近场光学显微术在生物大分子探测与功能研究中的应用

近场光学显微术是唯一一种具有单分子探测灵敏度,且在对生物样品研究时无损伤的一门新兴的高分辨光学显微术,它是根据近场光学理论在扫描探针显微术的基础上发展起来的。它突破了传统光学显微术衍射极限的限制,可在不损伤样品的情况下同时获得其形貌像和光学像,故在探测单个生物分子并研究其结构和功能以及分子间的相互作用等方面具有显著优势。本文主要介绍近几年来近场光学显微术在生物分子探测和功能研究,以及在分子生物学研究中的应用与进展。     

量子点的近场激发荧光特性研究

近场光学显微镜具有nm量级的空间分辨率,量子点(quantum dots,QDs)荧光探针具有激发谱宽、发射谱线窄、荧光强度高、抗光漂白和稳定性高等优点,两者结合用于生物大分子的成像探测和识别具有广泛的应用前景。用近场光学显微镜对链霉亲和素偶联的QDs进行近场荧光激发,并对其荧光发射特性和光稳定性进行研究,结果表明:近场光学显微镜nm量级的空间分辨率,可以同时观察到了QDs的单体、二聚体和三聚体;QDs的荧光发射强度高,近场荧光像对比度好,单量子点的荧光半高宽达到25nm;对一定入射波长的单色激发光,QDs的近场荧光强度随着激发功率密度的增加线性增加,并很快趋于稳定。与传统的荧光染料如异硫氰酸荧光素相比,QDs的稳定性非常好,在激发功率密度为300W/cm2的近场辐射下,量子点的荧光强度超过6h基本保持不变,其抗光漂白能力远远高于普通荧光染料。     

近场扫描光学成像结合量子点标记的纳米技术在细胞生物学中的应用

近场扫描光学显微镜（NSOM）对传统的光学分辨极限产生了革命性的突破,可在超高光学分辨率下无侵人性和无破坏性地对生物样品进行观测。量子点（QDs）具有极好的光学性能,如荧光寿命长、激发谱宽、生物相容性强、光稳定性好等优点,适合先进的生物成像。NSOM结合QDs标记的纳米技术被应用在细胞生物学中。通过纳米量级NSOM免疫荧光成像（50nm）对特定蛋白分子在细胞表面的动态分布进行可视化研究和数量化分析,阐明了蛋白分子在不同细胞过程中的作用机制。因此,NSOM／QD基成像系统提供了单个蛋白分子最高分辨率的荧光图像,为可视化研究蛋白分子机制的提供了一种强有力的工具。     

用近场光学显微镜观察红细胞的自发荧光

传统的自体荧光检测技术均是对大量细胞或组织进行检测,而近场光学显微技术由于具有较高分辨率和能够同时获取样品的外部形貌和光学信息等特点,有望成为一种研究单个细胞自体发光机理、疾病诊断和检测单个细胞自体荧光光谱的新技术。本文通过应用近场光学显微镜观察不同形状红细胞的外部形貌和光学信息,来初步探讨近场光学显微技术在这方面的应用前景。     

原子力显微镜观察丹皮多糖分子的形貌结构及自组装行为

运用原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)技术对丹皮多糖的形貌结构进行研究。采用多糖水溶液液珠滴降法制样,AFM非接触模式(non-contact mode)扫描。AFM图像显示,丹皮多糖分子呈现近似球形的结构形貌,小球形颗粒直径为50 nm~80 nm左右,推测是丹皮多糖的基本结构单位。在一定浓度和条件下,丹皮多糖分子小球形颗粒可发生聚集,其中以直径约170 nm~220 nm的圈状和中空球聚集体结构较有代表性。将多糖稀溶液80℃加热,可促进多糖分子发生自组装,缔合形成长链超分子结构。超分子结构中的每一亚单位亦由小球形颗粒聚集紧缩而成。AFM图像研究表明丹皮多糖分子在水溶液中倾向采取球状或线团构象并通过链间氢键作用形成分子缔合组装。     

基于多参数成像AFM的细胞及分子力学特性探测研究进展

原子力显微镜(AFM)的发明为微纳尺度下高分辨率探测天然状态生物样本的物理特性提供了强大工具,是对传统生化特性检测方法的有力补充.近年来,多参数成像模式AFM的出现使得人们不仅可以获取生物样本表面形貌特征,还能同时获取生物样本多种力学特性图(如杨氏模量、黏附力、形变等),为研究生物结构、力学特性及其生理功能之间的关联提供了新的技术手段.多参数成像AFM的生物医学应用研究为细胞/分子生理活动及相关疾病内在机理带来了大量新的认识.本文结合作者在AFM细胞探测方面的研究工作,介绍了多参数成像AFM工作原理,总结了多参数成像AFM在细胞及分子力学特性探测方面的研究进展,并对其存在的问题进行了讨论和展望.     

近场光学显微镜结合量子点标记人胃腺癌SGC-7901细胞靶点的观察

扫描近场光学显微镜突破衍射极限,具有纳米量级的空间分辨率,量子点(QD s)标记有荧光强度高且抗光漂白能力强等优点。结合上述两种技术,对人胃腺癌SGC-7901细胞膜表面特异性结合的叶酸受体(FR)进行成像探测,获得了叶酸受体在SGC-7901细胞膜表面上的分布,以及细胞内化外源性叶酸过程中叶酸受体在细胞膜表面的分布变化,成像的光学分辨率达到120 nm。实验结果表明:特异性结合的叶酸受体在SGC-7901细胞膜表面的分布,绝大部分是以聚集体的形式存在。随着SGC-7901细胞内化叶酸量的增加,叶酸受体在细胞膜表面的分布密度逐渐降低,并在经过120 m in左右趋于稳定。上述方法和手段为实现单细胞水平上靶点分布和变化的长期监测,肿瘤细胞内化受体的机制研究提供了新的技术途径。     

原子力显微镜在生物医学上的应用

原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是扫描探针显微镜(SPM)的一种,其分辨率达到纳米级,能对从原子到分子尺度的结构进行三维成像和测量,能观察任何活的生命样品及动态过程。本文概述了AFM的基本工作原理及在生物医学上对DNA、蛋白质、细胞及生物过程等方面进行的研究。     

近场扫描光学显微镜及其在生物学领域的应用

评述了近场扫描光学显微镜（near-field scanning optical microscopy,NSOM）的仪器构造、工作原理及其在生物学领域的应用成果。对NSOM目前存在的主要问题进行了讨论,并展望了NSOM在该领域的发展潜力。     

柯萨奇B1病毒VP1基因片段原子力显微镜成像分析

用原子力显微镜(AFM)观察线性DNA并探讨其成像条件。用RT-PCR技术扩增柯萨奇B1病毒VP1基因DNA片段,纯化回收后配制成含和不含1mmol/LMgCl2的水溶液,DNA终浓度为100μg/ml。分别取20μl滴加在新鲜解理的云母片上,吸附1min,用滤纸吸去残液,氮气吹干,在室温下采用MultiModeAFMNanoscopeⅢa的敲击模式成像。同时比较新制备的和多次使用过的探针所获得图像的质量,对两种探针进行扫描电镜观察。电泳证明获得了0.83kb的VP1基因DNA线性片段。Mg2+存在时,DNA在云母片上吸附延展较好,所获图像质量优于无Mg2+时。新制备的探针较多次使用过的探针所获图象分辨率更高。DNA分子的表观宽度为18±2.9nm,高度为0.8±0.2nm。说明AFM能以高分辨率直接观察DNA分子,Mg2+的存在和高质量的探针有助于获得理想的图象。     

在牙周炎局部迟发性变态反应中肥大细胞超微结构的观察

对２０例临床诊断为牙周炎的龈组织切片进行肥大细胞超微结构的观察结果：肥大细胞（ＭＣ）位于结缔组织,在慢性炎症区以淋巴细胞及浆细胞为主,肥大细胞位于其间,靠近肥大细胞有胶原原纤维及成纤维细胞。肥大细胞外形不规则,核较小,胞质（ＰＭ）内布满含有单位膜的嗜饿颗粒紧密相接,颗粒呈不同形状,有的靠近质膜,有的位于膜外。电子致密度亦不同,根据肥大细胞形态的改变及与周围细胞的关系,可以认为当肥大细胞与微生物及炎症产物接触后释放出可溶性介质,引起一系列的炎症反应及迟发性变态反应。     

500例疑似需氧菌性阴道炎患者阴道分泌物镜检和生化检测结果对比分析

目的探讨需氧菌性阴道炎（AV）生化检测法的临床应用价值。方法使用镜检和生化检测对500例疑似AV患者阴道分泌物进行检查,对检测结果进行对比分析。结果在500例疑似AV患者中,镜检法检出阳性患者409例,生化检测法共检出阳性患者414例。两种方法的诊断符合率为96.60%,二者呈中度一致性（Kappa=0.783,P〈0.05）。以镜检法为标准,生化检测法的敏感度为98.53%、特异性为87.91%。结论生化检测法对AV诊断具有很高的敏感度和特异度,且与镜检法符合率高,值得临床推广使用。     

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     

给兔的蛛网膜下腔注射蛇毒新克痛宁的实验观察

观察不同剂量新克痛宁注入兔蛛网膜下腔后反应及对神经组织作用.结果表明:新克痛宁0.3～1.2μkg~(-1)无不良反应.光镜下多极神经元胞体、核、核仁及尼氏体的分布、形态无异常,电镜下见细胞膜、细胞核、核仁及线粒体无异常改变.实验结果证实,新克痛宁对神经组织均未引起组织细胞学方面的变化.     

西藏灵菇奶对抗生素相关性腹泻小鼠肠道菌群的调整作用

目的研究用西藏灵菇对抗生素引起的肠道菌群失调及病理变化的调整作用.方法由林可霉素造成小鼠腹泻模型,并证实肠道菌群紊乱后,将其分成灵菇奶治疗组和自然恢复组,7 d后对每个组小鼠进行肠道菌群检测,同时取回肠末段组织标本用光镜及电镜观察黏膜结构的变化.结果抗生素模型组大多数小鼠肠道黏膜出现不同程度的损害,小鼠肠道的正常菌群及病理组织改变基本恢复正常.结论灵菇奶不仅对肠道菌群有调整作用,而且对肠黏膜的修复有一定作用.     

细菌性阴道病联合测定技术在BV诊断中的应用

目的 探讨生化法在细菌性阴道病(BV)诊断中的应用价值.方法 分别使用镜检法和生化法对1466例就诊者的阴道分泌物进行检测.结果 在1 466例受检者中,使用生化法检出BV患者1 297例,使用镜检法检出BV患者1 301例.经统计学分析,二者检出BV的阳性率差异无统计学意义(x2=0.46,P＞0.05),且二者的符合率为97.14％ (1424/1466).结论 生化法检测准确快速,适宜在基层医院推广使用.     

Automatic cell counting with ImageJ

Cell counting is an important routine procedure. However, to date there is no comprehensive, easy to use, and inexpensive solution for routine cell counting, and this procedure usually needs to be performed manually. Here, we report a complete solution for automatic cell counting in which a conventional light microscope is equipped with a web camera to obtain images of a suspension of mammalian cells in a hemocytometer assembly. Based on the ImageJ toolbox, we devised two algorithms to automatically count these cells. This approach is approximately 10 times faster and yields more reliable and consistent results compared with manual counting.     

轮状病毒检测技术

轮状病毒是人和动物急性腹泻的重要病原 ,对轮状病毒进行快速、准确的检测对于疾病监测和疫情控制极为重要。从病原学、免疫学以及基因检测三方面 ,总结了轮状病毒检测技术的发展状况 ,重点介绍了较为成熟的免疫学技术 ,最新发展的实时荧光定量PCR、核酸序列依赖的扩增等分子生物学新技术 ,并对未来轮状病毒检测技术的发展趋势进行了展望。     

原子力显微镜对壳聚糖分形结构的研究

利用原子力显微镜（Atomic Force Microscope,AFM)研究了壳聚糖分子在云母表面的分形聚集生长过程,并对壳聚糖分形生长的作用机理及其生长过程进行研究,发现壳聚糖分子在聚集生长过程呈传统的具有分形特征的正态分布和奇异分布。在壳聚糖聚集生长过程中,由于溶液的自然挥发,形成了云母基片中心位置的壳聚糖浓度相对较高,而周围壳聚糖的浓度相对较低的阶梯分布,因此呈现出中部的胶粒大而周围的胶粒较小的现象。AFM图像显示在云母片的中心部位壳聚糖分子聚集生长为“树”形结构而在边缘部位呈“星”形结构,这两种结构都具有典型的自相似性,壳聚糖的分形生长与其计算机模拟树形模式和DLCA模式拟合得很好。     

番茄叶组织培养中愈伤组织形成和器官发生的细胞学和微形态学研究

以番茄叶外植体为材料,研究了不同的生长素和细胞分裂素及其浓度配比对叶外植体培养行为的影响;同时,利用细胞学和扫描电子显微镜技术观察了愈伤组织形成和器官发生过程。结果表明,不同种类及浓度配比的生长素和细胞分裂素直接影响愈伤组织的物理状态、大小和形成的速度以及器官分化的频率和速度。叶外植体切口处的叶肉细胞,维管薄壁细胞和维管束上方的少数叶肉细胞首先启动脱分化而开始分裂,这些细胞的活跃分裂和分化导致在外植体表层形成由薄壁细胞、维管组织和无分化状态的表层分生细胞团组成的愈伤组织。而不定芽则通过愈伤组织的薄壁细胞再次脱分化和再分化活动而形成,为“外起源”。认为存在由植物激素决定的“无分化活性”和“有分化活性”二种性质的愈伤组织。