同步辐射方法在生命科学中的应用

同步辐射方法在生命科学研究中有着十分重要的应用。上海光源是我国建造的第一个第三代同步辐射装置,本文结合上海光源首批建造的光束线站,介绍了几类同步辐射实验方法在生命科学中的应用。     

同步辐射在植物科学研究中的应用

同步辐射是一种新型的光源,逐步被广泛应用于物理、化学、材料以及生命科学等研究领域。本文简单介绍了同步辐射在植物科学领域的应用成果。     

同步辐射在显微CT中的应用

计算机X射线断层成像技术（CT）是利用X射线的穿透能力对物体进行扫描,所得信号经过反投影的算法而得到物体二维分布的一种成像方法,已经在医学诊断、工业探伤等领域广泛应用。但是由于实验室光源的低通量,光源点大小及其单色性等限制了其向高分辨发展,通常其分辨率在0．5mm左右。利用微焦点X射线源作为光源的显微CT分辨率可以达到微米量级,但是由于其光通量低且为非单色光,对不同样品有不同程度的束线硬化,影响了其真实分辨率。同步辐射作为一种新兴的光源有高亮度、高光子通量、高准直性、高极化性、高相干性及宽的频谱范围的特点,配合高分辨的X射线探测器,可以发展同步辐射显微CT,其分辨率可达10μm以下。利用同步辐射的高空间相干性开展位相衬度显微CT的研究,对低吸收物质也可以清晰三维成像。新建的上海光源的X射线成像及生物医学应用线站开展了三维显微CT方面的研究,经过初步试验,得到了较好的结果。     

自由电子激光在生物学中的应用

同步辐射的发展和应用已经极大的推动了自然科学包括生物学的巨大发展,其中结构生物学更是离不开X射线衍射分析,小角散射等。X射线自由电子激光(XFEL)相比同步辐射具有更高强度,完全相干等特点,被称为第四代光源。科学家已经利用XFEL实现了尺度约为1微米的蛋白质晶体的高分辨率结构解析,并且也实现了单颗粒的病毒的低分辨重构。未来,XFEL将会为生物学的发展打开一扇新的大门。     

小角X-射线散射法解析多结构域蛋白质或复合物的溶液结构

随着同步辐射装置的建设与发展及各种建模方法的产生与完善,小角X-射线散射（small angle X-ray scattering,SAXS）法已经逐渐成为结构生物学中的一种重要的工具。SAXS可以用于研究溶液中生物大分子的结构及构象变化,蛋白质的组装、折叠等动态过程。本文对SAXS的基本原理、常用的研究技术和建模方法及其应用进行了综述。     

同步辐射圆二色谱及其在糖生物学及生物分子中的应用

同步辐射圆二色谱与普通圆二色谱相比,特点在于向真空紫外波段（〈200nm）拓展,以及同步辐射所提供的高强度紫外和真空紫外光源。糖的圆二色谱结构主要在200nm以下。蛋白质和核酸在200nm以下的真空紫外范围,也具有丰富的光谱结构。因此向真空紫外拓展,伴随新的电子跃迁,对应新的光谱结构,包含更丰富的结构信息,确定的结构种类就越多和越精确。同步辐射高强度的真空紫外光源,是获得高质量真空紫外圆二色谱数据的保证,为糖及糖蛋白、蛋白质和核酸研究提供了溶液中结构探测新的实验方法。综述同步辐射圆二色谱特点及其在结构生物学中的应用,以及新发展的蛋白质圆二色谱数据库（PCDDB）。介绍已对外开放的北京同步辐射实验室同步辐射圆二色谱探测,及其在蛋白质、糖和核酸研究中的应用,以及基于微流控混合芯片的亚毫秒动态探测发展。     

两种微体化石三维无损成像技术的对比

近年来,各种X射线三维无损成像技术在古生物学领域的应用越来越广泛。但是,不同的X射线三维无损成像技术针对不同保存类型和尺寸的化石标本在成像效果上各有利弊。本文以埃迪卡拉纪陡山沱组磷酸盐化的动物胚胎化石为研究对象,将目前应用最广的两种X射线三维无损成像方法,即基于实验室X光源的吸收衬度显微断层成像技术和基于同步辐射光源的相位衬度显微断层成像技术进行了对比分析。通过对两种技术的原理、效率、空间分辨率和图像衬度的对比,认为基于同步辐射光源的相位衬度显微断层成像技术是目前对于均一矿化的微体化石最佳的三维无损成像解决方案。     

劳埃晶体学时代的到来

近年来,人们对古老的劳埃衍射技术重产生了浓厚的兴趣,这主要是因为世界各地新的同步辐射光源的建成;各种先进的插入件,诸如波形器（wiggler）、波荡器（undulator)的飞速发展;以及利用这类光源通过时间分辨晶体学来研究分子研究动态变化的前景,在过去的十年中,理论研究已经阐明了多波长衍射几何学的特征,在很大幅度上加深了我们对劳埃法的认识。劳埃数据处理方法及其软件开发也因此有所创新。曾在相当长的时间内限制这项技术应用的劳埃数据处理中的大部分问题存在已经得到解决;同步辐射光源,束线光学器件及X射线探测器等方面也都取得了显著的进步。表态劳埃实验得到的结构因子振幅在质量上已同单波长数据相当。晶体中反应易于启动的时间分辨劳埃实验已经开始在一系列生物分子体系中得到成功的实践,由此得到的关于结构动力学的信息是任何其它传统的衍射方法所无能为力的。这些静态的及时间分辨的实验说明了劳埃已经开始走向成熟,并指明了今后发展的方向, 即对晶体的镶嵌度和劳埃衍射点的相应能量宽度的正确处理、扩散散射的考虑,时间分辨实验中低浓度瞬态中间物结构的测定等等。     

小角X射线散射实验中蛋白质溶液的辐照损伤及防护方法

随着同步辐射光源（尤其是目前快速发展的第四代同步辐射光源）技术的进步,可用于实验的辐射通量越来越高,实验样品（特别是蛋白质等生物大分子样品）受到的辐照损伤也越来越严重。在全球现有的同步辐射装置上,蛋白质等生物大分子溶液专用小角X射线散射（SAXS）实验站的光子通量基本上都在1013cps量级。在如此高的通量下,蛋白质等生物大分子溶液样品在实验测量中受到的辐照损伤极其严重。如果没有有效的辐照防护措施,蛋白质溶液样品在毫秒级辐照时间内便会辐照损伤,导致不能获取有效的实验数据。辐照损伤严重制约了SAXS实验技术在蛋白质溶液样品方面的应用。因而,认识蛋白质溶液样品辐照损伤的产生机理、影响因素、判断标准,以及有效降低辐照损伤程度、延缓辐照损伤产生时间的方法,对于蛋白质等生物大分子溶液的散射实验具有重要的指导意义。本文在简要概述生物大分子溶液样品辐照损伤产生机理、影响因素、辐照剂量等基本概念的基础上,重点综述了同步辐射SAXS实验中辐照损伤的判断标准和防护措施。此外,本文还对比了各种防护措施的优缺点,讨论了在建HEPS新光源中SAXS束线可用的散射数据采集时间,指出辐照损伤防护剂是有价值的研究方向...     

同步辐射X射线断层显微成像揭示无颌类盔甲鱼的组织学与内部解剖（英文）

同步辐射X射线断层显微成像已经成为古生物研究中一种新的重要手段,能够在不损坏化石的前提下,提供化石内部超高分辨率的三维成像。利用瑞士光源最先进的同步辐射X射线断层显微成像技术,研究分析了7个采自浙江长兴志留系(约4.28亿年前)的早期盔甲鱼类浙江曙鱼三维立体保存脑颅化石。同步辐射X射线显微成像结果显示,盔甲鱼脑颅完全由软骨组成,并没有软骨外成骨存在的证据;盔甲鱼脑颅解剖结构能够被精细保存下来,很大程度上归功于脑颅软骨与周围软组织在埋藏过程中的异时分解。利用AMIRA或AVIZO等计算机三维虚拟复原软件,三维虚拟复原了7个曙鱼脑颅模型,首次揭示出盔甲鱼脑颅内部详细的解剖结构。初步研究结果显示盔甲鱼的脑颅已经发生了显著的重组,具备了颌发育所必需的先决条件。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Cause of Senescence of Nine Sorts of Flowers

The levels of endogenous phytohormones and respiratory rate in nine sorts of flowers such as Cymbidium faberi Rolfe, Nopalxochia ackermannii Kunth and others were investigated both at full bloom and senescence and meanwhile the effect of exogenous phytohormones on prolonging the blossoms and promoting ethylene production were tested. There is a high content of endogenous ethylene in all the long-lived flowere, about 3–16 folds higer than the short-lived ones. There is a high level of ABA at full blooming flowers of short-lived flowers, in which there is no or only some cytokinins in it, but the ratio of CTK (6BA+zeatin)/ABA is smaller(l.7). The endogenous ABA reached a much higher level at senescence in all nine sorts of flowers, so it is reasonable to consider that it is ABA which plays an important role of regulation in controlling flower's senescence. There is a much higher level of GA3 and zeatin in the long-lived flowers which is not demonstrated in the shortlived ones. The respiratory rate is one of the factors controtling the longevity of flowers, but it does not play a decided role. Application of 6BA and zeatin prolongs distinctly orchid’s longevity, however exogenous IAA through the promotive action on ethylene production, evidently extends the longevity of the flowers of the Nopalxochia ackermannii Kunth.     

真菌类遗传学分析的知识结构教学

本文以认知结构理论为指导,讨论了真菌类遗传分析与高等动植物遗传分析的内在联系,认为利用这种内在联系进行教学可收到好的效果并说明了作者的具体教学过程。 Abstract:In the paper, the relationship between genetic analysis of Fungi and genetic analysis of high animal and plant was discussed.A good results were obtained when we adopted this method in the teaching.     

医疗机构合理用药评价模型的构建研究

目的 针对医疗机构的合理用药水平进行评价研究。方法 根据医疗机构合理用药的具体要求,构建医疗机构合理用药评价指标体系,采用基于模糊群决策的方法和多指标评价分析法构建医疗机构合理用药评价模型。结果 构建了基于模糊群决策的医疗机构合理用药评价模型,并通过实例分析证明了评价模型的可行性。结论 建立的基于模糊群决策的医疗机构合理用药评价模型能够对医疗机构的合理用药水平进行科学评价,为提高医疗机构合理用药水平奠定基础。     

棉铃虫钙粘蛋白N端多肽多克隆抗体制备及对Bt抗性的初步检测

用重组表达的棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)中肠钙粘蛋白N端多肽片段制备兔多克隆抗体,并利用其对Bt抗性进行鉴定。通过RT-PCR方法对棉铃虫中肠钙粘蛋白N端多肽的基因片段Cad285进行PCR扩增,将其克隆到pET-30a原核表达载体中,在大肠杆菌BL21(DE3)中经IPTG诱导表达,得到35ku的重组融和蛋白,融合表达的包涵体经过变性、Ni-NTA柱亲和纯化、复性等方法处理包涵体,获得可溶性纯化蛋白,用纯化后蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体,ELISA检测其效价高于1∶16000;利用最终获得的多克隆抗体对室内纯合Bt抗/感品系的棉铃虫中肠钙粘蛋白进行Western blot分析,结果显示敏感和抗性品系之间有明显差异,表明其能够应用对Bt抗性进行初步检测。     

龙胆科药用植物化学成分的研究现状

龙胆科植物在我国的分布范围很广,且多数为药用植物,其多数种属的药用植物,至今其化学成分尚未被系统研究。综述了目前龙胆科药用植物的化学成分的研究现状及一般提取方法,对近年来发现的环烯醚萜及裂环烯醚萜类化合物进行了总结,为本科药用植物的更深入研究提供了参考。     

Photoregulation of seed germination of wild-type and of an aurea-mutant of tomato

Seed germination of an aurea mutant of tomato ( Lycopersicon esculentum Mill.) is promoted by continuous irradiation with red, far-red or long-wavelength far-red (758 nm) light as well as by cyclic irradiations (5 min red or 5 min far-red/25 min darkness). Far-red light applied immediately after each red does not change the germination behaviour. Seed germination of the isogenic wild-type, cv. UC-105, is promoted by continuous and cyclic red light while it is inhibited by continuous and cyclic far-red light and by continious 758 nm irradiation. Far-red irradiation reverses almost completely the promoting effect of red light. The promoting effect (in the aurea mutant) and the inhibitory effect (in the wild-type) of continuous far-red light do not show photon fluence rate dependency above 20 nmol m⁻² s⁻¹. It is concluded that phytochrome controls tomato seed germination throgh low energy responses in both the wild type and the au mutant. The promoting effect of continuous and cyclic far-red light in the au mutant can be attributed to a greater sensitivity to P_fr.