应用于生命科学研究的新工具──双光子激光显微镜

１７世纪,光学显微镜的发明导致了细胞的发现,从而打开了生命科学研究的大门。目前,一种新型显微镜─-双光子激光显微镜,同样使生命科学的研究手段发生了巨大变革,为２１世纪生物学家探索活细胞内各种分子的实时动态提供了有效工具。在１９９７年１月的Ｓｃｉｅｎｃｅ上,双光子技术的发明者,美国康乃尔大学的应用物理学家Ｗｅｂｂ和他的同事们,介绍了如何应用光子物理学研究了大脑活细胞中的一种关键物质─-５－羟色胺。但是,这一成果的意义已远远超过了对５－羟色胺研究的本身。按照ｗｅｂｂ的技术,在不伤害或杀死细胞的情况下,…     

倒置双光子显微镜的使用与维护

双光子激发荧光显微是一种非线性光学显微技术,它结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术,具有高时空分辨率、高信噪比和固有的三维层析分辨能力等优点。介绍了双光子显微镜的软硬件组成和技术参数,样品制备方法,双光子图像采集的常用操作规程,日常维护和仪器管理等方面。旨在为双光子仪器的使用者与管理者提供参考,使之更好地服务于教学与科研。     

生物科学研究中的激光多光子显微技术

本文综述了生物科学中近红外（NIR）多光子激光扫描显微技术的进展,其中包括：多光子显微特点,激光光源,荧光寿命的测量,多光子多色实时杂化荧光（FISH）,非人侵性活体光学解剖,植物学中的多光子显微技术,细胞的多光子显微损伤、皮米非入侵和非接触性外科手术等。     

激光共热扫描显微镜的光学层析特性研究

本文从理论上研究了激光共焦扫描显微镜的光学层析特性,并给出了探测器的针孔大小,聚焦物镜数值孔径与光学层析的关系,最后还给出了利用光学层技术发现的一种寄生虫新的形态结构的实验结果。     

人食管癌细胞株PTEN的激光共聚焦扫描显微镜检测

目的对人胚食管上皮永生化细胞株SHEE、SHEEMT、食管癌细胞株EC8712中PTEN表达情况进行定量比较和定位观察.方法采用激光共聚焦扫描显微镜光学切片和荧光探针的双重标记技术对三株细胞中PTEN的表达和分布情况进行检测.结果人食管癌细胞中PTEN主要表达在细胞浆和细胞核,在人胚食管癌上皮永生化细胞株SHEE、SHEEMT主要表达在细胞浆,食管癌细胞EC8712中细胞核表达增多,差异有统计学意义(P<0.01);PTEN在三种细胞株中表达强弱顺序为SHEE>SHEEMT>EC8712,差异有统计学意义(P<0.01).结论PTEN在SHEE、SHEEMT和EC8712分化程度不同的细胞株中均表达,表达和分布位置与分化程度相关.     

镜头：显微镜下的荧光世界

生命是我们这个星球上最值得骄傲的事情，多样性的生物使得我们的地球绚烂多彩。生命演化至今，人们在探索地外空间，寻找与地球相同或者类似的生命形式的时候，也对地球生命自身这个小宇宙充满了好奇。科学家们通过各种方法观察，研究生命的奥秘。荧光探针技术就是目前生命科学研究中最常见的方法之一。     

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。     

激光共焦扫描显微镜的光学层析特性研究(英文)

本文从理论上研究了激光共焦扫描显微镜的光学层析特性,并给出了探测器的针孔大小、聚焦物镜数值孔径与光学层析的关系,最后还给出了利用光学层析技术发现的一种寄生虫新的形态结构的实验结果     

电离辐射对血管内皮细胞骨架蛋白F-actin影响的激光共聚焦显微镜观察

目的： 观察电离辐射对血管内皮细胞骨架蛋白F-actin影响,探讨血管内皮细胞电离辐射损伤的机理.方法： 用Co60 γ射线对体外培养的血管内皮细胞进行0、2、4、6、8、10、12 Gy照射,于照射后6小时后用激光共聚焦显微镜对其细胞骨架蛋白F-actin进行观察.结果： 细胞骨架蛋白F-actin随着辐射剂量的增加而解聚增加,这种变化呈剂量依赖性.结论： 电离辐射对血管内皮细胞骨架蛋白F-actin的破坏可能是血管内皮细胞辐射损伤机体机理之一.     

利用激光共聚焦扫描显微镜对溃疡病菌侵染柑橘叶片的实时观察

柑橘溃疡病对柑橘产业造成了巨大损失,而研究柑橘与溃疡病菌的互作关系以及柑橘的感病和抗病性均需要观察溃疡病菌在柑橘寄主中的侵染和定殖过程。激光共聚焦扫描显微镜不仅可以观察活细胞,活组织的动态代谢过程,而且可以获得三维图像,对于病原菌在柑橘植物组织内的繁殖和致病机制研究具有重要意义。但是,选择适宜的植物材料和制片方法对激光共聚焦扫描显微镜的观察效果影响很大。本文对激光共聚焦扫描显微镜所观察的材料在其处理和观察方法上加以改进,获得了质量更好的图片和实验结果,也使得实验更为方便快捷。激光共聚焦扫描显微观察还在瞬时表达分析中得到应用,提高了柑橘瞬时表达分析的效果。通过将切片和压片相结合观察到溃疡病菌在不同时间点对柑橘叶片的侵染情况,而通过3D建模能观察到柑橘叶片不同组织层面中的病菌数量和病菌位置,为研究溃疡病菌在叶片中的定殖方式和入侵数量提供了前期基础。     

中国工程科技论坛——“实验动物与生命科学研究”

由中国工程院夏咸柱院士发起,中国工程院主办的"中国工程科技论坛——实验动物与生命科学研究"将于2011年10月18—19日在北京举办,会期2天。论坛首次将国家科技部、卫生部和农业部等有关部门     

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.     

激光共聚焦扫描显微镜和透射电镜观察大鼠纹状体内谷氨酸能突触连接的对比观察

目的 探讨使用激光共聚焦扫描显微镜 (Laser scanning confocal microscope,LSCM)观察大鼠纹状体内谷氨酸能突触连接的方法的可行性.方法 12只正常大鼠分为两组,6只大鼠进行纹状体中等棘刺神经元的CM-DiI 单细胞标记,然后Ⅰ型囊泡膜谷氨酸转运体(vesicular glutamate transporter 1,VGluT1 )免疫荧光标记,LSCM层扫后三维重建,观察VGluT1阳性位点在中等棘刺神经元树突上的分布.另外6只大鼠用TEM观察不对称性突触在纹状体神经元树突上的分布.对两种方法的结果进行比较.结果 用LSCM 和TEM方法观察到的纹状体神经元上谷氨酸能突触连接分布情况一致,没有统计学差异.但LSCM更具优越性的是,可以对图像进行三维重构,从而有利于对神经元之间突触连接的空间分布观察和定量分析.结论 神经细胞荧光标记技术结合LSCM观察是考察纹状体神经元上谷氨酸能突触连接的有效方法.     

综述: 用于神经活动观测的随机扫描双光子显微成像

双光子荧光显微镜是神经科学研究中的重要观测仪器,但是现有的商品化仪器受限于较低的成像速度,难以满足脑功能研究中毫秒量级神经信号检测的需要．基于声光偏转器的快速随机扫描双光子显微成像技术,有望在保持信噪比的同时提高观测速度．本文综述了这一研究的最新进展,从飞秒激光经过角色散器件后的时空演化理论、声光偏转器的色散补偿方法、随机扫描成像仪器及仪器应用到神经成像时钙信号的识别方法四个方面分别进行介绍,最后分析了随机扫描双光子显微成像技术的发展趋势．这项技术的系统深入研究将为神经活动观测提供一种全新的方法,推动脑科学研究的发展．     

北京生命科学研究所发现炎症性Caspase为细菌内毒素的胞内天然免疫受体

<正>北京生命科学研究所邵峰实验室近年来一直专注于研究宿主细胞质中感知细菌和病原细菌的分子免疫机制。2014年8月6日,该研究组最新的研究成果在Nature在线发表,他们发现人和小鼠的炎症性Caspase-4/5/11为胞内内毒素(Lipopolysac charide,LPS,脂多糖,俗称内毒素)的受体,直接结合LPS发生寡聚化而被激活,导致细胞炎症性坏死。在该项研究中,邵峰实验室研究人员首先建立了一个可以将LPS高效导入哺乳动物细胞内的转染     

用激光共聚焦显微镜观察纳络酮防治血管性痴呆大鼠对海马锥体细胞内钙离子的影响

目的:观察纳络酮预防性治疗血管性痴呆大鼠对海马锥体神经细胞内钙离子的影响。方法:将30只大鼠随机分为假手术组、模型组、防治组。利用钙离子敏感探针Fluo 3与钙离子络合后被激发产生荧光的特点,应用激光共聚焦显微镜观察海马锥体细胞内钙离子的荧光强度,应用图像分析技术记性处理。结果:荧光像素平均值假手术组为135.05±29.14;模型组为484.05±298.72较假手术组明显升高(P<0.01);防治组为139.39±30.74,较模型组明显降低(P<0.01)。结论:纳络酮防治血管性痴呆大鼠与其抑制钙离子内流保护海马神经元有关。     

记新一代微型化高分辨率双光子显微镜的诞生——程和平院士专访

正在生物医学领域,成像技术是最重要的技术手段之一,它让研究者能够观察到组织和细胞内正在发生的过程,为各项研究提供直接而确切的证据.传统的单光子荧光显微镜用单个光子将荧光分子激发到激发态,进而产生可被观测的荧光,而发明于1990年的双光子显微镜则是用两个光子来激发同一个荧光分子.与单光子显微镜相比,它所使用的激光波长更长(单个光子的能量更小),具备更高的组织穿透性和更小的光毒性.此外,双光子的激发能力与能     

慈姑根尖细胞染色体的激光共聚焦扫描显微镜观察结果

利用荧光标记和激光共聚焦扫描显微技术,观察了慈姑根尖细胞有丝分裂各个时期染色体的主要特征,获得十分理想的效果.与传统压片观察法比较,本实验方法成像更清晰,能方便地从不同角度观察整个细胞核中染色体的分布形态,更好地揭示细胞分裂中的染色体行为.     

“健康是人全面发展的基础”——胡锦涛 坚持科学发展观立志生命科学研究突出自主创新 始终保持微循环血流通畅健康益智长寿定有保障 立志生命科学研究探索人的生老病衰死奥秘 为提高人类健康水平作贡献（SMBL-09系列专有技术简介）

在生命科学研究中首先发现并提出：“微循环血流不畅是发生疾病有碍健康促进衰老损寿的早期主要原因”。（注：这一崭新的学说是中国蛇协急危重症医学研究所林可干医生等科技人员于20世纪90年代初在国内外尚未见类似报道时首先提出，当时已在国内外公开发行的刊物《蛇志》上发表）。