤对人肝星状细胞LX-2增殖及凋亡的影响

目的:观察柴胡解毒汤含药血清对人肝星状细胞LX-2增殖、凋亡情况的影响,探究其抗肝纤维化作用的可能机制。方法:将Wistar大鼠分为实验组与对照组,分别以柴胡解毒汤、生理盐水灌胃5天后取血制备大鼠含药血清与正常血清。同时复苏人肝星状细胞LX-2后进行细胞培养和细胞传代。当肝星状细胞数量达到预定值时,将肝星状细胞分为对照组和药物组。观察LX-2细胞在与含药血清孵育24 h、36 h、48 h、72 h后,用CCK-8比色法测定细胞的增殖抑制率。用流式细胞术(Annexin V-FITC,PI染色法)检测细胞凋亡的概况。结果:柴胡解毒汤含药血清在给药24 h后可抑制LX-2细胞的增殖,36 h、48 h、72 h的增殖抑制率分别为0.37%、0.46%、0.44%,并可诱导LX-2细胞发生凋亡,48 h、72 h凋亡概率分别为(9.80±0.95)%、(36.40±5.09)%,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:柴胡解毒汤具有抑制LX-2细胞增殖、诱导LX-2细胞发生凋亡的能力,这可能是柴胡解毒汤抗纤维化作用的机制之一。     

细胞共培养在牙周膜干细胞相关研究中的应用

细胞共培养是一种将不同种类、不同来源的细胞在同一个体系中进行培养、增殖的技术,在细胞间的相互作用、细胞信号转导、细胞功能性间隙连接等方面的研究中有重要作用。近年来,随着组织工程学和干细胞技术的飞速发展,牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)已成为研究热点之一。将PDLSCs与不同的细胞共培养,可研究其免疫调节机制及定向分化作用;在牙周组织工程中,则可为组织修复材料的研究提供技术支持。故本文对目前细胞共培养技术在PDLSCs研究中的应用做一简要综述。     

miR-34a在幼鼠海马神经元细胞增殖和凋亡中的作用

目的:探讨miR-34a在幼鼠海马神经元细胞增殖凋亡中的作用。方法:分离幼鼠海马神经元细胞,转染miR-34a抑制剂(miR-34a inhibitor)、抑制剂对照(inhibitor control)、miR-34a模拟物(miR-34a mimics)、模拟物对照(mimics control),RT-PCR检测细胞中miR-34a表达水平。MTT检测转染后细胞增殖情况。流式细胞仪检测细胞凋亡情况。Western blot检测细胞中Cleaved-caspase-3、Bcl-2、Bax的表达水平。结果:转染miR-34a inhibitor可以抑制miR-34a的表达,miR-34a mimics可以促进miR-34a的表达。miR-34a mimics对细胞增殖抑制率明显高于mimics control组(P0.05),miR-34a inhibitor组抑制率明显低于inhibitor control组(P0.05)。miR-34a inhibitor组神经元细胞凋亡率明显低于inhibitor control组(P0.05),miR-34a mimics组神经元细胞凋亡率明显高于mimics control组(P0.01),inhibitor control组和mimics control组神经元细胞凋亡率差异不显著(P0.05)。miR-34a inhibitor组Cleaved-caspase-3、Bax蛋白表达量低于inhibitor control组,差异显著(P0.05);miR-34a inhibitor组Bcl-2蛋白表达量高于inhibitor control组,差异显著(P0.05);miR-34a mimics组Cleaved-caspase-3、Bax蛋白表达量高于mimics control,差异显著(P0.05);miR-34a mimics组Bcl-2蛋白表达量低于mimics control,差异显著(P0.05)。结论:miR-34a抑制海马神经元细胞增殖,促进细胞凋亡,其作用机制可能与调控Cleaved-caspase-3、Bcl-2、Bax表达有关。     

Electrophysiological and Fluorescence Microscopy Studies with HERG Channel/EGFP Fusion Proteins

HERG (human ether-a-go-go-related gene) encodes the Kv11.1 protein α-subunit that underlies the rapidly activating delayed rectifier K⁺ current (I _Kr) in the heart. Alterations in the functional properties or membrane incorporation of HERG channels, either by genetic mutations or by administration of drugs, play major roles in the development of life-threatening torsades de pointes cardiac arrhythmias. Visualization of ion channel localization is facilitated by enhanced green fluorescent protein (EGFP) tagging, but this process can alter their properties. The aim of the present study was to characterize the electrophysiological properties and the cellular localization of HERG channels in which EGFP was tagged either to the C terminus (HERG/EGFP) or to the N terminus (EGFP/HERG). These fusion constructs were transiently expressed in human embryonic kidney (HEK) 293 cells, and the whole-cell patch-clamp configuration and a confocal laser scanning microscope with primary anti-HERG antibodies and fluorescently labeled secondary antibodies were used. For EGFP/HERG channels the deactivation kinetics were faster and the peak tail current density was reduced when compared to both wild-type HERG channels and HERG/EGFP channels. Laser scanning microscopic studies showed that both fusion proteins were localized in the cytoplasm and on discrete microdomains in the plasma membrane. The extent of labeling with anti-HERG antibodies of HEK 293 cells expressing EGFP/HERG channels was less when compared to HERG/EGFP channels. In conclusion, both electrophysiological and immunocytochemical studies showed that EGFP/HERG channels themselves have a protein trafficking defect. HERG/EGFP channels have similar properties as untagged HERG channels and, thus, might be especially useful for fluorescence microscopy studies.     

电子病历系统在医院信息管理系统中应用初探

电子病历系统是通过计算机等电子设备为载体,对医院患者的诊疗活动进行数字化记录的软件。电子病历中详细记录了医嘱、病程、过敏史、影像检查结果、出院记录等多项医疗数据。电子病历完整、系统、科学地记录了患者身体健康情况以及历次就诊记录,通过一个维度将患者内部不同层次的信息有机的联系在一起。与传统的纸张病历相比,电子病历可以迅速实现不同时间、不同医院医疗信息的高效整合以及信息共享,为临床诊疗提供大量科学准确的信息,大大提高医院的服务效率。本文通过电子病历系统在医院信息管理系统中的应用情况进行简要分析,以期提高电子病历系统在临床中解决实际医疗问题的能力。     

虎杖提取物对人胰腺癌细胞系Panc-1增殖与凋亡的影响

目的:通过虎杖提取物干预人胰腺癌细胞系Panc-1,探讨虎杖提取物对人胰腺癌细胞增殖凋亡表型的影响。方法:制备不同浓度(0、10、50、100、150、200μg/m L)的虎杖提取物,将各个浓度的虎杖提取物分别加入待处理的人胰腺癌Panc-1细胞系中持续培养24 h后,利用CCK-8(cell counting kit-8)法检测细胞株Panc-1的增殖活性;将100μg/m L虎杖提取物处理人胰腺癌细胞系Panc-124 h后,利用流式细胞术(FCM)检测其细胞周期及凋亡分布;100μg/m L虎杖提取物处理人胰腺癌细胞株Panc-124 h后,提取细胞总RNA及总蛋白,后续利用实时荧光定量PCR及Western blot分别检测人胰腺癌细胞株Panc-1增殖标志基因PCNA、CDK2及凋亡标志基因BAD、BAX的转录和翻译水平。结果:CCK-8结果表明虎杖提取物对人胰腺癌细胞系Panc-1细胞增殖的抑制率随浓度增加;流式细胞术结果显示虎杖提取物抑制人胰腺癌细胞增殖促进其凋亡;荧光定量PCR和Western blot结果显示虎杖提取物能使人胰腺癌细胞增殖标志基因PCNA,CDK2表达量下降,凋亡标志基因BAD,BAX表达量上升。结论:虎杖提取物能够抑制人胰腺癌细胞系Panc-1细胞增殖并促进其凋亡。