一种毫微秒荧光谱去卷积处理方法及其在生物膜研究中的应用

本文介绍了在大分子荧光寿命测量中,为消除测量系统响应时间的影响,对荧光谱进行去卷积处理的一种方法.该方法由实测的响应函数和荧光函数计算出响应矩阵和荧光矩阵,再用单指数函数拟合实测荧光谱的尾部,用迭代法求解.方法比较简单,也比较实用.我们用自制的NSY-1毫微秒荧光谱仪及所设计的微机程序,测试了荧光探剂Merocyanine 540(MC540)标记的脂质体以及重设线粒体H—ATP酶脂酶体的荧光寿命ι.它们的寿命分别为1.63ns和1.30ns.这一明显差别提示测量荧光寿命可作为研究生物膜膜脂—蛋白质相互作用的一种手段.     

人体鼻咽组织的时间分辨自体荧光光谱研究

实验研究了在397 nm半导体脉冲激光激发下,人体离体鼻咽正常和癌变组织在600 nm荧光发射波长处的时间分辨自体荧光光谱特性。利用双指数衰减方程对时间分辨自体荧光光谱进行拟合后,获得相应的荧光强度随时间的指数衰减方程以及荧光平均寿命。人体鼻咽癌变和正常组织在600 nm处的自体荧光平均寿命分别为(2.94±0.51)ns和(4.29±0.71)ns,两者之间存在显著的差异。应用时间分辨光谱技术的诊断灵敏度和特异性分别为75%和100%。初步表明了时间分辨自体荧光光谱在早期鼻咽癌诊断的应用价值,该方法可望与传统的稳态荧光光谱结合起来,进一步提高早期鼻咽癌荧光诊断的准确率。     

电磁脉冲对清醒大鼠尾动脉血压的影响

目的:观察电磁脉冲(electromagnetic pulses,EMP)对清醒大鼠动脉血压和心率的影响。方法:适应性血压测量1周后的14只健康成年雄性SD大鼠按体重随机分为假辐照组和辐照组,每组7只,在锥形平板GTEM小室内接受EMP辐照,EMP辐照参数为:场强200 kV/m,脉冲前沿3.5 ns,脉宽14 ns,重复频率1 Hz,辐照后用无创性尾套式血压测量仪测量2 hr至1 wk内大鼠动脉血压和心率变化规律。结果:照后3 d大鼠动脉血压(收缩压、舒张压和平均动脉压)与假辐照组相比下降显著(P0.05),12 h有下降趋势,其他时间未见显著性差异(P0.05);辐照对大鼠心率也无明显影响(P0.05)。结论:EMP辐照可以引起大鼠血压一过性降低;对大鼠心率无明显影响。     

荧光相关谱技术及其应用

基于对处于平衡态少量荧光分子集合的强度涨落进行时间平均的技术,荧光相关谱fluoreswceance correlation spectroscopy,FCS)技术最近已经应用于细胞环境过程的研究。FCS优秀的灵敏特性为我们实时测量许多参数提供了途径,而且具有快速的时间特性和高空间分辨率。测量的参数包括扩散速率、局部浓度、聚合状态和分子间的相互作用。荧光互相关谱(fluorescence cross-correlation spectroscopy,FCCS)进一步扩展了FCS技术的应用,包括在活细胞中的广泛应用。本文介绍了FCS技术的原理、实验装置及其应用。     

电子顺磁共振测量蛋白质分子内选定位点之间距离的方法及应用

蛋白质分子的结构决定了其特性和功能,准确测量蛋白质分子中特殊位点之间的距离对其结构解析至关重要。该文在简要介绍电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance,EPR)方法测量蛋白质分子内未偶自旋之间距离基本原理的基础上,重点综述了近年来EPR结合定点自旋标记(site-directed spin label,SDSL)技术在研究蛋白质结构与功能方面的应用情况,归纳了EPR-SDSL方法测量距离的特点和存在问题,并提出了改进用连续波EPR技术测量距离的准确度的思路和实现方法。     

利用微秒和微纳秒脉冲电场诱导细胞融合

[目的]以小鼠骨髓瘤(SP2/0)细胞作为实验材料,比较了SP2/0细胞在不同微秒(μs)脉冲和微纳秒(μs/ns)复合脉冲电融合的细胞存活率和融合率,并确定了最优的μs/ns复合脉冲电融合参数。[方法]将SP2/0细胞分别用Hoechst 33342和碘化丙啶(PI)进行染色,分别选取3组μs脉冲和3组μs/ns复合脉冲对染色后的SP2/0细胞进行电融合,通过荧光显微镜观察融合后细胞的存活率和融合率。[结果]对比不同μs和μs/ns复合脉冲电融合存活率和融合率结果得知,μs/ns复合脉冲比μs脉冲电融合效果更好,且电融合参数为2. 5 k V/cm、20μs、1次,10 k V/cm、200 ns、8次时存活率和融合效率相对最好,存活率和融合率分别为88. 5%±6. 2%和80. 1%±2. 6%。[结论]通过采用不同μs和μs/ns复合脉冲电融合比较了SP2/0细胞的存活率和融合效率,结果显示μs/ns复合脉冲电融合参数在2. 5 k V/cm、20μs、1次,10 k V/cm、200 ns、8次时,存活率比μs脉冲电融合提高6. 4%,融合率提高23. 3%,为利用μs/ns复合脉冲研究杂交瘤细胞电融合奠定了基础。     

放射性微球技术观测脑血液灌注

本文简略介绍了研究脑脊髓微循环应用放射性微球技术测量脑局部组织血流量的原理和方法,也介绍了脑组织的供血来源、微血管的分布、动-静脉分流、侧支循环以及各种因素影响脑脊髓微循环的研究。     

人肌球蛋白7A基因非同义单核苷酸多态性位点潜在致聋突变的预测分析

目的:人肌球蛋白7A(MYO7A)基因是遗传性耳聋分子筛查的候选基因之一。从已知的MYO7A非同义单核苷酸多态性(ns SNPs)位点数据库中筛选可能与致病表型相关的ns SNPs位点,以提高MYO7A基因耳聋分子诊断的有效性和准确率。方法:首先,从NCBI数据中心的db SNP数据库(db SNP)和Deafness Variation Database数据库获得MYO7A基因的SNPs数据和基因的相关信息;然后,通过SIFT、Poly Phen-2、PANTHER、Ph D-SNP、Mutation Taster、SNPGO和Mut Pred软件进行ns SNPs表型致病性分析,预测潜在致病位点;接着,应用Clustal X2和Gene Doc软件进行同源氨基酸序列比对,分析潜在致病的ns SNPs位点保守性;最后,应用Swiss Model平台选择性地对某些突变蛋白质的三维结构进行建模,并分析结构域的变化。结果:预测出MYO7A的104个高风险致病的ns SNPs位点,包括25个已报道的耳聋相关ns SNPs位点;高风险致病的ns SNPs位点中,有42个位于肌球蛋白马达(myosin motor)结构域,其中12个预测有致病风险的ns SNPs位点与MYO7A基因致聋的突变研究报道一致。肌球蛋白马达结构域中包含30个新预测的潜在致病性ns SNPs位点,其中仅L366P位点在7个预测软件中具有高度一致性。通过对L366P位点位点突变前后的三维模型构建,发现存在蛋白结构的改变,且同源性比对结果显示了该位点的高度保守性。结论:MYO7A的L366P为潜在高风险致病性ns SNP位点,推测该基因突变可能与耳聋表型相关。本研究所采用的分析筛选方法对MYO7A基因突变的临床筛查及其他致病基因的ns SNPs筛选具有重要的参考价值。     

中枢神经系统去甲肾上腺素分泌的实时检测

为了探讨与中枢神经系统单胺类递质分泌失调有关疾病的中枢机制,人们对单胺类递质分泌动力学的研究越来越有兴趣。去甲肾上腺素是中枢神经系统重要的递质和调质,本文介绍了我们实验室最近发展的实时检测中枢神经系统去甲肾上腺素分泌的一些技术方法,并比较了电化学微碳纤电极（carbon fiber electrode,CFE）测量与电生理、荧光显微测量技术优缺点,阐述了CFE技术在神经科学研究中的一个基本应用。     

拟南芥和水稻非特异脂质转运蛋白的分子进化、表达模式以及在花药发育中的功能分析

植物非特异脂质转运蛋白(non-specific lipid transfer proteins,ns LTPs)是一类小分子碱性蛋白,该蛋白家族在植物的角质蜡质形成、信号转导以及生殖发育等方面发挥了重要的功能。目前植物中已经克隆出几十个ns LTPs基因并对它们开展了初步的功能研究,但对该基因家族在拟南芥和水稻中的基本信息、分子进化、表达模式和功能预测方面进行系统对比的数据仍很欠缺。本研究尝试利用生物信息学的方法,通过对比分析45个拟南芥和49个水稻ns LTPs基因的亚家族分类、基因复制、蛋白结构、表达模式和功能预测等信息,初步阐明ns LTPs基因家族在单双子叶中可能存在的进化、表达模式和功能上的差异。同时以花药发育过程为例,细致分析了ns LTPs不同亚家族基因在花药发育过程中表达水平的变化,从而推测各个亚家族蛋白在花药发育不同时期的功能。本研究以期为ns LTPs将来在植物育种和遗传学中的应用研究提供理论基础。     

露点水势仪用于植物活体原位水势测定的技术改进

提出露点水势仪用于植物活体原位水势测定技术的优化方案, 并通过不同植物的实测进行了验证, 同时将露点水势仪的测定结果与压力室的测定结果进行了横向比较。实验表明, 改进后的测定技术可获得更为可靠的测定结果。优化方案主要包括用氧化铝微晶粉末磨除叶片的角质层, 采用湿度测量模式以随时监测探头是否受污染和确定热电偶的通电冷却时间, 记录和读取测量结果等措施。同时介绍了被污染探头的清洗、误差来源和减小误差的方法等。改进后的方案能够快速、准确地完成活体植物水势的原位测定, 消除用叶圆片代替活体测定带来的由于细胞破损而使细胞浆外流污染对叶片实际水势的干扰影响。     

宁夏宽寄螨属一新种(蜱螨亚纲:胭螨科)

1985年4月,在宁夏海原县的阿拉善黄鼠 Citellus alaschanicus Büchner巢穴中采得一种宽寄螨 Euryparasitus Oudema+ns,1902,经鉴定系一新种,记述如下。文中测量单位均为μm。     

生物阻抗技术概述

简要叙述了人体组织阻抗特性、生物阻抗技术的基本原理和测量方法,全面介绍了生物阻抗技术在细胞测量、体积测量、人体组织结构分析、组织监测、人体成分分析、生物阻抗成像等各方面的应用。     

家蚕二分浓核病毒感染家蚕后的释放动态研究

【目的】研究家蚕二分浓核病毒(Bm BDV)感染家蚕后不同时间段内释放到环境中的病毒量,为通过蚕沙快速检测病毒提供方法和依据。【方法】选取家蚕二分浓核病毒基因组节段VD1上的ns1基因和VD2上的ns3基因中的一小部分片段,分别克隆到p MD18-T载体上,制备标准品质粒,并用实时荧光定量PCR的方法绘制ns1和ns3的标准曲线。通过检测Bm BDV感染5龄家蚕后不同时间蚕沙中的病毒量来衡量释放到环境中的病毒的变化动态。【结果】在病毒感染家蚕第3天,大量的病毒随蚕沙释放到环境中,每微克蚕沙中约含1.38×106个VD1,6.54×105个VD2;从感染后第5天开始,释放到环境中的病毒量呈指数型增加;第7-8天病毒的释放量到达一个平台期,此时每微克蚕沙中约有2.12×107个VD1,1.34×107个VD2。普通PCR结果也反应出了类似的病毒释放动态。【结论】根据Bm BDV感染家蚕后的释放动态,推测病毒的复制周期约60 h。利用实时荧光定量PCR检测蚕沙中的Bm BDV,能简单、快速、准确地诊断病毒的感染。     

稳定同位素红外光谱技术测定CO_2同位素校正方法的研究进展

稳定同位素红外光谱(IRIS)技术克服了传统的大气CO_2气瓶采样-同位素质谱(IRMS)技术时间分辨率低且耗时费力的缺点,可以实现高时间分辨率和高精度的大气CO_2碳同位素组成(δ~(13)C)和氧同位素组成(δ~(18)O)的原位连续测定。基于IRIS技术测量CO_2δ~(13)C和δ~(18)O的误差来源主要包括δ~(13)C和δ~(18)O测量值对CO_2浓度变化的非线性响应(浓度依赖性)以及对环境条件变化的敏感性导致的漂移(时间漂移)。如何有效地校正浓度依赖性和时间漂移导致的误差是IRIS仪器应用的前提。该综述阐述了δ~(13)C和δ~(18)O测量值的浓度依赖性产生的理论基础,回顾了浓度依赖性的理论校正和经验方程校正方法和应用;回顾了时间漂移的校正原理、方法和应用;概述了数据溯源至国际标准的原理、方法与应用现状。结合实际情况推荐利用3个或3个以上已知CO_2浓度和δ~(13)C、δ~(18)O真值的CO_2标准气体涵盖待测气体CO_2浓度的浓度依赖性校正,设置适当的校正频率校正时间漂移并进行数据溯源。指出应该加强不同仪器和校正方法的比对研究;采用IRIS技术测定CH_4、N_2O和H_2O同位素组成也可以采取类似的校正方法。     

流感病毒ns1基因的克隆及其原核表达载体的构建

为了解H5N1亚型流感病毒株的ns1基因特性及其规模制备NS1蛋白,首先将病毒在鸡胚中传代,从收获的尿囊液中提取RNA,采用RT-PCR技术扩增流感病毒全长ns基因。测序显示H5N1亚型流感病毒NS1cDNA全长678bp,编码225个氨基酸。BLAST分析表明,Qa/ST/852/01(H5N1)病毒株ns1基因与近年来从华南地区分离的禽H5N1毒株的ns1基因有很高的同源性。之后采用PCR方法扩增ns1基因的cDNA片段,将其克隆到pGEX-4T-3载体中,与谷胱甘肽巯基转移酶(GST)基因融合,构建重组质粒pGEX-4T-3/NS1cDNA,转化大肠杆菌BL21(DE3)并进行诱导表达。SDS-PAGE和凝胶扫描分析,GST-NS1融合蛋白在大肠杆菌中获得了高效表达,并且以可溶形式存在,重组融合蛋白的表达量占菌体总蛋白的28.5%,表达产物经亲和层析纯化后蛋白质纯度达96%以上。经免疫印记证实重组融合蛋白可以被GST特异性抗体所识别。该表达载体的构建为获得大量NS1蛋白进行功能研究及抗体制备提供了基础。     

PSⅡ核心复合物能量传递的飞秒时间分辨荧光光谱学研究

运用稳态、瞬态荧光光谱技术对光系统Ⅱ核心复合物的能量传递动力学进行研究.分别用436 nm光脉冲激发叶绿素a分子、45l nm光激发叶绿素a和β-胡萝卜素分子、473和481 nm光激发β-胡萝卜素分子,得到5组反应能量传递、电荷重组等过程的寿命组分:8～40 ps为核心天线中β-胡萝卜素分子通过相邻β-胡萝卜素分子或中间叶绿素a向叶绿素a分子传递能量的时间;85～152 ps为核心天线色素分子激发能传递时间;201～925 ps反映部分电荷重组过程;1.03l～1.2l ns为参与能量传递的色素分子从激发态衰退回到基态的时间;6.17～18.13 ns的长寿命时间组分归因于P680+Pheo-的重组过程.将荧光发射谱进行高斯解析,发现在核心复合物中还至少存在Chla 685 683、Chla 682 680、Chla679 673,677三种特征叶绿素a分子.     

基于数码照片的植被盖度测量方法研究进展

盖度是植物群落结构的一个重要参数,被广泛地用于生态、水文、水土保持等研究中。基于数码照片的植被盖度测量是精确获取盖度值的一个重要手段。文章对基于数码照片的植被盖度测量方法的相关进展进行了综述,介绍了应用于盖度测量的主要数据源,照片的边缘形变和阴影处理方法,详细分析了各种盖度测量方法的原理、优缺点和适用范围,评述了照片拍摄时间、拍摄角度、光照条件以及植被疏密程度等对盖度测量准确度的影响,并对未来的发展趋势进行了分析。     

流感病毒ns1基因的克隆及其原核表达载体的构建

为了解H5N1亚型流感病毒株的ns1基因特性及其规模制备NS1蛋白,首先将病毒在鸡胚中传代,从收获的尿囊液中提取RNA,采用RT-PCR技术扩增流感病毒全长ns基因.测序显示H5N1亚型流感病毒NS1 cDNA全长678bp,编码225个氨基酸.BLAST分析表明,Qa/ST/852/01(H5N1)病毒株ns1基因与近年来从华南地区分离的禽H5N1毒株的ns1基因有很高的同源性.之后采用PCR方法扩增ns1基因的cDNA片段,将其克隆到pGEX-4T-3载体中,与谷胱甘肽巯基转移酶(GST)基因融合,构建重组质粒pGEX-4T-3/NS1 cDNA,转化大肠杆菌BL21(DE3)并进行诱导表达.SDS-PAGE和凝胶扫描分析,GST-NS1融合蛋白在大肠杆菌中获得了高效表达,并且以可溶形式存在,重组融合蛋白的表达量占菌体总蛋白的28.5%,表达产物经亲和层析纯化后蛋白质纯度达96%以上.经免疫印记证实重组融合蛋白可以被GST特异性抗体所识别.该表达载体的构建为获得大量NS1蛋白进行功能研究及抗体制备提供了基础.     

质谱流式技术用于单细胞检测

质谱流式技术(mass cytometry)是利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技术,能够在单细胞水平实现超过50种标志物的同时测量,显著增强了对细胞生长进程和复杂细胞系统的评估能力。该文简要介绍了质谱流式技术的基本工作原理,并从金属元素标记、质量分析器、高维单细胞数据处理等方面展开论述,阐明设计新型金属元素标签和选择飞行时间质谱的必要性,归纳分析高维单细胞数据的算法并总结各种算法的优点和局限性。